
книги из ГПНТБ / Ходинов, А. С. Открытая разработка месторождений горно-химического сырья
.pdfА. С. ХОДИНОВ, А. Н. ДЕГТЯРЕВ, В. А. ДЕГТЯРЕВ
ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ГОРНО-ХИМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
|
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
|
|||
Предисловие |
характеристика, |
особенности |
залегания |
3 |
||||
Г л а в а |
I. Общая |
н |
||||||
разработки месторождении горно-химическогосырья |
. |
. 5 |
||||||
Г л а в а |
II. Разработка месторождений платформенных фосфо |
|||||||
ритов ........................................................................................................ |
|
крутопадающих |
месторождении |
|
Ч |
|||
Г л а в а |
III. Разработка |
фос |
||||||
форитов н |
а п а т и т а .............................................................. |
|
серных |
руд . |
|
50 |
||
Г л а в а |
IV. Разработка |
месторождений |
. . 143 |
|||||
Г л а в а |
V. Разработка |
подводных |
з а л е ж е й ......................... |
|
|
180 |
||
Г л а в а |
VI. Разработка |
месторождений |
с о л е й ......................... |
|
|
193 |
||
Список |
л и т е р а т у р ы ........................................................................... |
|
|
|
|
|
199 |
|
|
Алексей |
Сергеевич |
Ходннов |
|
|
|
|
|
Алексей |
Никитович |
Дегтярев |
|
|
|
|
|
Виталий Алексеевич |
Дегтярев |
|
|
||
Открытая разработка месторождений горно-химического сырья |
|||||||
|
Редактор издательства А. П. Крылова |
|
|||||
|
Обложка художника А. Е. Чучканова |
|
|||||
Технические |
редакторы 3. А. Болдырева, Н. В. Жидкова |
||||||
|
|
Корректор Г. А. Меркулова |
|
|
|||
Сдано в набор |
18/ѴІ |
1973 |
г. |
Подписано |
в печать ІЗ/ХП |
1973 г. |
Т-18563 |
Формат 84Х108'/з! Бумага |
№ 2 |
Печ. л. 6.25 |
Уел. п. л. 10,5 |
Уч.-нзд. л. 10,12 |
|||
|
Тираж 900 экз. Заказ Л*? 361/4132-10 Цена 51 коп. |
|
|||||
Издательство «Недра», |
193613, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19. |
||||||
|
Московская типография .Nb 6 Союзполнграфпрома |
|
|||||
при |
Государственном |
комитете Совета Министров |
СССР |
|
|||
по делам |
издательств, полиграфии и книжной торговли |
|
|||||
|
109088, Москва, |
Ж-88, Южнопортовая ул.р 24. |
|
А. С. ХОДИНОВ, А. 11. ДЕГТЯРЕВ, В. А. ДЕГТЯРЕВ
ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ГОРНО-ХИМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
Под научной редакцией академика
Н. В. МЕЛЬНИКОВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО |
« Н Е Д Р А » |
М о с к в а |
1974 |
УДК 622.271 : 622.364 : 622.366.1
Ходинов А. С., Дегтярев А. Н., Дегтя рев В. А. Открытая разработка месторож дений горно-химического сырья. М., «Нед ра», 1974, 200 с.
В книге обобщен опыт эксплуатации ме сторождений горно-химического сырья, ха рактеризующихся большим разнообразием горнотехнических условий. Приведены ре зультаты исследований авторов по совер шенствованию систем открытой разработки месторождений бассейна Каратау, Кольских апатитов, фосфоритов платформенного типа и самородной серы, нашедшие практическое применение.
Освещены результаты практической дея тельности крупнейших карьеров горной хи мии и даны проектные решения по их строительству и эксплуатации.
Книга предназначена для работников гор нодобывающих предприятий химического сырья, научных работников и проектиров щиков.
Таблиц 58, иллюстраций 52, список лите ратуры 37 названий.
© Издательство «Недра», 197
ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивами XXIV съезда КПСС по девятому пяти летнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. предусматривается к концу пятилетки
увеличение |
производства минеральных удобрений до |
90 млн. т. |
|
Сырьевой |
базой производства минеральных удобре |
ний и ряда отраслей химической промышленности явля ются месторождения апатитовых, фосфоритных, калий ных и серных руд. Продукты их переработки находят широкое применение в металлургической, нефтяной, тек стильной, пищевой и других отраслях промышленности, в медицине и ветеринарии. Технический уровень разра ботки этих месторождений и объемы добычи определяют масштабы производства кислот, удобрений, солей и дру гих химических продуктов. Серные руды и сера исполь зуются в качестве средств борьбы с вредителями расте ний.
Высокая эффективность минеральных удобрений про верена практикой сельского хозяйства нашей страны.
