книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

Г л а в а VII

Эксплуатационные горные работы на Роздольском месторожде­ нии начались в 1959 году одновременно с вводом в эксплуатацию технологического комплекса по переработке серных руд и полу­ чению природной серы. В течение первых шести лет вскрышные и добычные работы велись только на Южном карьере, запасы кото­ рого обеспечивали первоначальную мощность горно-химического комбината. Проектная мощность по руде, предусмотренная при од­ новременной эксплуатации Южного и Центрального участков, была достигнута к концу второго года при работе одного только Южного карьера. Этому способствовали следующие факторы: минимальный по сравнению с другими участками эксплуатационный коэффициент вскрыши; достаточный фронт работ; выбор рационального способа вскрытия; применение высокопроизводительной техники на вскрыш­ ных и добычных работах.

Особенность залегания серных руд на Роздольском месторож­ дении состоит в том, что максимальная мощность полезного иско­ паемого и минимальная мощность вскрыши находятся в центральной его части, на флангах, наоборот, руда выклинивается и мощность вскрыши возрастает. На Южном карьере такая закономерность была использована.

Проектная схема вскрытия по контуру месторождения Запад­ ной разрезной траншеей была изменена на вскрытие по центру уча­ стка Продольной разрезной траншеей.

До 1963 года добычные работы велись главным образом на Во­ сточном участке Южного карьера с фронтом работ 1000 м. С 1963

Технико-экономические показатели эксплуатации карьеров

*Себестоимость 1 м3 вскрыши способом гидромеханизации принимались на основании договоров с подрядной организацией.

**Производительность труда по горной массе дана без учета гидровскрышных и перевалочных работ, а также не учитывались работ­ ники гидровскрышных работ и автотранспортных цехов, занятые на перевозке руды и вскрыши.

года фронт добычных работ увеличился за счет подключения Запад­ ного участка.

Один экскаватор ЭШ-14/75 был занят на эксплуатации Восточ­ ного участка, два других заканчивали проходку Южной, Централь­ ной и Западной разрезных траншей. В это время в карьере выпол­ нялся большой объем перевалочных работ, так как было необходимо удалить всю вскрышу из глубоких приконтурных зон за границу карьерного поля. Коэффициент переэкскавации достигал трех и бо­ лее единиц, но все же это было экономичнее, чем разработка вскрыши другим способом.

Лишь в 1961 году коэффициент переэкскавации был выше пяти, когда 1 м3 вскрыши, разработанной по бестранспортной системе, обходился в 64 коп., т. е. дороже, чем на автотранспорт (50—60 коп.). В остальные годы бестранспортная вскрыша стоила значительно дешевле других способов разработки, особенно с 1963 года, когда полностью производилось внутреннее отвалообразование и коэффи­ циент переэкскавации стал меньше единицы. В это же время была перекрыта проектная производительность Южного карьера в 1,5 раза и достигнута минимальная себестоимость руды (табл. 26).

Высокие темпы освоения проектной мощности при достаточно хороших технико-экономических показателях достигнуты на Южном карьере за счет перечисленных выше факторов, а также внедрения ряда организационно-технических мероприятий и рационализатор­ ских предложений.

Показатели совместной эксплуатации карьеров (.Южного и Центрального, Центрального и Северного, Северного и Подорожненского)

Удвоение мощности комбината по производству серы вызвало необходимость строительства Центрального карьера, так как к этому времени Южный карьер был больше чем наполовину отработан. Совместная эксплуатация Южного и Центрального карьеров факти­ чески началась с 1965 года и продолжалась в течение трех лет, после чего Южный карьер был полностью отработан, и на смену ему вве­ ден в эксплуатацию Северный карьер. Один Центральный карьер не смог бы обеспечить рудой производительность комбината по про­ изводству серы, поскольку имел в два раза меньший, чем на Южном карьере, фронт работ и в три раза больший эксплуатационный коэф­ фициент вскрыши. После отработки Центрального карьера (1971 г.) его заменил Подорожненский карьер. Таким образом, начиная с 1965 года, потребность комбината в руде обеспечивается за счет одновременной эксплуатации двух карьеров с периодом чередодования в три года. В очередности ввода в эксплуатацию карьеров имеется своя закономерность. Каждый последующий из вводимых в эксплуатацию карьеров имеет больший по сравнению с предыду­ щим коэффициент вскрыши.

