книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината

В связи с тем, что, как показали исследования ЦНИИГРИ по дроблению горных пород, в настоящее время взрывные работы не позволяют добиться на трудновзрываемых породах необходимой кусковатости, принимается технологическая схема с дроблением руды в полустационарных дробилках, устанавливаемых в карьере

Рис. 89. Поточная технология отработки месторождения в контурах IV этапа:

1 — подъемные конвейеры; 2 — соединительный конвейер; 3 — наклонный конвейер; 4 — магистральный конвейер; 5 — забойный конвейер; 6 — дробильный агрегат; 7 — роторный

экскаватор

на промежуточных горизонтах. Однако в период освоения пластин­ чатых конвейеров, которые при одинаковой с ленточными конвей­ ерами производительности и металлоемкости могут транспортировать куски крупностью до 1—1,2 м, можно применить систему с грохоче­ нием породы.

Во второй половине периода этапа III начинается освоение и вне­ дрение на нижних горизонтах поточной технологии горных работ.

Технологическая схема на этапе IV будет состоять из машины непрерывного действия в голове потока и конвейерной линии (рис. 89). ИГТМ АН Узб. ССР в творческом содружестве с МЧМ УССР и Ждановским заводом тяжелого машиностроения разработаны следующие технико-экономические требования на создание ма­ шины непрерывного действия. Этими же организациями разработаны основные технологические и конструктивные требования на опытно­

массы машины. Условия отвалообразования скальных пород (устой­ чивые отвалы, высокие допустимые удельные давления на грунт, удобство перемещения по отвалам в любое время года) позволяют применить более рациональный в этих условиях тип отвалообразователя — опорно-звеньевой. Известны различные конструкции опорно-звеньевых отвалообразователей, успешно эксплуатируемых на ряде отечественных карьеров. Применительно к условиям Каль-

Для проектирования конвейеров, транспортирующих скальные породы и руды, был задан кусок Д-500 мм.

На Кальмакырском карьере вопросами получения заданной кусковатости занимался ЦНИГРИ. В 1963 г. в средне- и труднодробимых породах проведено 10 опытных взрывов, в том числе 6 в трудновзрываемых породах. Общий объем взорванной горной массы составил около 250 тыс. м3.

Требуемая степень дробления была получена только в средневзрываемых породах (известняках) при удельном расходе ВВ 0,475— 0,517 кг/м3, диаметре скважин 260 мм, расстоянии между скважинами (при трех взрывах) соответственно 8,5 и 8,7 м.

Высота уступа изменилась от 12 до 12,9 м, длина забойки 5—5,5 м, заряд в скважине 450—300 кг. В трудновзрываемых породах, несмотря на увеличение удельного расхода ВВ с 0,46 до 0,85 кг/м3, требуемая сте­ пень дробления не была получена. Сетка скважин изменялась от 8 х 8 до 6 х 6 м. Диаметр скважины 220—260 мм, ЛСП 8,5—25 м. Выход фракции +500 не менее 10%. С увеличением удельного расхода ВВ выход этой фракции снижался с 22 до 10%. В общей сложности за три года ЦНИГРИ выполнено 20 опытных взрывов и проанализиро­ вано 43 производственных взрыва с общим объемом взорванной массы около 1 млн. м3.

В результате были определены параметры расположения скважин­ ных зарядов, обеспечивающие заданную кусковатость в легко-и среднедробимых породах при удельных расходах ВВ соответственно 0,4 и 0,6—0,65 кг/м. При этом должно быть не менее четырех рядов сква­ жин и обязательно короткозамедленное взрывание. Расчетным путем

определена сетка скважин для трудновзрываемых пород и также удель­ ный расход ВВ (равный 0,6—1,0 кг/м3). Было определено также, что получение заданной кусковатости на Кальмакырском карьере повлечет за собой удорожание буровых работ в 1,35 раза. Но расчеты (выводы) показали, что применение поточной технологии добычи будет экономически целесообразно при увеличении затрат на буро­ взрывные работы даже в 1,3 раза. В связи с этим для внедрения по­ точной технологии необходимо продолжить экспериментальные ра­ боты по получению заданной кусковатости в трудновзрываемых по­ родах.

