книги из ГПНТБ / Ходинов, А. С. Открытая разработка месторождений горно-химического сырья

Перспективы открытой разработки бассейна Каратау

Бассейн Каратау, являясь второй базой СССР по добыче фосфорного сырья, в настоящий период быстро развивается. Растущие потребности народного хозяйства в фосфоре требуют расширения сырьевой базы. Для

породы и фосфатизированиые кремни, которые в соот­ ветствии с существующим ГОСТ не являются сырьем на фосфор и при разработке вывозятся в отвалы, могут быть использованы для составления шихты при электро­ термической переработке фосфоритов, что позволит от­ казаться от дорогостоящих привозных кварцитов. Вовлечение в переработку этих пород позволит значи­

120

Подсчет сырья осуществлен с учетом требований электротермической переработки [37]. Критериями запа­ сов при этом служили модуль кислотности МК и сред­ ний фосфоро-кремниевый показатель ФКПс, которые определяются:

Рис. 31. Колесно-ленточный конвейер для транспортировки круп­ нокусковой скальной породы

В ближайшие годы предусматривается строительство карьеров на месторождениях Кокджон и Коксу и увели­ чение производительности рудника «Джаиатас».

Большое значение для Каратау имеет внедрение в перспективе циклично-поточной технологии, оборудова­ ние которой в настоящее время проходит испытания на карьере «Аксай».

На дробильно-сортировочной фабрике карьера уста­ новлен колесно-ленточный конвейер (рис. 31), опытный образец которого изготовлен на заводе института Гнпроникель по схеме, предложенной А. О. Спиваковским [36]. Став длиной 50,85 м установлен под углом 18°. Загрузка ленты осуществляется питателем ПС-500. Скорость движения ленты может изменяться в пределах

121

смягчения ударов падающих на ленту кусков в месте загрузки под лентой установлены пневморолики — катки от мотороллера в три ряда по девять в каждом из них. Давление в катках 1,5 кгс/см2. Конвейер способен тран­ спортировать куски до 1000 мм в поперечнике и весом до 3000 кгс. При опытной эксплуатации конвейера транспортировались отдельные куски размером 670ХІ270ХІ330 мм и 660X1290X1690 мм.

Для опытно-промышленного участка карьера «Цент­ ральный» рудника «Джанатас» составляется проект (рнс. 32). При эксплуатации двух подъемников с произ­ водительностью 2000 т/ч себестоимость руды будет сни­ жена в 1,6 раза, а вскрыши в 1,5 раза.

Разработка месторождений апатита

Горнотехнические условия разработки

Основной сырьевой базой СССР по добыче фосфор­ ного сырья являются Хибинские апатитовые месторожде­ ния, разработку которых ведет ордена Ленина комбинат «Апатит» им. С. М. Кирова. Сырье комбината обеспечи­

в центре Кольского полуострова и приурочено к полосе распространения пород интрузивного ийолит-уртитового комплекса, образующего гигантскую подкову, разделен­ ную условно на несколько дуг — Юго-Восточную, Запад­ ную и Юго-Западную, в пределах которой находятся основные залежи руд (табл. 39).

На всех месторождениях подстилающими породами

123

ваюіщшн рнсчорриты. На контакте с апатитовым телом развита верхняя контактная зона мощностью от 1 до 60 м, подвергнутая сфенизацин.

Апатитовые пласты основных месторождений выхо­ дят на дневную поверхность и их разработка была на­ чата открытым способом.

В настоящий период карьеры функционируют как участки рудников, основной объем добычи которых дают подземные работы. Карьеры имеются на рудниках им. Кирова, Юкспорском и Расвумчоррском.

На месторождении Расвумчорр выделяются три самостоятельных участка — Апатитовый Цирк, Восточ­ ный Расвумчорр и Плато Расвумчорр, для разработки запасов которого построен карьер «Центральный».

Рудное тело Плато Расвумчорр обнажено на протя­ жении 2 км и имеет абсолютные отметки поверхности 1050—750 м. Залежь средней мощностью 120—160 м четко разделена на две зоны. Верхняя сложена бога­

в верхней части и 26—30° на глубине. Минералы руд — апатит, нефелин, пироксен, полевой шпат, сфен.

Залежь перемежается прослоями пород мощностью до 15—20 м. Последние с поперечными размерами до 5 м вошли в подсчет запасов апатитовой руды, 80% которой будет добыто открытым способом.

Открытая разработка месторождений Хибин ослож­ няется суровыми климатическими условиями Заполярья. На Плато Расвумчорр зима длится 261 день, средне­ годовая температура —4,3° С. В июле температура воз­ духа не превышает +8,2°, число дней с морозами 280. Скорость ветра достигает 80 м/сек. Число дней со ско­ ростью ветра 15 м/сек и более 55, из них 43 дня в холод­ ное время года. Смежный покров высотой от 1 до 6 м держится 258 дней. Особенно осложняют работу карьера снежные заносы, плохая видимость и интенсивное обра­ зование изморози, которая на 1 м 5-мм проволоки отла­ гается весом до 9 кгс. Число дней с метелями 160 и ту­ манами около 250.

