книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

ства подрываемыми вмещающими породами. Он применя­ ется на рудниках Санд Ривер, Лейтч, Корсерери Эмпайр, Магнет Консолидейтед (Канада), Банска Стивница (ЧССР), Бозо (Франция), Сити Дип (ЮАР) и др.

Рудники района Литл Лонг Лейк (Канада). Золоторуд­ ные месторождения представлены маломощными крутопа­ дающими жилами [67]. Вмещающие породы — диорит, зе­ ленокаменные породы и другие — обладают достаточной ус­ тойчивостью.

На рудниках в зависимости от горно-геологических усло­ вий используется несколько систем разработки: с магазинированием руды, с горизонтальными слоями с закладкой и раздельной выемкой и закладкой выработанного простран­ ства подрываемыми вмещающими породами. В таблице 8 приведены основные технико-экономические показатели разработки месторождений данного района. Видно, что жи­ лы мощностью 0,17, 0,55, 0,6, 0,8 ж разрабатываются раз­ дельно, хотя себестоимость добычи и трудоемкость при этом много выше, чем при системе с магазинированием руды.

Рудник Банска Стивница (ЧССР). Протяженность жил

8— 14 км, угол падения 70—80°, мощность 0,5—2 м. Руда содержит свинец, цинк, медь. Для отработки участков жил мощностью до 2 ж с неустойчивыми вмещающими порода­ ми и низким коэффициентом рудоносности в порядке опыта применен ряд вариантов магазинной системы разработки с раздельной выемкой или сортировкой рудной массы.

С и с т е м а с м а г а з и н и р о в а н и е м р а з д е л ь н о о т б и в а е м о й р у д ы . В процессе очистной выемки блок делят пополам и в каждой части поочередно ведут отбойку руды на полок, скреперование ее до блокового восстающего

иподрывку вмещающих пород для заполнения выработан­ ного пространства. Полок состоит из секций, изготовленных из толстых досок, которые скреплены полосовым железом

исоединены между собой с помощью входящих в отверстие шипов. Для работы на полке применяют скрепер специаль­ ной конструкции. Руду и породу отбивают шпурами длиной 0,5—0,55 м, диаметр коронки 29 мм.

Рудник Бозо (Франция). На месторождении имеются че­

тыре кварцево-флюоритовые жилы мощностью от несколь­ ких сантиметров до 2 ж с падением 80—85°. Жилы не вы­ держаны. Вмещающие породы — граниты — на отдельных участках нарушены трещинами. Используют несколько си­ стем, например, для разработки тонких жил — систему с раздельной выемкой руды.

Отработку ведут блоками длиной 40 ж, ограниченными восстающими. Первые слои вынимают кровлей откаточного

20

Таблица 8

Технико-экономические показатели разработки месторождений Литл Лонг Лейк

штрека. По середине каждого блока наращивают рудоспуски в закладке. Жилу отбивают вертикальными шпурами глуби­ ной 1,6 ж с расстоянием между ними 0,5 м, отбитую руду доставляют скрепером. После уборки руды подрывают слой породы толщиной, равной двукратной мощности жилы. По­ роду распределяют ровным слоем. После укладки настила операции повторяют.

На руднике Сити Дип (ЮАР) разрабатывается пласт зо­ лотосодержащего конгломерата средней мощностью 0,3 ж

суглом падения 45°. Вмещающие породы — устойчивые кварциты. Элементы залегания выдержаны. Работы ведут на сверхглубоких горизонтах. Откаточные штреки проходят

сподрывкой лежачего бока, породу отбрасывают враскоску под висячий бок. Блоки отрабатывают в обе стороны от вос­ стающего сплошными диагональными забоями. При силь­ ном давлении этаж разделяют на подэтажи промежуточным штреком. Сначала снимают полуметровый слой породы над пластом с поддержанием короткими стойками. Опережение передового забоя составляет до 6 м. После подрывки кровли

и выемки пласта на длину 2 м устанавливается второй ряд стоек.

На закладку выработанного пространства идет порода от подрывки кровли и проведения подготовительных вырабо­ ток. Закладка отстает от линии очистных работ на 3—4 ж. Ширина выработанного пространства не превышает 1 ж. Откаточный штрек и восстающие предохраняются кострами, заполненными породой.

Рудник в районе Аахена (ФРГ) разрабатывает жилы по­ лиметаллической руды, содержащей свинец и цинк, мощно­ стью 0,2— 1,6 ж с углом падения 45—80°. На руднике испы­ таны системы с щелевой выемкой руды из подэтажных штреков и восстающих.

Технико-экономические показатели сравнения систем разработки тонких жил на руднике Аахена:

22

При системе с щелевой выемкой руды из подэтажных штреков и восстающих по сравнению с существующей систе­ мой разработки горизонтальными слоями с закладкой про­ изводительность труда очистных работ увеличивается в 4— 5 раз, а выемочная мощность снижается в 3 раза. Следова­ тельно, применение данной системы в условиях этого руд­ ника даст значительный экономический эффект.