Порядок отработки месторождения по этапам должен строится по изложенным принципам поэтапного проектирования на основе достижения максимально возможного объема добычи руды, наиболь­

В первую очередь должны отрабатываться такие участки, которые имеют лучшую доступность для ведения горных работ и наиболее высокие средние содержания полезных компонентов. В случае ком­ плексных руд для оценки очередности разработки участков попут­ ные компоненты переводятся в основной условный полезный компо­ нент посредством переводных коэффициентов.

где к — переводной коэффициент попутного компонента в основной условный полезный компонент; Ц, Цг — отпускная оптовая цена со­

Установление рационального порядка отработки участков место­ рождения и определение направления развития горных работ приво­ дится нами на примере Кальмакырского месторождения.

На месторождении Кальмакыр выделяются пять участков (рис. 90): Восточная залежь Большого Кальмакыра, Западная залежь Боль­ шого Кальмакыра, Малый Кальмакыр, Ак-Чеку, Джаныбек.

В табл. 81 приводится относительное распределение запасов руды, средних содержаний меди и условной меди, а также коэффициентов рудонасыщенности по этим участкам.

Из таблицы видно, что участки по соответствующим показателям располагаются следующим образом.

По запасам руды: Западная часть Большого Кальмакыра, АкЧеку, Джаныбек, Малый Кальмакыр, Восточная часть Большого Кальмакыра.

По среднему содержанию условной меди: Восточная часть Боль­ шого Кальмакыра, Западная часть Большого Кальмакыра, Малый Кальмакыр, Ак-Чеку, Джаныбек.

244

Рис. 90. Контуры этапов отработки месторождения

* За 100% приняты показатели по Восточной залежи Большого Кальмакыра.

По коэффициенту рудонасыщенности: Западная часть Большого Кальмакыра, Малый Кальмакыр, Восточная часть Большого Каль­ макыра, Джаныбек, Ак-Чеку.

Низкие средние содержания меди и условной меди и коэффициенты

более удален от Кальмакырского карьера и рудные тела на нем за­ легают глубже, чем на Ак-Чеку, его отработку необходимо произво­ дить в последнюю очередь. Для Восточной части Большого Каль­ макыра средние содержания меди и условной меди выше на 12 и 8%, а коэффициент рудонасыщенности ниже на 10%, чем в Западной части. Следовательно, при одинаковом объеме добычи горной массы с обоих участков получат одинаковое количество полезных компонен­ тов, но затраты на получение этих компонентов из западной части Большого Кальмакыра, вследствие увеличения объема переработки РУД, будут выше.

В связи с этим первоочередная отработка Восточной части Боль­ шого Кальмакыра, по сравнению с Западной, является экономически более целесообразной.

На основе аналогичных рассуждений установлена экономичес­ кая целесообразность первоочередности отработки Западной части Большого Кальмакыра по сравнению с Малым Кальмакыром.

Таким образом, наиболее рациональным является следующий порядок отработки участков месторождения: Восточная часть Боль­ шого Кальмакыра, Западная часть Большого Кальмакыра, Малый Кальмакыр, Ак-Чеку, Джаныбек.

Помимо ценности руды и коэффициента рудонасыщенности на выбор порядка отработки месторождения значительное влияние ока­ зывает и коэффициент вскрыши, на основе которого направление горных работ выбирается таким образом, чтобы в первую очередь отработать участки с наименьшим средним текущим коэффициентом

246

вскрыши (что достигается при вскрытии месторождения по центру рудной залежи). Отыскание центров производилось на моделях руд­ ных залежей, построенных для каждого из 60-метровых слоев. В качестве геологической основы использовались материалы (погоризонтные планы) Алмалыкской ГРЭ. Центры рудных залежей на­ ходились путем установления центра тяжести геометрических фигур неправильной формы.

Соединив прямыми линиями точки центров рудных залежей, по­ лучаем оптимальное направление углубки, соответствующее наи­ более рациональному режиму вскрышных работ.

Отстроенное по такому принципу направление развития горных работ предопределяет необходимость углубки карьера под углом, равным углу падения основной залежи, т. е. положение разрезной траншеи должно смещаться в сторону южного борта.

При этом достигается в порядке очередности максимально возмож­ ное развитие горных работ на участках: восточная часть Большого Кальмакыра, западная часть Большого Кальмакыра и Малый Кальмакыр.

При дальнейшей углубке карьера в связи с последовательным вовлечением в разработку Ак-Чеку и Джаныбек направление разви­ тия работ должно смещаться к юго-востоку.

