2.3. Выбор системы разработки, основных параметров технологических процессов, комплексной механизация добычных работ

Рациональная система разработки является определяющим фактором в технологическом процессе отработки месторождения. Правильно выбранная система, по технологическим и экономическим показателям, является необходимым условием успешной работы предприятия. Это относится как к начальному этапу развития карьера так и ко всему периоду существования.

Полезная толща месторождения Дымовское представлена кварцевыми сиенитами с редкими включениями пегматоидных жил гранитов. Мощность этих жил обычно не превышает 0,2 м, но изредка достигает 1 м. Пегматоидные жилы обычно не нарушают сплошность вмещающих сиенитов.

В соответствии с заседанием ТКЗ по ЛО №06-18-ОПИ/ЛО от 21.03.2018 г., выход блоков I-III категорий на месторождении Дымовское составляет 20,6%.

Наиболее эффективным способом производства блоков из горных пород на месторождении Дымовское является способ с применением технологии алмазно-канатного пиления (АКП).

Температурные ограничения применения технологии АКП - температура наружного воздуха не ниже -15°С.

При добыче товарных блоков АКУ предусматривается трехстадийная система разделения массива горных пород:

• первая стадия - отделение первичного монолита размером 12,0x8,5x6,0(3,0) м от массива;

• вторая стадия - разделение монолита на технологические панели размером 8,5х6,0(3,0)х2,0 м;

• третья стадия - разделение технологических панелей на товарные блоки размером 1,5x1,7x2,0 м.

Минимальная ширина рабочей площадки определяется из условия безопасного размещения технологического оборудования.

Минимальная ширина площадок составит:

• для размещения АКУ и выполнения пропилов -9 м;

• для размещения АКУ и выполнения работ по разделке монолитов - 21,5 м.

В целях рационального комплексного использования и охраны недр, а также обеспечения устойчивости бортов карьера предусматривается формировать углы откосов добычных уступов в конечном положении - 90°, вскрышного уступа - 35°.

В конечном положении добычные и вскрышной уступы совмещаются, при этом формирования берм между уступами не предусматривается.

Углы откосов бортов карьера соответствуют углам естественного откоса полезного ископаемого и вскрышных пород.

Максимальная высота борта карьера составляет 7,4 м, максимальный угол откоса борта карьера - 90°.

Отделение монолита от массива. Перед началом отделения монолита от массива предусматривается выполнение вспомогательных работ, к которым относится:

• проведение измерительных работ в целях определения параметров выпиливаемого массива, местонахождения и глубины технологических скважин, параметров технологической площадки для размещения установки канатного пиления;

• планирование (подсыпка) технологической площадки для установки канатного пиления. Площадка для установки должна быть ровной, устойчивой, с наклоном, не превышающим паспортные характеристики алмазно-канатной установки (АКУ).

Буровые работы. Для подготовки монолита к отделению от массива производится бурение двух горизонтальных и одной вертикальной скважин. Месторасположение вертикальной скважины соответствует положению дальнего (скрытого) вертикального ребра отделяемого монолита и служит для связки друг с другом горизонтальных скважин, а также для подачи воды в плоскость горизонтального распила.

Бурение вертикальных и горизонтальных технологических скважин осуществляется буровыми машинами Sandvik DC 120 и MARINI Driller DTH.

Заведение алмазного каната в пробуренные скважины осуществляется следующим образом. К одному концу капронового шнура привязывается тряпичный кляп и вставляется на небольшую глубину в одну из пробуренных горизонтальных технологических скважин. Из двух горизонтальных и одной вертикальной скважин ветошью затыкается одна (пример: при горизонтальном распиле затыкается вертикальная скважина, при вертикальном - одна из горизонтальных). После чего в скважину с кляпом нагнетается компрессором сжатый воздух, чем и осуществляется проталкивание кляпа по всей длине скважины. В случае застревания кляпа в месте сбойки скважин, для его извлечения применяются специальные крючья. После извлечения кляпа с капроновым шнуром из скважины ко второму концу шнура привязывается и протаскивается через скважины алмазный канат. Вытянутые концы алмазного каната соединяются между собой.

Установка рельсового пути. На подготовленную площадку устанавливаются, а за тем и соединяются между собой элементы рельсового пути. Рельсовый путь располагается не ближе 3 м от распиливаемого монолита и не должен иметь уклон, превышающий паспортные характеристики АКУ:

• в продольной плоскости - не более 15° в сторону выпиливаемого массива;

• в поперечной плоскости - не более 5°.

Окончательное выравнивание производится с помощью уровня и деревянных подкладок. После проверки правильности сборки рельсового пути на его заднюю (не имеющую кремальерную рейку) часть устанавливается станок. Подталкивая руками установку, вводится в зацепление шестерня передвижения станка. Станок подключается к источнику энергии и перегоняется в начальное (ближе к массиву) положение. Сквозь пробуренные отверстия пропускается канат. Устанавливаются и регулируются отклоняющие ролики. Производится предварительная натяжка каната.

Установка отклоняющих роликов осуществляется в шпуры, пробуренные перфоратором.