Применение |
1 млн. т удобрений |
дает стране дополни |
||
тельно около |
1,2 млн. т зерна, |
1,4 млн. т |
картофеля, |
|
100 тыс. т сахара, 70 тыс. т волокна. |
|
|||
В годы первых пятилеток в Советском Союзе нача |
||||
лось производство |
минеральных |
удобрений |
в промыш |
|
ленном масштабе, |
были введены |
в строй крупные руд |
ники по добыче фосфоритов, апатитов, калийных солей
и самородной серы. Добыча |
минеральных удобрений |
в |
|||
1940 |
г. составила 3,2 млн. т, |
в |
1961 |
г.— 15,3 млн. т, |
в |
1970 |
г. — 55,4 млн. т и в 1972 г.—-66,1 |
млн. т. |
|
||
В настоящее время около 50% |
апатитовых руд, более |
90% фосфоритных и серных добываются открытым спо собом. В дальнейшем удельный вес добычи апатита от
3
крытым способом возрастет до 60%. Месторождения по добыче серных и фосфоритных руд будут разрабатывать ся открытым и геотехиологическим способами, ленин градские и прибалтийские зернисто-ракушечниковые фосфориты — гидравлическим способом с помощью сква жин, а месторождения по добыче серы Предкарпатья и Гаурдака — способом подземной выплавки.
Калийные руды, за исключением опытного Домбров ского карьера, добываются подземным способом.
На промышленных предприятиях, в научно-исследо вательских и проектных институтах за последние годы накоплен громадный опыт эксплуатации, совершенство вания способов разработки и проектирования карьеров горно-химической промышленности. Многие из них по своим масштабам и условиям производства являются уникальными не только в СССР, но и в мировой прак тике открытых горных работ.
Главы I и II написаны канд. техи. наук В. А. Дегтя
ревым; |
глава |
III — канд. |
техи. наук |
А. С. Ходиновым; |
главы |
IV и |
V — нач. |
лаборатории |
открытых работ |
ГИГХС А. Н. Дегтяревым; глава VI |
написана при уча |
стии А. С. Ходинова.
Предлагаемая монография является первой попыткой обобщения накопленного опыта в горно-химической про мышленности. Все замечания и пожелания по улучше нию книги авторы примут с благодарностью.
Авторы приносят глубокую благодарность академику Н. В. Мельникову, взявшему на себя труд быть научным редактором книги, а также проф. докт. техи. наук А. И. Арсентьеву за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи.
Г л а в а I |
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, |
ОСОБЕННОСТИ ЗАЛЕГАНИЯ |
И РАЗРАБОТКИ |
МЕСТОРОЖДЕНИЙ |
ГОРНО-ХИМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ |
|
Запасы и объемы потребления |
Советский Союз обладает большими запасами гор но-химического сырья, по размещены они неравномерно.
СССР занимает первое место в мире по запасам апатита, одно из первых — по запасам серных руд и третье — по запасам фосфоритов.
Апатитовые руды сосредоточены главным образом на Кольском полуострове, серные руды — в Предкарпатье, Средней Азии и Средневолжском районе. Половина за пасов фосфоритных руд находится в Европейской части РСФСР, 40%— в Казахстане и 7 % — в Прибалтике. Такое размещение запасов вызывает значительные труд ности при транспортировании сырья на перерабатываю щие заводы и к потребителям, а следовательно, и боль шие транспортные расходы.
Дальнейшее увеличение годовой добычи апатитовых руд до 50 млн. т. и апатитового концентрата до 20 млн. т сдерживается из-за необходимости морских, ж.-д, речных и смешанных перевозок и погрузочно-транспортных и складских операций ввиду того, что потребители — су перфосфатные и другие химические заводы размещены в разных частях Украины, на северо-западе и юге Рос сии, Урала, Сибири и Средней Азии.
Вторая по величине запасов сырьевая база фосфат
ного сырья — Каратау в Казахстане, |
обеспечивающая |
потребность заводов по производству |
минеральных удо- |
5
брений, желтого фосфора и его солей, бурно разви вается.
Намечается увеличение годовых производственных мощностей карьеров по добыче серы. Например, произ водственные мощности «Подорожиенского» и «Язовского» карьеров предполагается увеличить до 50 млн. м3 по горной массе.
Особенности месторождений горно-химического сырья
Специфика и особенности месторождений и предприя тий горно-химического сырья следующие.
Г е о г р а ф и ч е с к и е о с о б е н н о с т и. «Централь ный» карьер комбината Апатит расположен в Заполярье, где по статистическим данным за 1960—1968 гг. число дней в году с отрицательной температурой составляет 280, с метелями 167, с туманом 253, с буранными ветра ми 55. Мощный снеговой покров с заносами и снежные лавины создают тяжелые условия для работы автосамо свалов по доставке руды к рудоспускам, эксплуатация которых при глубине 600 м сильно осложняется в зим ний период.