Однако, учитывая современное состояние горных работ, а также наличие на борту действующего карьера капитальных сооружений, указанное оптимальное направление углубки карьера не может быть выдержано.

Корректирование направления горных работ производилось с уче­ том того, что расширение карьера в южном направлении может быть осуществлено лишь после отвода подрусловых и русловых вод реки Алмалык-Сай, в северном направлении сдерживается наличием на западном борту карьера ж. д. станпии «Пост Разведка». В связи с этим расширение карьера возможно в настоящее время лишь только за счет разноса юго-восточного борта карьера, т. е. путем вовлече­ ния в разработку участка Ак-Чеку. Таким образом, расширение карьера на I и II этапах производится в юго-западном направлении. Осуществление углубки карьера в соответствии с этим направлением возможно лишь пни условии смещения первоначальной вскрывающей выработки на 40 м по отношению к положению ее на вышележащем горизонте при отработке месторождения уступами высотой 20 м. При этом угол понижения горных работ на I и II этапах в юго-западном направлении составляет 19,5°. Такое направление обусловливает раз­ личную интенсивность развития горных работ в горизонтальном на­ правлении для различных бортов карьера Кальмакыр. При мини­ мально допустимой ширине рабочей площадки, равной 60 м, необ­ ходимое подвигание фронта работ в горизонтальном направлении при понижении на один уступ (20 м) составит: по юго-восточному борту (участок Ак-Чеку) — 100 м (максимальное); по северо-западному борту (участок Кальмакыр), (Западная часть Большого Кальмакыра) 20—30 м (минимальное).

24?

Исходя из изложенных принципов (определение очередности раз­ работки и направление развития работ), на Кальмакырском карьере принята следующая схема развития работ.

На первом этапе продолжается развитие горных работ на раз­ рабатывающихся в настоящее время участках — Малом Кальмакыре и Большом Кальмакыре (восточная и западная части); кроме того, интенсивно ведутся вскрышные работы на участке Ак-Чеку.

Положение разрезной траншеи закладывается с таким расчетом,

Направление смещения разрезной траншеи юго-западное; при этом юго-восточный ее конец смещается к югу быстрее, чем северо-

На этапе II, помимо собственно Кальмакыра, добыча руды осу­ ществляется с участка Ак-Чеку и начинается производство вскрыш­ ных работ на участке Джаныбек. Смещение разрезной траншеи продолжается к юго-западу.

На этапах III и IV проводится добыча руды со всех участков ме­ сторождения, в том числе и с Джаныбека.

Полученное общее направление развития горных работ исполь­ зуется при построении промежуточных контуров этапов.

§ 5. Динамическое обоснование промышленных кондиций

Промышленные кондиции определяют масштаб и качество промыш­ ленных запасов месторождения и в значительной мере влияют на эф­ фективность его отработки. Вследствие этого они являются важной основой при проектировании горноперерабатывающего комплекса. Величина промышленных концидий влияет на параметры карьера, мощность горнодобывающего и перерабатывающего комплексов, выбор системы разработки и на целый ряд других важных показателей.

Согласно методическим указаниям ГКЗ СССР при обосновании промышленных кондиций расчеты последних должны производиться на основе технико-экономических показателей предприятий, дости­ гнутых на момент определения кондиций. Рассчитанные на основе этих показателей промышленные кондиции используются для оконтуривания рудных тел и подсчета промышленных запасов месторо­ ждения, для отстройки предельного контура карьера, выбора мощ­ ности горнодобывающего комплекса и определения эффективности отработки месторождения.

Такой метод обоснования кондиций является статическим, посколь­ ку базируется на неизменных на весь срок отработки месторождения

248

технико-экономических показателях. Существенным недостатком этого метода является то, что он не учитывает динамику производства и влияния на эффективность последнего различных факторов времени, в том числе факторов научно-технического прогресса.

Это зачастую приводит к ошибочной оценке (чаще к занижению) перспектив развития сырьевой базы проектируемых горно-метал­ лургических предприятий, а в конечном счете к значительным за­ тратам на реконструкцию, связанную с последующим расширением производства. Кроме того, такое положение вызывает в ряде случаев неправильную ориентировку геологоразведочных работ, направляя их в сторону выявления и последующего промышленного использо­ вания небольших по масштабу месторождений с относительно высо­ ким средним содержанием полезных компонентов. Практика же по­ казывает, что экономичность отработки таких месторождений в боль­ шинстве случаев ниже, чем отработки крупных месторождений с более низким содержанием.