Подключение и настройка работы вспомогательного оборудования. Для охлаждения алмазного каната и выноса шлама из распила в технологические скважины с помощью гибких шлангов должна подаваться вода в количестве, обеспечивающем достаточное охлаждение и очистку каната от шлама. При этом необходимо учитывать, что излишек воды приводит к эффекту свободного скольжения каната, заполированию алмазов и, в результате, снижению механической скорости пиления. Перед началом пиления расходная емкость должна быть наполнена водой.

Отклоняющие ролики должны быть установлены так, чтобы не допускать работу каната без воды (сухое пиление).

Пульт управления установкой канатного пиления должен быть установлен вне опасной зоны работы установки.

Запуск станка. Произведя все вышеперечисленные операции, запустив и настроив работу необходимого вспомогательного оборудования, осуществляют запуск установки следующим образом.

Сначала слегка натягивается канат. Затем руками (соблюдая направление движения) канат приводится в движение. Совершается несколько полных оборотов каната до достижения плавного и равномерного хода его в массиве.

После проведения ручного "запила" все люди выходят из опасной зоны работы станка, и производится запуск установки сначала в ручном режиме. Запилившись, установка переводится в автоматический режим с заданными параметрами пиления.

После завершения отпила монолита в горизонтальной плоскости, производится отпиливание монолита в вертикальных плоскостях.

Основным оборудованием для пиления принимаются алмазно-канатные установки TOOLSTAR WS75B и QCSJ-75 (XQSM СО).

Демонтаж установки. После окончательной разделки монолита станок отгоняется в крайнее дальнее положение, шестерня передвижения выводится из зацепления с рейкой и станок снимается с рельсового пути. Рельсы разбираются.

Первичная переработка добытого камня. Разделение монолита на технологические панели. После отпила монолита от массива, производится разделка его на технологические панели (блоки-заготовки). Разделку монолита на технологические панели предусматривается производить с применением технологии АКП.

Разделка монолита на технологические панели производится вдоль широкой его стороны. Размер технологической панели принимается 8,5^Х6,0(3,0)^Х2,0 м, т.е. монолит делится на 6 панелей.

Для разделки отделенного горизонтальным и вертикальным (отсечным) резами монолита производится бурение вертикальных (в плоскости задней грани монолита) и горизонтальных (в плоскости нижней грани монолита) скважин с шагом, соответствующим толщине отделяемых панелей. Как правило, толщина панели соответствует одному из размеров стандартного товарного блока. Вертикальные и горизонтальные "панельные" скважины должны соединяться друг с другом в плоскости подошвы монолита на задней нижней его грани, но не выше плоскости горизонтального распила.

Основным оборудованием для бурения вертикальных и горизонтальных скважин принимается буровая машина Sandvik DC 120.

Разделение технологических панелей на блоки-заготовки. Для разделения технологической панели на блоки-заготовки осуществляется ее заваливание. Заваливание производится погрузчиком LiuGong CLG890H, снабженным специальным съемным навесным оборудованием - кантователем, или экскаватором КРАНЭКС EK-270LC с помощью ковша.

Предварительно с помощью гидроподушек образуется щель между заваливаемой панелью и монолитом для облегчения "зацепления" технологической панели кантователем погрузчика, или ковшом экскаватора.

Технологические панели укладываются на подушку из отсева, ПГС, мелкого окола и старых автомобильных покрышек.

Разделка технологических панелей на блоки-заготовки производится поперек их длинной стороны.

Разделка технологических панелей на блоки-заготовки производится буроклиновым методом. Панель размечается на блоки-заготовки требуемых размеров. По линиям намечаемых расколов буровыми машинами Sandvik-DC 120 и MARINI Driller DTH бурятся шпуры диаметром 32 мм на расстоянии 15 см друг от друга с недобуром 5-6 см по высоте блока.

Размер блока-заготовки принимается 6,0(3,0)^Х1,7^Х2,0 м, т.е. одна технологическая панель делится на 5 блоков-заготовок.

В пробуренные шпуры вставляют стальные клинья. Отбойным молотком МОП-4 путём последовательных ударов по клиньям производится отделение блока от панели. Также раскол технологической панели может осуществляться вручную последовательными ударами кувалды весом 6-8 кг по стальным клиньям, вставленным в шпуры.

Разделение блоков-заготовок на товарные блоки.

Размер товарных блоков 1,5><1,7><2,0 м.

Разделка блоков-заготовок на товарные блоки производится буроклиновым методом. Блок-заготовка размечается на блоки требуемых размеров. По линиям намечаемых расколов буровыми машинами Sandvik-DC 120 и MARINI Driller DTH бурятся шпуры диаметром 32 мм на расстоянии 17 см друг от друга с недобуром 5-6 см по высоте блока.

Один блок-заготовка делится на 4(2) товарных блока. Таким образом, для разделки одного блока-заготовки потребуется пробурить 3(1) ряда шпуров по 9 шпуров в ряду, расстояние между рядами 1,5 м.