По климатическим особенностям Плато Расвумчорр относится к арктической зоне, создающей чрезвычайно сложные условия эксплуатации карьера «Центральный».

124

Способ вскрытия рабочих горизонтов и система разработки карьера «Центральный»

Несмотря на неблагоприятные условия эксплуата­ ции, продукция комбината «Апатит» самая дешевая в горнохимической промышленности. (Например, сырье комбината Каратау дороже в 5 раз, а Брянского фосфо­ ритного завода — в 2,5 раза.) Это стало возможным благодаря внедрению в практику рациональных схем вскрытия и разработки апатитовых тел подземным и особенно открытым способами.

Карьер «Центральный» введен в эксплуатацию в 1965 г. Его строительство осуществлялось по проекту института «Гипроруда». Размеры карьера по простира­ нию 2050 м, вкрест простирания 1400 м, глубина 420 м, отметка дна +590 м. Высота уступов предусматривалась 20 м, угол откоса борта со стороны висячего бока за­ лежи 45°, со стороны лежачего — от 20 до 30°. Границы карьера определялись по Кгр— 3 м3/м3.

В контурах карьера залегает 131,6 богатой, 278,3 бед­ ной, 3,8 забалансовой руды и пустых пород 518,4 млн. т.

По проекту рабочие горизонты должны подготавли­ ваться временными съездами и разрезными-траншеями на контакте висячего бока залежи по породам. От раз­ резной траншеи горные работы развиваются на север по вскрыше и на юг по руде.

По приведенной схеме предусматривалось разраба­ тывать западную часть залежи, в которой сосредоточена большая доля запасов. Восточную часть предполагалось вскрывать по лежачему боку, что диктовалось необходи­ мостью организации съездов на нижележащие горизонты.

Развитие горных работ от висячего бока залежи обеспечивает одновременную работу только на двух руд­ ных горизонтах с одно- и двухрядным взрыванием сква­ жин. Многорядное взрывание, характеризующееся про­ грессивными показателями, будет возможно на ниж­ них горизонтах.

Проектное развитие горных работ ограничивает про­ изводственные возможности карьера, обуславливает большие объемы и коэффициенты вскрыши в первый период эксплуатации, и неравномерное распределение вскрыши на весь срок отработки запасов. Первые пять лет коэффициент вскрыши достигает 3 м3/м3, а после-

125

дующие 15—17 лет— 1,9 м3/м3, что гораздо выше среднего.

В суровых условиях Плато Расвумчорр, когда себе­ стоимость вскрыши достигает 3 руб/м3, необходимы рав­ номерные режимы горных работ, позволяющие снизить коэффициент вскрыши и установить его сравнитель­ но постоянным на весь срок эксплуатации месторож­ дения.

В результате совместных исследований ГИГХС, сотрудников комбината «Апатит», институтов Гипроруда и Ленинградского горного была внедрена система разра­ ботки мощных залежей поперечными заходками без разрезных траншей с проходкой наклонных съездов на контакте лежачего бока рудного тела, которая обеспе­ чивает снижение объемов вскрыши в первый период и сравнительно равномерный режим до конца отработки запасов [20].

При исследованиях проверялось несколько вариан­ тов [20]. Наиболее благоприятным является развитие горных пород от восточного торца к западному (рис. 33). Однако при таком развитии рабочие горизонты больше подвергаются снежным заносам.

К внедрению принято развитие горных работ от центра карьерного поля к флангам, которое обеспечи­ вает умеренную заносимость снегом, сравнительно рав­ номерный режим горных работ и благоприятные условия транспортирования руды.

Сущность отработки поперечными заходками без разрезных траншей заключается в том, что наклонный съезд, проходимый по рудному телу у лежачего кон­ такта, развивается не в разрезную траншею, а в котло­ ван. От котлована рудный фронт подвигается по прости­ ранию залежи в одну или обе стороны (рис. 34, а, б).

Расширение карьера по породам висячего бока вкрест простирания для обеспечения дальнейшей утлубки карьера производится с отставанием от рудных забоев. Это обеспечивает более равномерное распределение вскрышных пород по годам.

На карьере «Центральный» рациональные длина поперечной заходки и ширина рабочей площадки по простиранию рудной залежи рекомендуются на основа­ нии исследований 5=100 м и 5=250 м [20]. Эти пара­ метры обеспечивают нормативные запасы вскрытой

126

руды и равномерный режим при размещении котлована в центре карьерного поля.

Практически ширина рабочей площадки в карьере по простиранию 250 м, длина поперечной заходки 80— 200 м и площадки по породам 40 м, высота уступа 15 м.5*1

127

Ä

*я СО Га та

2 Ü Ч S со а

аf-. ІЛн

й)

І=Га

сга. о а а .

о

ja

а . R со bä

«С<

а

9 Л С. Ходинов и др.