5.2Потери и разубоживание руды

Полнота и качество извлечения руды из недр оцениваются уровнем потерь и разу6оживанием руды. Часть балансовых запасов руды, безвозвратно оставляемая по разным причинам в недрах, называется потерями руды. Одновременно при добыче всегда происходит разубоживание руды, т.е. снижение содержания полезного компонента в рудной массе по сравнению с содержанием его в массиве руды. Потери руды, выраженные в долях единицы или процентах, являются количественными показателями извлечения руды, а разубоживание — качественным.

Потери руды подразделяются на общерудничные, эксплуатационные в массиве и для отбитой руды. Общерудничные потери представляют собой запасы руды в целиках для охраны капитальных горных выработок и различного рода объектов на поверхности (зданий, сооружений, железных дорог и других).

Эксплуатационные потери руды в массиве обусловлены оставлением неизвлекаемых целиков внутри блоков, у штреков и восстающих, а также у контактов руды с вмещающими породами. Эксплуатационные потери отбитой руды являются следствием неполноты ее выпуска по разным причинам из очистных блоков.

Коэффициент потерь руды К_р определяется соотношением

К_р = Z_п /Z_б,

где Z_п — количество потерянной руды, т; Z_б — балансовые запасы, т.

Кроме коэффициента потерь руды существует понятие о коэффициенте потерь металла К_м, определяемом по формуле

К_м = (Q_п-Q_пр)/Q_р,

где Q_п — количество металла в потерянной руде, т; Q_пр — количество металла в примешанной руде, т; Q_р — количество металла в запасах руды, подлежащих отработке, т.

Разубоживание руды по вызывающим его причинам подразделяется на следующие виды:

• разубоживание от засорения, т.е. примешивание пустой породы при выпуске руды из блоков, при отбойке пород вместе с рудой, при отслаивании вмещающих пород в блоках;

• разубоживание от потерь руды по разным причинам с более высоким содержанием полезного компонента, чем в балансовых запасах;

• разубоживание от выщелачивания металла из руды шахтными водами.

Истинное разубоживание (засорение) руды Р_р определяется соотношением

Р_р = Q_в/Q_q,

где Q_в — количество пустых пород, попавших в руду, т; Q_q — количество добытой рудной массы, т.

Разубоживание руды по металлу Р_м определяют по формуле

Р_м = (p–q)/p,

где р — содержание металла в балансовых запасах руды, г/т или %; q — содержание металла в добытой рудной массе, г/т или %.

Величины фактических потерь и разубоживания руды являются отчетными показателями рудника. Учет потерь и разубоживания осуществляет маркшейдерско-геологическая служба горнодобывающего предприятия.

Рост потерь и снижение качества добываемой руды имеют отрицательные экономические последствия, так как рудник несет определенный ущерб от потерь металла. Поэтому сокращение потерь руды при разработке и снижение ее разубоживания обусловливают достижение более высоких технико-экономических показателей деятельности предприятия и рост его доходов.

5.3Вскрытие и подготовка рудных месторождений

Залежи рудных месторождений большей частью имеют крутое или наклонное залегание. В целях удобства разработки их по падению делят на этажи. Обычно вертикальная высота этажа составляет 60–80 м, в отдельных случаях она может быть равной 20–30 м или достигать 300 м. Этажи по простиранию делят на блоки длиной 50–60 м. В пределах блока на его границе по простиранию проводят блоковые восстающие, соединяющие откаточный и вентиляционные горизонты. Каждый блок является самостоятельной добычной единицей, где осуществляется очистная выемка руды. Горизонтальные залежи штреками делят на панели.

На рудных месторождениях в зависимости от горно-геологических условий залегания рудных тел применяют вскрытие вертикальными, наклонными стволами или штольнями. Этим основным вскрывающим выработкам присущи те же достоинства и недостатки, что и на угольных месторождениях.

Наиболее распространено вскрытие вертикальными стволами (рис. 5.1—5.3). Главный ствол обычно располагают в лежачем боку за пределами зоны сдвижения поверхности (см. рис. 5.1). Это позволяет уменьшить потери руды в охранных целиках, что особенно важно при наличии руд высокой ценности.

Ш

Рис. 5.1. Вскрытие крутой залежи вертикальными стволами:

1 — главный (грузоподъемный) ствол; 2 — вспомогательные (вентиляционные) стволы; 3—этажные квершлаги

ахтные стволы при вскрытии обычно проводят до первого горизонта, на котором этажным квершлагом осуществляется непосредственное вскрытие рудной залежи. По мере отработки запасов руды в этаже осуществляют углубку шахтных стволов и проведение квершлагов на каждом горизонте. Для рудных месторождений характерна частая углубка стволов, особенно при небольшой высоте этажа. Для проветривания горных выработок свежий воздух в шахту подают по главному стволу, пройденному в центре шахтного поля по простиранию (при двукрылом шахтном поле). Исходящая струя выходит на поверхность через вентиляционные стволы.