В пробуренные шпуры вставляют стальные клинья. Отбойным молотком МОП-4 путём последовательных ударов по клиньям производится отделение блока от блока-заготовки.

Пассировка блоков. Пассировку блоков предусматривается производить либо непосредственно в добычном забое, либо на специальных технологических площадках в карьере. Данный вид работы предусматривается производить буроклиновым способом, с бурением шпуров диаметром 32 мм буровыми машинами Sandvik DC-120 и MARINI Driller DTH.

В пробуренные шпуры вставляют стальные клинья. Отбойным молотком МОП-4 производится отделение корки породы, для придания блокам правильной геометрической формы.

Основным фактором, предопределяющим эффективность работ по обуриванию блока шпурами, является рациональная схема обуривания (диаметр шпуров, их количество, глубина, расстояние между ними и т.д.), которая должна обеспечить наилучшее качество раскола блока при минимальном объеме буровых работ. При выборе схемы обуривания необходимо учитывать размеры блока, а также петрографические и анизотропные свойства камня.

Для сокращения трудозатрат при бурении диаметр шпуров принимается равным 32 мм. Расстояние между шпурами составляет 0,1ч0,5 м, глубина шпура 0,4-0,5 м. При высоте блока свыше 0,6 м наряду с серией неглубоких шпуров (до 0,1 м), бурятся глубокие шпуры (не менее 2/3 высоты блока) с расстоянием между ними 0,3-0,4 м.

При разработке месторождения Дымовское будут иметь место потери II класса (эксплуатационные потери полезного ископаемого 1 группы), обусловленные внутренним заложением бортов карьера.

Данные о планируемом погашении запасов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Планируемое погашение запасов

Наименование показателей	Ед. изм.	Величина
Балансовые запасы по состоянию на 01.01.2021 г	тыс. м3	42,2
Объем добычи полезного ископаемого на 01.10.2021 г.	тыс. м3	27,9
Планируемая производительность карьера по полезному ископаемому в IV кв. 2021 г	тыс. м3	3,3
Планируемые потери полезного ископаемого в 2021 г.	тыс. м3	0,0
Планируемый к погашению объем полезного ископаемого в 2021 г.	тыс. м3	31,2
Ожидаемые балансовые запасы по состоянию на 01.01.2022 г.	тыс. м3	11,0
Планируемая производительность карьера по полезному ископаемому в 2022 г.	тыс. м3	11,0
Планируемые потери полезного ископаемого в 2022 г.	тыс. м3	0,0
Планируемый к погашению объем полезного ископаемого в 2022 г.	тыс. м3	11,0
Процент потерь полезного ископаемого в 2022 г.	о о	-
Коэффициент потерь полезного ископаемого в 2022 г.	-	-
Разубоживание	о о	-
Ожидаемый баланс запасов (кат. С2) по состоянию на 01.01.2023 г.	тыс. м3	0,0*

Перечень планируемого к применению в 2022 году оборудования, которое соответствует принятому в "Проекте разработки карьера...":

• буровая машина Sandvik DC 120 - бурение шпуров для установки гидроклиньев;

• алмазно-канатная машина QCSJ-75 (XQSM СО) - добычные работы, разделка отпиленного монолита.

В соответствии с действующей проектной документацией, допускается применение аналогов предусмотренного к использованию горно-транспортного оборудования, при условии недопущения изменения принятых параметров системы разработки.

В качестве основного технологического оборудования в рассматриваемый период предусматривается применение:

• пневматический перфоратор MARINI Driller DTH - бурение перпендикулярно пересекающихся скважин для работы алмазно-канатной машины;

• экскаватор КРАНЭКС EK-270LC (с гидромолотом WillRoad TF-30) – дробление побочного продукта;

• погрузчик LiuGong CLG890H заваливание технологических панелей, транспортирование готовых блоков и побочного продукта на склады, вскрышные и вспомогательные работы, отгрузка готовой продукции;

• алмазно-канатные машины TOOLSTAR WS75B - добычные работы, разделка отпиленного монолита.

Сравнительный анализ применяемого и принятого в проектной документации оборудования приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Сравнительный анализ применяемого и принятого в проектной документации оборудования

Характеристика	Проектные	Планируемые к эксплуатации
Экскаватор	Doosan Solar 340LC-V	КРАНЭКС EK-270LC
Емкость ковша, м3	1,3	1,3
Предельная высота уступа при верхнем черпании, м	9,4	10,3
Максимальный радиус копания, м	10,4	11,3
Радиус выноса задней части, м	3,3	3,3
Погрузчик	Саterpillar-988	LiuGong CLG890H
Емкость ковша, м3	6,4	6,4
Высота разгрузки, м	5,5	5,3
Мощность, кВт	403	361
Пневматический перфоратор	СБУ-ЮОГА	MARINI Driller DTH
Угол наклона скважины к вертикали, град	0, 15, 30	0, 15, 30
Суммарная мощность двигателей, кВт	26,5	30,5
Алмазно-канатные машина	Teledlam-65 (Pelegrlnl)	TOOLSTAR WS75B
Мощность, кВт	45	75