Рудник Брунсвик (США) разрабатывает золоторудное месторождение, представленное кварцевыми жилами мощ­ ностью до 0,45 м с углом падения 70°. Контакты жил с вмещающими породами четкие. Стремясь отрабатывать жи­ лы с наименьшей подрывкой вмещающих пород, здесь ус­ пешно применяют систему с подэтажными штреками с ще­ левой выемкой. Блоки подготавливают двумя фланговыми и одним центральным восстающими. Подэтажи высотой 7 м отрабатывают по одному в направлении сверху вниз. Под­ этажные штреки проводят в обе стороны от центрального восстающего со скреперованием руды. Выемку подэтажа ведут одновременно с двух флангов. Отбойку производят двумя лентами: нижнюю (над кровлей подэтажного штрека) высотой 2,1 м обуривают с почвы подэтажа, а верхнюю вы­ сотой 2,7 м — с навала отбитой руды. Первая лента кверху суживается от ширины штрека до мощности жилы, в пре­ делах которой стремятся отбивать и вторую ленту. После отбойки руды в пределах всего подэтажа ее скреперуют до центрального восстающего. Закончив уборку руды, перекры­ вают узкую часть выработанного пространства распорной крепью с настилом. Включения пустых пород не отрабаты­ вают. Около восстающих оставляют небольшие целики. Це­ лик высотой 1,5 ж оставляют и над кровлей откаточного штрека, что исключает необходимость крепить его.

Эта система разработки значительно снизила разубоживание руды и обеспечила более высокую производитель­ ность труда.

Системы с раздельным способом разработки по сравне­ нию с валовым позволяют резко снизить разубоживание ру­ ды, увеличить производительность предприятий по выпу­ скаемой продукции и балансовые запасы месторождения за счет качества добываемой руды, а также повысить безопас­ ность ведения работ при повышенном горном давлении с по­ мощью закладки выработанного пространства. Однако они имеют и существенные недостатки: более сложную органи­ зацию труда, большой объем нарезных работ, меньшую ин­ тенсивность отработки выемочного участка из-за многооперационности основных работ.

23

1.Система с распорным креплением применяется на отечественных и зарубежных рудниках, особенно в слож­ ных горно-геологических условиях. Однако при этой систе­ ме отмечаются большой расход материалов, низкая произ­ водительность труда забойной группы, высокая себестои­ мость продукции.

2.Наиболее производительной по сравнению с распор­ ным креплением является система с магазинированием ру­ ды. Но область ее использования ограничивается горно-гео­ логическими условиями.

3.Комбинированный вариант системы — с магазиниро­ ванием руды и поддержанием боков выработанного про­

странства рядами распорной крепи или штангами — позво­ лит расширить область применения высокопроизводитель­ ной системы с магазинированием руды на месторождениях, где вмещающие породы склонны к отслоению. Данный ва­ риант системы улучшает условия организации работ, повы­ шает производительность труда забойных рабочих, увеличи­ вает интенсивность отработки блока.

4.При разработке тонких и весьма тонких жил валовым способом рассмотренные системы допускают большое разубоживание (60—70%) и потери руды. Подсчеты для ряда рудников показывают, что непроизводительные затраты, связанные с разубоживанием руды, достигают 50% себе­ стоимости концентрата.

5.Одним из наиболее эффективных способов снижения разубоживания при разработке тонких жил, залегаемых в неминерализованных вмещающих породах, является систе­ ма с раздельной выемкой жильной массы. Дополнительные затраты, присущие этой группе систем, компенсируются за

счет снижения непроизводительных затрат от разубожива­ ния руды.

Графоаналитический метод определения основного направления в повышении эффективности работы горнорудных предприятий

Вопросам разработки жил крутого падения посвящено много работ, в которых дана сравнительная технико-эконо­ мическая оценка систем разработки, установлена область применения каждой из них и намечены пути дальнейшего развития технологии выемки жил.

Одни исследователи главным в повышении эффективно­ сти работы предприятия считают повышение производи­

24

тельности труда [4, 68, 77, 82, 88], другие — снижение раз­ убоживания [6, 28, 86]. М. И. Агошков и Г. М. Малахов [2] указывают, что в некоторых случаях (конкретно не ого­ варивая, в каких именно) нужно отдавать предпочтение сни­ жению разубоживания, а не повышению производительно­

сти труда.

Повышению качества продукции в горнодобывающей промышленности долго не уделялось нужного внимания. После сентябрьского (1965 г.) Пленума ЦК КПСС проблема качества была рассмотрена как одна из актуальнейших проблем.

