Принципы вскрытия рудных месторождений при разработке на базе подземных горно-обогатительных комплексов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципы вскрытия рудных месторождений при разработке на базе подземных горно-обогатительных комплексов

доктор технических наук, профессор, Забайкальский государственный университет (672039, Россия, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30),

Решение задач вскрытия при разработке рудных месторождений подземными горнообогатительными комплексами (ПГОК) должно основываться на следующих принципах: полная закладка всех выработанных пространств; рудник и подземный обогатительный комплекс располагаются в едином подземном пространстве; рудник и подземный обогатительный комплекс связаны между собой подземными горными выработками; транспортирование руды от ствола шахты до обогатительного комплекса производится по полевым откаточным штрекам; закладочный комплекс приготовления закладочных смесей на основе хвостов подземного обогащения размещается выше самого верхнего горизонта рудника; на земную поверхность осуществляется подъём концентрата. Предложена обобщённая принципиальная схема вскрытия и освоения месторождения ПГОК.

Ключевые слова: вскрытие месторождения, подземный обогатительный комплекс, рудник, закладочный комплекс, транспортно-вентиляционные выработки, подземное пространство, освоение месторождения

GennadyG. Pirogov,

Doctor of Engineering Science, Professor, Transbaikal State University (30 Aleksandro-Zavodskayast., Chita, 672039, Russia),

The task of opening with the development of ore deposits by underground mining and processing complexes (PGOK) should be based on the following principles: complete backfilling of the developed spaces; underground mine and processing plant are located in a common underground space; underground mine and processing complex are connected by underground workings; ore transportation from the mine shaft to the mill complex is on the field haulage drifts; stowing complex of preparation of backfilling mixtures based on tailings underground enrichment is above the upper horizon of the mine; there is a rise of the concentrate on the earth's surface. A generalized schematic diagram of the opening and development of deposits FGOK is given.

Keywords: development, underground and processing plant, mine stowing facility, transportation and ventilation of development, underground space, development of the field

Актуальность

Одной из перспективных ресурсосберегающих экологичных технологий рассматривают освоение рудных месторождений подземными горно-обогатительными комплексами. Внедрение технологии сдерживается рядом нерешённых проблем, среди которых вскрытие месторождений.

Предлагаемые решения

В результате выполненного анализа теории и практики вскрытия крутопадающих рудных месторождений, рудопотоков, грузопотоков при освоении месторождений подземными горно-обогатительными комплексами с размещением обогатительного комплекса в недрах на определённой глубине от земной поверхности нами установлено, что решение задач вскрытия при разработке месторождения на базе подземных ГОК должно основываться на следующих принципах:

- полная закладка всех выработанных пространств, что уменьшает развитие зон сдвижения горных пород, следовательно, даёт возможность приближения стволов шахт к месторождению;

- рудник и подземный обогатительный комплекс располагаются в едином подземном пространстве, объединённым общим горным отводом;

- рудник и подземный обогатительный комплекс связаны между собой подземными горными выработками для транспортирования рудной массы до рудоприёмного бункера обогатительного комплекса и хвостов обогащения в закладочный комплекс (рис. 3);

- транспортирование руды от ствола шахтні до разгрузочной ямбі приёмного бункера обогатителиного комплекса производится по полеввімоткаточнвімштрекам, проведённвш на горизонтах устройства разгрузочнвіхям;

- закладочный комплекс приготовления закладочнвіхсмесей на основе хвостов подземного обогащения размещается випне самого верхнего горизонта рудника для обеспечения самотечной горизонталвнойдалвности гидротранспорта смесей до места производства закладочнвіхработ;

- на земную поверхности осуществляется подъём концентрата.