Калькуляция себестоимости 1 т руды (сухой) при различных периодах эксплуатации карьеров (руб. франко-бункер дробильного цеха)

Исходя из анализа причин удорожания себестоимости руды, тре­ бования по улучшению технико-экономических показателей добычи серных руд сводятся к тому, чтобы выполнять строительство карье­ ров с меньшими затратами или компенсировать высокую стоимость строительства достаточными промышленными запасами. В период эксплуатации необходимо искать пути снижения себестоимости вскрыши. Это можно достигнуть увеличением объемов вскрыши, разрабатываемой по наиболее дешевой бестранспортной системе, лучшим использованием оборудования и применением автотранспорта большой грузоподъемностью.

В связи с ухудшением горно-геологических условий, вызыва­ ющих рост себестоимости руды, возникает необходимость изыскания путей снижения затрат по всем переделам технологического про­ цесса производства серы.

§ 2. ОПЫТ УСКОРЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДОРОЖНЕНСКОГО КАРЬЕРА

Подорожненское месторождение находится недалеко от Роздольского горно-химического комбината. Рельеф месторождения спокой­ ный и представляет собой пойменную террасу р. Днестр и его пра­ вого притока р. Свича.

В геологическом строении месторождения принимают участие породы от верхнемеловых до четвертичных. Наиболее широко рас­ пространены отложения верхнетортонского и нижнечарматского подъярусов миоцена. Сероносный пласт вытянут с юго-востока на северо-запад на несколько километров. Глубина залегания пласта от 26,3 до 193,7 м. На площади карьера максимальная глубина залегания 100 м. Средняя мощность вскрышной толщи в контуре карьера составляет 62 м, на участке горно-капитальных работ она зна­ чительно меньше (40 м). Падение пласта юго-западное, угол паде­ ния 3—7°.

В гидрогеологическом отношении Подорожненское месторожде­ ние находится в более благоприятных условиях, чем Роздольское. Основной приток воды к карьеру ожидается из галечникового го­ ризонта (8700 м3/сут), который повсеместно распространен в долинах рек Днестр и Свича. Коэффициент фильтрации галечникового гори­ зонта — 20—80 м/сут.

Строительство Подорожненского карьера началось в 1966 году. В течение первого года проводились преимущественно подготови­ тельные работы: монтаж экскаваторов ЭКГ-4,6, строительство пло­ щадок для монтажа оборудования, проходка нагорных канав, бу­ рение водопонизительных скважин, строительство временных зда­ ний и сооружений, жилья, подъездных автодорог и других объектов. Горно-капитальные работы начались в 1967 году. В течение года работали: 3—4 экскаватора ЭКГ-4,6, 9 автосамосвалов БелАЗ-540; 67 самосвалов КрАЗ-256. Годовой объем вскрыши составил 1014 тыс. м3. Шире развернулись горно-капитальные работы в 1968 году, когда работали в среднем 6 экскаваторов ЭКГ-4,6 и 75 автоса­ мосвалов БелАЗ-540, выполнившие за год 5,3 млн. м3 мягкой вскрыши при средней дальности транспортировки 2 км. Кроме вскрышных работ, шагающие экскаваторы ЭШ-10/60 строили дренажные тран­ шеи. В том же году смонтирован и начал работать второй шага­ ющий экскаватор ЭІІІ-10/60, а также производился монтаж экскава­ тора ЭШ-15/90 А.

Коллектив горняков стройуправления, рудоуправления и ком­ бината проделал большую работу по сокращению сроков строитель­ ства карьеров, следствием которой явилось уменьшение объемов горно-капитальных работ, улучшение организации работ и более рациональное использование вскрышного и транспортного оборудо­ вания.