В настоящее время в научно-технической литературе нет методики, по которой для любого предприятия можно было бы определить предпочтительные пределы эффективного снижения разубоживания и повышения производительности. Для выбора основного направления по повышению эффек­ тивности производства предлагается графоаналитический метод. Введем следующие обозначения:

Qp— объем добываемой руды, т/год;

Qn— объем добываемой породы, т/год; Яж— объем добываемой породы, т/год;

Соб— себестоимость добычи, транспорта и обогащения ру­

Здесь Яр—Яж—Qn ; отношение — показывает, какую

часть в общем объеме добытой руды занимает порода. Объем добываемой руды из формулы (1) определится как

Яр— -Joo—др~ • Подставив это выражение в формулу Яр —

—Яж=Яп> получим объем добываемой породы при разубоживании R :

25

В одинаковых условиях практически нет разницы в тех­ нологии доставки подземным транспортом, поверхностным транспортом и переработки руды или породы, поэтому вели­ чину ущерба от объема добытой породы можно (принять рав­ ной себестоимости добычи и переработки такого же объема руды за вычетом затрат на буровзрывные работы плюс цен­ ность дополнительно теряемого металла в хвостах обогати­ тельной фабрики за счет примешанной породы. Тогда ущерб средств от добытой пустой породы составит:

Y r = £2пГСоб+а(1—£)*Дм] руб/год

или

Гл = ~100 -д [Соб+ а(1~ £)^ м] р У б ' год’ <3>

Годовая экономия средств от сокращения объема отбивае­ мой породы за счет снижения разубоживания на тп% со­ ставит

= АФнССоб+аи—£)*Дм] руб/год

26

или

Из формулы (5) видно, что снидсение разубоживания на каждый последующий процент дает постоянное уменьше­ ние абсолютного объема отбиваемой породы. Следовательно, по формуле (5) получаемая экономия будет постоянно со­ кращаться. Таким образом, зависимость Эк = f(R , т) эко­ номии от снижения разубоживания будет нелинейной

(рис. 3).

W ot, м

Qпор, тыс. Т

У, тыс, рцб. Э, тыс.ру!.

Рис. 3. Зависимость эффективности разработки от снижения разубожи­ вания и повышения производительности предприятия: 1 — зависимость экономии от повышения производительности предприятия; 2 — зависи­

мость экономии от снижения разубоживания.

Повышение эффективности разработки зависит и от увеличения производительности предприятия. Но это про­ исходит только в том случае, когда при тех же затратах предприятие увеличивает количество добываемой продук­ ции или снижает ее себестоимость. При этом годовая эко­ номия средств от повышения производительности предприя­

тия на п% определится из выражения t ■

27

производительности соответствует определенное постоянное значение эффективности.

Сравнивая зависимости Эв = f(R , т) и Эп = /(ге) и по­ строив их в одних координатах (см. рис. 3), получим графи­ ческое изображение аналитического метода определения эф­ фективности от снижения разубоживания и повышения про­ изводительности предприятия.

Расчеты, выполненные по данной методике для рудников Казахстана, показывают, что для одних месторождений це­ лесообразно снижать разубоживание, а для других — уве­ личивать производительность предприятия.

Поясним это на примере. Два рудника (А и Б) разраба­ тывают месторождения со следующими технико-экономиче­ скими показателями:

Согласно формуле (7), экономия от увеличения произво­ дительности на 1% по руднику А составит

Эп=Цм ш<Эм=1,8 j^-27 777-50 тыс. руб1год.

В то же время по формуле (6) экономия (т. е. сокращение ущерба) от снижения разубоживания на 1 % по этому рудни­ ку будет

=(1Ш—7^ 100—70+1) [26+15(1-0,95)1,8]-176 тыс. рубIгод.

Таким образом, снижение разубоживания с 70 до 69% дает экономию 176 тыс. руб., а повышение производитель­ ности на 1% — всего лишь 50 тыс. руб.

Из приведенного примера видно, что наряду с повыше­ нием производительности труда на руднике А особое вни­ мание должно быть уделено снижению разубоживания.

28

Для рудника Б экономия от увеличения производитель­ ности на 1% составит:

Эп= Ц » 100 Qn 100 Qp& -£•Щм

=^200000*15-0,98-1,8=530 тыс. руб/год.

Экономия от снижения разубоживания на 1% для этого предприятия будет:

Х [14,5+ 15(1 — 0,98)1,8] =31 тыс. руб/год.

Очевидно, что на руднике Б предпочтение нужно отдать увеличению производительности предприятия.

Таким образом, графоаналитический метод дает воз­ можность установить основное направление в повышении эффективности разработки месторождений для конкретных условий. Применительно к условиям рудника Бестюбе, как показали расчеты [44] по вышеуказанной методике, основ­ ной целью в повышении эффективности работы предприя­ тия является борьба за качество добываемой руды.

Для повышения качества добываемой руды применяется система с раздельной выемкой. Другим направлением сле­ дует считать снижение общей выемочной ширины блока. В связи с этим для выполнения поставленной цели сотрудни­ ками ИГД АН КазССР разработаны новые варианты систем разработки с раздельной выемкой руды и дифференцирован­ ная методика оплаты труда бригад забойной группы, сти­ мулирующая повышение качества добываемой руды.

Усовершенствованные варианты разработки с раздельной выемкой

Исследованию систем разработки тонких и весьма тон­ ких крутопадающих рудных жил с раздельной выемкой по­ священ ряд работ [4, 11, 75, 101, 102]. Авторы показывают, что за счет снижения разубоживания достигается снижение себестоимости конечного продукта в среднем на 30% про­ тив себестоимости металлов, добытых валовым способом. Кроме того, они определяют область применения систем, что имеет большое практическое значение.

Анализ систем разработки с раздельной выемкой на ос­ нове практического материала по отечественным и зарубеж­

29