А.С. Воронюк по резулвтатам своих исследований по комплексномувскрвітиюруднвіхместорождений предложил следующие вариантвівскрвітия:

- для крутопадающих месторождений, залегающих на глубине: а) до 500... 600 м: вскрвітиевертикалвнБімскиповвімрудоподъёмнвш стволом, наклоннвімсъездом для самоходного оборудования и вертикалвнвімвентиляционнвімстволом; б) более 600 м: вскрвітиевертикалвнБімскиповвімрудоподъёмнвш стволом; грузоввімстволом, оборудованнвімкабелв-краном, вертикалвнвімвентиляционнвімстволом;

- для наклоннвіх, пологих и горизонталвнБіхместорождений, залегающих на глубине:

а)до 600 м: вскрвітиенаклоннвімконвейернвімрудоввідачнвім стволом; наклоннвімсъездом для самоходного оборудования и автотранспорта, вертикалвнвімвентиляционнвім стволом;

б)более 600 м: вскрвітиенаклоннвімконвейернвімрудоввідачнвім стволом, грузоввім стволом, оборудованнвімкабелв-краном, и вертикалвнвімвентиляционнвім стволом.

Руднаямасса частиразрабатвіваемогоместорождения, находящейся ввішегоризонта рудоприёмногобункера подземного обогатителвного комплекса, перепускается до этого горизонта по капитал винім рудоспускам, следователвно, исключается из процесса подъёма по стволу шахтні. Руду, добвіваемуюиз нижней части месторождения, по стволу поднимают до горизонта рудоприемного бункера и транспортируют от ствола (капиталвнвіхрудоспусков в первом случае) по полевому откаточному штреку до разгрузочнвіхям бункера. Таким образом, ввісотаподъёма рудні обусловливается глубиной нижней части месторождения и существенно менвше по сравнению с традиционнвши схемами подъёма до земной поверхности, что способствует уменвшению затрат и увеличению производителвности подъёма.

А.С. Воронюк в приведённв1х ввішевариантах вскрвітиякрутопадающих месторождений предлагает скиповвіерудоподъёмник стволы. Однако при исполвзовании подземного обогатителвного комплекса клетевой ствол имеет существенное преимущество в сравнении со скиповвім, которое заключается в том, что руду до приёмного бункера комплекса доставляют в одних и тех же шахтнвіхвагонах без перегрузки. При скиповом подъёме возникает необходимости в проходке ввіработокскипового дробилвно-погрузочного комплекса, сооружении загрузочно-разгрузочнвіхустройств. Изложенное не означает выгод-ноств клетевого подъёма рудні во всех случаях освоения месторождений подземнвімигорно- обогатителвнБши комплексами. При значителвной глубине «нижней» части месторождения (свинце 700... 800 м) и болвшой производственной мощности обогатителвного комплекса (свБіше1,5 млн т) скиповой подъём может компенсироватв недостатки, отмеченнвіеввіше.

Полное заполнение ввіработаннвіхпространств закладкой способствует сохранению целостности породнвіхмассивов при очистной ввіемкеруд, следователвно, предотвращению появления и развития зон сдвижения горнвіхпород. Исключение зон сдвижения позволяет приблизитвстволвішахт к месторождению. При этом сокращаются длина квершлагов и затратні на их проходку. По ориентировочнвімрасчётам снижение капиталвнвіхзатрат на сооружение квершлагов для условий Ново-Широкинского золото-полиметаллического месторождения может составитв 3540 тыс. р. или менвше в 1,97 раза в сравнении с про-ектнБімизатратами. На рис. 1, 2 приведенні зависимости затрат на сооружение квершлагов при наличии и отсутствии зон сдвижения.

Рис. 1. Затраты на сооружение квершлагов при наличии зон сдвижения горных пород Fig. 1.Costs for the construction of crosscuts in the presence of zones of strata movement

Puc. 2.Затраты на сооружение квершлагов при отсутствии зон сдвижения горных пород

Fig. 2.Costs for the construction of crosscuts in the absence of zones of strata movement

Важной для рудника и обогатительного комплекса является задача размещения в системе транспортно-вентиляционных горных выработок закладочного комплекса. Для рудника значимость решения вопроса связана с необходимостью непрерывного приготовления закладочных смесей и транспортирования к местам выполнения закладочных работ с минимальными затратами, для подземного обогатительного комплекса -- с непрерывным и экономичным транспортированием твёрдых отходов (хвостов). подземный горнообогатительныйи комплекс квершлаг

Перемещение хвостов обогащения в технологической схеме подземного горнообогатительного комплекса предлагается осуществлять следующим образом. От зумпфа пульпоперекачной станции накопительной камеры, расположенной на нижнем горизонте обогатительного комплекса, хвосты по полевому штреку и вспомогательному стволу рудника транспортируют напорным гидротранспортом (пнемотранспортом) до закладочного комплекса (рис. 3).