Первоначальный проект производства горно-капитальных работ, разработанный институтом Львовгорхимпроект, предусматривал вы­ полнение экскаваторами ЭКГ-4,6 на автотранспорт 28 млн. м3 вскрыши (рис. 45). Общий объем горно-капитальных работ был сокращен до 22 млн. м3, а объем вскрыши на автотранспорт — до 20 млн. м3.

Изменение объемов горно-капитальных работ и способа разра­ ботки вскрыши было осуществлено за счет следующих мероприятий:

выполнения части объемов мягкой вскрыши по бестранспортной схеме с укладкой отвалов на внешний борт карьера;

замены роторного экскаватора SRS-2400 40/4 экскаватором верх­ него и нижнего черпания SRS-2400 35/9;

ввода в эксплуатацию роторного экскаватора по временной тех­ нологической схеме с уменьшением первоначальной длины забойных конвейеров с 2,5 до 1,5 км;

замены линейного ряда водопонизительных скважин открытой дренажной траншеей, пройденной вдоль западной границы горно­ капитальных работ шагающим экскаватором ЭІП-10/60 с размещением отвалов на рабочий борт за строительным контуром карьера;

Рис. 45. Проектная схема вскрытия и производства горно-капитальных работ Иодорожнен» ского месторождения:

— северо-восточная внешняя въездная траншея; 2 — центральная внешняя въездная тран­ шея: з — разрезная траншея по руде; 4 — линейный ряд водопонизительных скважин;

5 — открытая дренажная траншея первой очереди

тута ГИГХС; замены выездных капитальных траншей внешнего заложения на

внутренние выезды, построенные на нерабочем борту карьера.

Для сокращения дальности транспортировки вскрышных пород на внешние отвалы были построены временные выезды, а отвалы приближены благодаря использованию площадей, ранее занятых под внешние выездные траншеи. Схема карьера, построенного в соот­ ветствии с указанными изменениями, показана на рис. 46.

При строительстве открытого водоотлива на карьере практи­ ковалась замена трубопроводов по отводу дренажных вод открытыми канавами, пройденными канавокопателями.

Работниками комбината совместно с сотрудниками институтов Госгорхимпроект и Львовгорхимпроект внедрен новый способ защиты карьера от вод аллювиального водоносного горизонта с помощью водонепроницаемого экрана — барража. Заполнение барража водо­ непроницаемыми суглинками осуществлялась в основном экскава­ торами ЭШ-10/60 и частично автосамосвалами. Замена открытой дре-

нажной траншеи барражом позволила разместить часть вскрышных пород на более близком расстоянии от карьера за счет отсыпки от­ валов на площади барражной траншеи и дало большую экономию при строительстве и эксплуатации карьера, так как отпала необхо­ димость в постоянной откачке значительного внешнего притока вод (10 тыс. м3/сут) и поддержания дренажных выработок.

Для максимального приближения плановых сроков выполнения горно-капитальных работ к фактическим срокам необходимо было правильно прогнозировать работу горнотранспортного оборудования

Рис. 46. Измененная схема вскрытия и производства горно-капитальных работ Подорожнснского карьера:

і, 2 — северо-восточная и юго-восточная внутренние въездные траншеи; з — разрезная траншея по руде; 4 — временные выезды для вывозки вскрышных пород на внешние отвалы; 5 — открытая дренажная траншея, замененная водонепроницаемым экраном; 6 — открытая дренажная траншея, пройденная по контуру горно-капитальных работ, в месте линейного ряда скважин; 7 — отвалы, отсыпаемые шагающими экскаваторами по бестранспортной схеме; 8 — рудовозные автодороги для транспортировки вскрыши; 9 — автодороги для транс­

портировки вскрыши

на оперативные отрезки времени и на все время строительства. Для прогнозирования времени выполнения горно-капитальных работ на стадии текущего планирования был произведен статистический ана­ лиз значений сменной производительности экскаваторов ЭКГ-4,6 при строительстве Центрального и Северного карьеров. В результате анализа установлено, что среднее значение производительности экскаватора в сходных условиях составило 1778 м3/смену.