С течением времени запасы месторождения, технология добычи и переработки минерального сырья, потребность в сырье и цены на него значительно изменяются, что заставляет заново производить оценку месторождения, изменять (как правило, снижать) промышлен­ ные кондиции и на этой оспове вносить значительные коррективы в развитие карьера и перерабатывающего комплекса.

При этом расширение карьера сопровождается, как правило, зна­ чительными капитальными затратами, идущими на снос долговремен­ ных сооружений, передвижку отвалов, перенос транспортных и других коммуникаций, разноску нерабочих бортов и т. п. Затраты эти за­ частую исчисляются миллионами и десятками миллионов рублей.

Данных затрат, полностью или частично, можно избежать, если на стадии обоснования промышленных кондиций учитывать предстоя­ щие изменения производства под действием научно-технического прогресса и других факторов времени.

Это даст возможность перед началом проектирования наметить примерную схему основных этапов развития горнодобывающих и горно-металлургических предприятий и на ее основе приступить к детальному и научно обоснованному проектированию развития предприятий во времени и пространстве в соответствии с основными этапами научно-технического прогресса.

При динамическом обосновании кондиций необходимым условием является тот факт, что промышленные кондиции должны обосновывать­ ся для всех этапов (для каждого этапа в отдельности) уже перед началом первого этапа, а перед началом второго этапа и каждого из последу­ ющих они, естественно, должны уточняться. При этом, при обоснова­ нии кондиций одновременно с разбивкой всего срока отработки место­ рождения на этапы должны быть примерно намечены система разра­ ботки месторождения, схема транспортировки руды и вскрыши, про­ изводительность карьера и порядок отработки месторождения. В даль­ нейшем при составлении ТЭДа и рабочем проектировании все эти вопросы должны разрабатываться более детально.

249

Только такой подход даст возможность правильно оценить ме­ сторождение не только на сегодняшний момент, но и во времени, не только при данном уровне техники и технологии, но и в соответ­ ствии с намечаемыми этапами технического перевооружения, не только при данном уровне использования комплектности сырья, но и при более полном его использовании.

При статическом методе определение минимального промышлен­

нента в руде (промминимум), %; 3 — затраты на добычу и переработку 1 т руды, включая и отчисления на разведку, а также общекомбинат­ ские и внепроизводственные расходы, руб/т; Ц — оптовая цена 1 т готового полезного компонента, руб/т; И — сквозной коэффициент извлечения полезного компонента в готовую продукцию, доли еди­ ницы.

Из формулы видно, что величина промминимума прямо пропор­ циональна затратам на добычу и переработку руды и обратно про­ порциональна закупочной цене на полезный компонент в виде про­ дукции, а также сквозному коэффициенту извлечения полезного компонента в готовую продукцию. Под действием технического про­ гресса величина затрат на добычу и переработку руды во времени постоянно уменьшается, а сквозное извлечение постоянно растет, стремясь к единице.

Что касается цены, то последняя, являясь денежной формой стоимости со временем под действием технического прогресса также должна снижаться обратно пропорционально изменению произво­ дительности труда. Но это положение было бы справедливо, если бы на ценообразование, и в частности на ценообразование продукции цветной металлургии, помимо производительности труда не влиял другой фактор, а именно фактор дефицита данного вида продукции.

В связи с опережающим развитием отраслей промышленности, определяющих технический прогресс, мы имеем дефицит продукции, цветной металлургии, который привел к тому, что за последние годы, несмотря на рост производительности труда, цены на подавляющее большинство цветных металлов как внутри страны, так и за рубежом, не только не снизились, а, наоборот, возросли.

Учитывая статистику динамики изменения оптовых цен, в настоя­ щее время мы не имеем права закладывать снижение оптовых цен на цветные металлы на перспективу. В связи с этим величину Ц в формуле можно считать на длительный срок условно постоянной.

Следовательно, анализ правой части равенства приводит к выводу, что величина промминимума имеет устойчивую тенденцию к снижению во времени под действием технического прогресса. Основное снижение промминимума должно происходить за счет снижения затрат на до­ бычу и переработку руды и менее значительное его снижение за счет

250