Рис. 3. Обобщённая принципиальная схема вскрытия и освоения рудного месторождения подземными горно-обогатительными комплексами:

В -- вскрытие; ВС -- вертикальный ствол; КШт -- капитальная штольня; НС -- наклонный съезд; ГС и НС -- грузовой ствол и наклонный съезд (междуэтажный); КР -- капитальный рудоспуск (при отработке части месторождения выше горизонта расположения рудоприёмного бункера подземного обогатительного комплекса); ОБ -- очистной блок; СРСНП -- система разработки сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок; ПТМО -- подземный техногенный минеральный объект; ЗК - закладочный комплекс;

ЭО - электровозная откатка; АТ -- автотранспорт; К - конвейерный транспорт; РГТ - напорный рудничный гидротранспорт; СГТ -- самотечный гидротранспорт; ТВС -- горные выработки транспортно-вентиляционной системы обогатительного комплекса; РБ рудоприёмный бункер обогатительного комплекса; РП - цех рудоподготовки; Ф - цех флотации; НК - накопительная камера; ХВ - хвосты; ЗС - закладочная смесь; ВО - очистка вод в системе замкнутого водооборота; СВ - сточные воды обогатительного комплекса; ШВ шахтные воды

Fig. 3.Generalized schematic diagram of dissection and development of ore deposits underground mining complexes:

In the autopsy; VS - vertical shaft; Ksht - major tunnel; NS - inclined Congress; the HS and HC - cargo trunk and a sloping exit (interfloor); CU - major ore pass (during the mining part of the deposit above the horizon at rhodopirellula bunker underground enrichment complex); cleaning block; SRNP system development solid layered sloped notch scores; PTMO - underground man-made mineral object; ZK - stowing facility; EO - locomotive haulage; at -- transport; - conveyor transport; RGT - pressure mine hydrotransport; SGT - gravity hydraulic transport; fuel assemblies - mining transport-ventilation systems and processing complex; RB -radiopriemnye hopper processing plant; SPM - plant ore preparation; f - flotation plant; NK - collection chamber; XB - tails; ZS - filling mixture; - clean water in the closed water system; SY - waste water processing plant; SWISS - minewater

В горизонтальной плоскости место размещения закладочного комплекса может быть определено по известному методу Л. Д Шевякова определения мест заложения стволов шахты. Систему неравенств можно представить в следующем виде:

где 1п_рав, С_лев -- объёмы выработанных пространств в правой или левой частях месторождения относительно закладочного комплекса;

V¹ -- сосредоточенный элементарный объём.

Таким образом, место размещения закладочного комплекса в горизонтальной плоскости выбирается вблизи от рудоподъёмного ствола шахты и соответствует минимальной работе гидротранспорта закладочных смесей.

В состав закладочного комплекса включают камеру для установки и последующей эксплуатации грануляторов для производства из хвостов обогащения гранул диаметром 10... 15 мм. На рис. 3 представлена обобщённая принципиальная схема вскрытия и освоения рудного месторождения подземными горно-обогатительными комплексами, включающая вскрывающие, транспортные, вентиляционные выработки, связующие рудник и подземный обогатительный комплекс, составные части рудника и плекса.

Выводы

Предложенные принципы вскрытия рудных месторождений при их освоении подземными горно-обогатительными комбинатами, а также обобщённая принципиальная схема вскрытия и освоения месторождений могут быть использованы при проектировании горных предприятий.

Список литературы

2. Каплунов Д. Р., Ломоносов Г. Г. Основные проблемы освоения недр при подземной разработке рудных месторождений // Горный журнал. 1999. № 1. С. 42--45.

3. Шварц Ю. Д., Кутузов Д. С., Зицер И. С. Эколого-экономическая эффективность подземных комплексов по добыче и переработке полезных ископаемых // Цветная металлургия. 1994. № 8. С. 3-9.