При разработке рудных тел большой протяженности в глубину применяют на нижних горизонтах вскрытие слепыми стволами, иногда с концентрационными горизонтами (см. рис. 5.2). Главный (рудоподъемный) ствол проводят на всю глубину залегания рудного тела с образованием концентрационных горизонтов, на которые отбитая руда по рудоспускам перепускается с промежуточных горизонтов. Таким образом, транспорт руды к стволам осуществляется только по концентрационным горизонтам. Промежуточные этажные горизонты служат только для подготовки добычных блоков и вспомогательных целей (транспорт материалов и оборудования, доставка людей, проветривание и др.). Площадь поперечного сечения выработок этого горизонта меньше, чем концентрационного. Транспортный концентрационный горизонт обслуживает несколько этажей. Рудоспуски проводят либо по рудному телу, либо в породах лежачего бока.

Р ис. 5.2. Вскрытие вертикальными стволами с концентрационными горизонтами:

1 — главный ствол; 2 — этажные квершлаги промежуточных горизонтов; 3 — квершлаги концентрационных горизонтов; 4 — рудоспуски; 5 — слепой ствол

В связи с тем, что на больших глубинах квершлаги промежуточных горизонтов становятся слишком длинными, что требует значительных затрат на проведение, то их обслуживание осуществляется вспомогательным стволом, оборудованным подъемной установкой.

Горизонтальные и весьма пологие залежи вскрывают вертикальными стволами (см. рис. 5.3). В этом случае применяют в основном безэтажную разработку. Главные и вспомогательные стволы соединяют с вентиляционным стволом главным откаточным штреком, проводимым в подстилающих рудное тело породах. Этот штрек соединяют с подготовительными выработками, проведенными в рудной залежи, системой рудоспусков и восстающих. Рудную залежь в целях удобства разработки делят либо на панели, либо на блоки.

Рудные месторождения часто бывают приуроченными к гористому рельефу. В таких случаях применяют вскрытие штольнями (рис. 5.4). Нередко наряду с главной штольней, имеющей выход к основной промплощадке, проводят штольни на отдельных этажах.

Р ис. 5.3. Вскрытие горизонтальной залежи вертикальными стволами;

1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол; 3 — вентиляционный ствол; 4 — рудоспуск; 5 — откаточный штрек

Запасы рудных тел или их частей, расположенные ниже уровня главной штольни, вскрывают слепыми вертикальными стволами с подъемной установкой на штольневом горизонте. При вскрытии штольнями упрощаются шахтный транспорт и водоотлив.

Р удные залежи иногда вскрывают также наклонными стволами, проводимыми по рудному телу или в породах лежачего бока. В последнем случае ствол соединяют с рудным телом этажными квершлагами. Проходят ствол либо параллельно залежи, либо параллельно линии сдвижения пород.

Рис. 5.4. Вскрытие штольнями:

1 — главная штольня; 2 — вспомогательная штольня; 3 — слепой ствол; 4 — полевые штреки

Подготовка рудных тел к очистной выемке начинается с проведения сети подготовительных выработок на откаточном горизонте (рис. 5.5). На крупных и наклонных залежах, где рудное тело по падению делят на этажи, различают следующие варианты подготовки:

• по типу подготовительных выработок — штрековую и ортовую;

• по расположению выработок по отношению к рудному телу — рудную, полевую и комбинированную;

• по схеме движения транспорта — тупиковую и кольцевую.

Применяются также и другие варианты подготовки, например штрековая комбинированная с кольцевой откаткой.

В залежах небольшой мощности применяют подготовку рудным штреком с тупиковой схемой транспорта (рис. 5.5, а). В залежах средней мощности и мощных применяют полевую, рудную и комбинированную подготовку с проведением ортов либо с тупиковой схемой транспорта (рис. 5.5, б), либо с кольцевой (рис. 5.5, г). При ортовой подготовке пункты для погрузки руды в составы располагаются в откаточных ортах. Кольцевая откатка обычно применяется при разработке мощных залежей с интенсивной откаткой. В этом случае проводят два штрека; один рудный, другой полевой, либо оба полевые. Полевые штреки проводят на таком расстоянии от рудного тела, чтобы они не попадали в зону сдвижения боковых пород при отработке одного или нескольких нижележащих этажей, если предполагается использовать их в качестве вентиляционных.

Р ис. 5.5. Схемы подготовки откаточных горизонтов:

а — штрековая рудная с тупиковым транспортом; б — полевым штреком и ортами с тупиковым транспортом; в — комбинированная с ортами и кольцевой откаткой; г — полевыми штреками и ортами и кольцевой откаткой; 1 — главный квершлаг; 2 — вентиляционный квершлаг; 3 — рудный штрек; 4 — полевой штрек; 5 — орты

После проведения подготовительных выработок транспортного горизонта приступают к непосредственной подготовке блока к очистной выемке. Этот этап подготовки зависит от применяемой системы разработки и обычно включает проведение следующих выработок: блоковых восстающих, рудоспусков, штреков горизонтов вторичного дробления, скреперования, подсечки и др.