Карьер Гаурдакского комбината по добыче серы, расположенный в Средней Азии в районе с самой высо кой температурой, имеет большую глубину и малые
размеры в плане. |
и г о р н о т е х н и ч е |
Г и д р о г е о л о г и ч е с к и е |
с к и е о с о б е н н о с т и . Месторождения серы не толь ко обводнены, но и загазованы. Особенностью Предкарпатских месторождений серы являются мощные глини стые неустойчивые обводненные вскрышные породы, склонные к оползанию. Для этих месторождений харак терно большое число дождливых дней. Годовые осадки составляют около 850 мм.
Большая обводненность и неустойчивость вскрышных пород должны учитываться при выборе горнотранспорт ного оборудования и параметров систем разработки.
Подготовка месторождений серы к разработке долж на начинаться с осушения месторождения и дренажа карьерных полей с последующей очисткой карьерных вод от растворенного в них сероводорода, с соблюдением особых мер предосторожности при ведении взрывных работ.
Фосфоритовые месторождения Каратау характеризу
6
ются крутым падением, относительно небольшой мощно стью пласта (10— 20 м), большой протяженностью (6— 20 км), сложным составом руд, наличием различных по качеству пачек и прослойков и изменчивостью содержа ния Р2О5 и вредных примесей. Особые требования, предъявляемые потребителями к фосфатному и кремни стому сырью, вызываются необходимостью комплексного его использования. Например, фосфориты Каратау для электротермической переработки на желтый фосфор ре гламентируются не только содержанием основного по лезного компонента — фосфорного ангидрида Р2О5, кремния и вредных примесей РегОз, СО, но также и их взаимным соот11ошeiIием.
Для этого установлен универсальный комплексный показатель УКП
УКП = 3,7Р20 5 + 1,1 (Si02 + AlА ) —
— 3,5 (Fe20 3 — 2,5) > 105.
Для экстракционной переработки фосфориты Каратау
строго регламентируются содержанием MgO — не более
2 %.
При изменении содержания указанных компонентов в пределах как одного месторождения (карьера), так и не скольких карьеров и участков горные работы должны вестись с учетом селективной разработки фосфатного и и кремнистого сырья с соблюдением качества исходной руды по возможности постоянного состава с дальней шим усреднением на прикарьерных и Фабричных складах сырья.
Месторождения фосфоритов платформенного типа представлены несколькими пластами руды малой мощ ности и прослойками породы, а также большой мощно стью вскрыши, что требует особого подхода к решению вопросов ведения вскрышных работ и отвалообразования.
Подводные залежи ценного и дефицитного рудного сырья для химической промышленности находятся в об водненной зоне с огромными запасами статических вод
и рассолов — более 680 млн. м3. Вскрыть рудные залежи
втаких условиях невозможно не только из-за большой обводненности, но и потому, что их подстилает раствори мое основание в виде соляного штока. При откачке воды будет происходить растворение вершины соляного-штока
7
и порча месторождения. Поэтому подводные залежи раз рабатываются непосредственно под водой без осушения месторождения и водоотлива.
Классификация месторождений
При разнообразии условий залегания и свойств руды, а также масштабов добычи и вскрыши по горнотехниче ским условиям все месторождения можно разделить иа три группы.
1) со скальными и полускальными породами вскрыш ной толщи и руды. (Апатит, фосфориты Каратау и Маарду, сера Гаурдакского п Водинского месторождений
и др.); 2) с мягкими породами вскрышной толщи, скальны
ми и полускальными рудами (Роздольское, Подорожненское и Язовское месторождения серы);
3) с мягкими породами вскрышной толщи и мягкими рудными пластами (фосфориты платформенного типа Егорьевского, Полпинского, Вятско-Камского и других месторождений).
Способы разработки, механизация горных работ и карьерный транспорт для указанных трех групп раз личны.
Для разработки месторождений первой группы при меняются в основном транспортные системы — с экска ваторами цикличного действия (мехлопаты с ковшом емкостью 4,6; 6 ; 8 и 12 м3 и автосамосвалы грузоподъ емностью 10, 27 и 40 т).
Для разработки месторождений второй группы при меняются схемы циклично-поточной технологии вскрыш ных работ с использованием роторных комплексов и кон вейеров (производительностью 5000 м3/ч) и транспорт ные системы с использованием оборудования цикличного действия при разработке и погрузке руды в автосамо свалы грузоподъемностью 10 и 27 т.
На нижних уступах вскрыши, отрабатываемых по бестранспортной системе, частично применяются драг лайны ЭШ-14/75 и ЭШ-15/90.
Для разработки месторождений третьей группы при меняются в основном транспортно-отвальная система и многоковшовые агрегаты, состоящие из комплекта одно типных экскаваторов вскрышного, добычного и отвалооб-
3