4. Абрамов В. Ф., Лушников В. И., Саженев А. А. Перспективы применения подземной разработки с предконцентрацией в горных выработках // Материалы Всесоюзной науч,- техн. конф. Алма-Ата, 1986. С. 152-153.

5. Новая технология разработки рудных месторождений подземным способом / Н. С. Ефремовцев [и др.] // Горный журнал. 1985. № 10. С. 35-38.

6. Ломоносов Г. Г., Зейнулин А. А. Основные положения теории и технологии добычи руд с подземной предконцентрацией // Горный информ.-аналитический бюл. 1997. № 1. С. 82-86.

7. Абрамов В. Ф., Лушников В. И., Саженев А. А. Опыт разработки месторождений с подземным обогащением руды на зарубежных рудниках // Цветная металлургия. 1984. № 12. С. 71-72.

8. Безотходное горно-обогатительное производство на базе подземных комплексов / Ю. Д. Шварц [и др.] // Горный журнал. 1992. № 5. С. 42-45.

9. Шварц Ю. Д., Кутузов Д. С., Зицер И. С. Эколого-экономическая эффективность подземных комплексов по добыче и переработке полезных ископаемых // Цветная металлургия. 1994. № 8. С. 3-9.

10. Геологические аспекты создания подземных комплексов по добыче и переработке минерального сырья / Р. И. Семигин [и др.] // Горный журнал. 1995. № 5. С. 31-33.

11. Способ разработки рудных месторождений: пат № 2338879 РФ / Г. Г. Пирогов. Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

References

1. KaplunovD. R. Aktual'nyeproblemypodzemnoirazrabotkirudnykhmestorozhdenii// Gornyizhurnal. 1995. № 1. S. 46--49.

2. KaplunovD. R., LomonosovG. G. Osnovnyeproblemyosvoeniyanedrpripodzemnoirazrabotkerudnykhmestorozhdenii// Gornyizhurnal. 1999. № 1. S. 42--45.

3. ShvartsYu. D., KutuzovD. S., ZitserI. S. Ekologo-ekonomicheskayaeffektivnost' podzemnykhkompleksovpodobycheipererabotkepoleznykhiskopaemykh// Tsvetnayametallurgiya. 1994. № 8. S. 3-9.

4. AbramovV. F., LushnikovV. Г, SazhenevA. A. Ferspektivyprimeneniyapodzemnoirazrabotkispredkontsentratsieivgornykhvyrabotkakh// MaterialyVsesoyuznoinauch.-tekhn. konf. Alma-Ata, 1986. S. 152-153.

5. Novayatekhnologiyarazrabotkirudnykhmestorozhdeniipodzemnymsposobom/

N.S. Efremovtsev [i dr.] // Gornyizhurnal. 1985. № 10. S. 35-38.

6. LomonosovG. G., Zeinulin A. A. Osnovnyepolozheniyateoriii tekhnologiidobychirud s podzemnoipredkontsentratsiei// Gornyi inform.-analiticheskiibyul. 1997. № 1. S. 82-86.

7. AbramovV. F., Lushnikov V. I., SazhenevA. A. Opytrazrabotkimestorozhdeniispodzemnymobogashcheniemrudynazarubezhnykhrudnikakh // Tsvetnayametallurgiya. 1984. № 12. S. 71-72.

8. Bezotkhodnoegorno-obogatitel'noeproizvodstvonabazepodzemnykhkompleksov / Yu. D. Shvarts [idr.] // Gornyizhurnal. 1992. № 5. S. 42-45.

9. ShvartsYu. D., KutuzovD. S., ZitserI. S. Ekologo-ekonomicheskayaeffektivnost' podzemnykhkompleksovpodobycheipererabotkepoleznykhiskopaemykh // Tsvetnayametallurgiya. 1994. № 8. S. 3-9.

10. GeologicheskieaspektysozdaniyapodzemnykhkompleksovpodobycheipererabotkemineraPnogosyr'ya / R. I. Semigin [i dr.] // Gornyizhurnal. 1995. № 5. S. 31-33.

11. Sposobrazrabotkirudnykhmestorozhdenii: pat № 2338879 RF / G. G. Pirogov. Opubl. 20.11.2008. Byul. № 32.

Размещено на Allbest.ru