Также прогнозировалась производительность горнотранспорт­ ного оборудования для перспективного планирования.

Обработка статистического материала позволила установить кор­ реляционную зависимость между месячной производительностью экскаватора и порядковым номером месяца, в котором выполняются данные работы. Для условий Предкарпатского сероносного бассейна эта зависимость имеет вид

где t — порядковый номер месяца, в котором производится работа. Коэффициент корреляции при этом составляет 0,62.

Время выполнения горно-капитальных работ при известных объе­ мах определялось как разность пределов интегрирования в выра­ жении

t;

(54)

где N — число работающих экскаваторов;

К — коэффициент технического прогресса;

На основе полученных расчетных значений производительности экскаваторов и горнотранспортного оборудования Днепропетров­ ским горным институтом совместно с комбинатом и Львовским отделе­ нием института экономики АН УССР был разработан и внедрен се­ тевой график строительства Подорожненского карьера, в котором предусмотрены все основные этапы строительства. В графике горнокапитальных работ вскрыша распределена по горизонтам на каждый месяц, квартал и год и дан расчет потребного количества горного оборудования и автотранспорта.

Внедрение методов сетевого планирования и управления при строительстве Подорожненского карьера позволило получить эко­ номический эффект в 248,7 тыс. руб.

При перевозке пород вскрыши большим тормозом для работы автотранспорта являются обильные атмосферные осадки, особенно в летний и осенний периоды. Для восстановления карьерных авто­ дорог используется гравийный материал, селективно добываемый из вскрышных пород Подорожненского карьера, и практикуется очи­ стка дорог спаренными бульдозерами. Для сокращения простоя автотранспорта на карьере организована работа одного-двух экска­ ваторов ЭКГ-4,6 в период пересменки.

с помощью устройства опережающих открытых канав со сбросом воды в зумпф. После того как галечник сдренирует, осушенная пло­ щадь разрабатывается экскаватором ЭКГ-4,6.

Заслуживает внимания и опыт монтажа шагающего экскаватора ЭНІ-10/60. Согласно существующим нормам, монтаж его должен производиться в течение трех месяцев. Внедрение сетевого графика позволило выполнить работы по монтажу экскаватора за два месяца.

С целью улучшения работы автосамосвалов, бульдозеров, экска­ ваторов работники стройуправления внесли много рационализатор­ ских предложений по реконструкции их механической и электри­ ческой схем.

Осуществление разработанных на комбинате мероприятий по со­ вершенствованию схемы строительства и организации горно-капиталь­

ных работ позволило значительно сократить сроки строительства Подорожненского карьера и дало более 5 млн. руб. экономии капи­ тальных затрат.

§ 3. ОБРУШЕНИЕ УСТУПОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ

Стремление к отработке высоких уступов, обеспечивающее со­ кращение количества транспортных горизонтов, было и остается одной из главных тенденций развития открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых. В то же время, в связи с жест­ кой зависимостью между высотой обрабатываемого уступа и пара­ метрами выемочно-погрузочных машин, при этом резко увеличи­ ваются вес и установленная мощность электродвигателей экскава­ торов, что ухудшает показатели открытой разработки. Следова­ тельно, по экономическим и конструктивным соображениям увели­ чение параметров машин не может быть безграничным. Поэтому весьма перспективным является использование сил собственного веса пород для отделения их от массива и рыхления, что достигается путем искусственно вызванного сдвижения пород уступа. Метод разработки, основанный на использовании эффекта обрушения пород, получил развитие под названием управляемого обрушения уступов. По­ скольку при этом ликвидируется жесткая зависимость между высотой отрабатываемого уступа и параметрами экскавационного обо­ рудования, представляется возможность отрабатывать высокие ус­ тупы машинами с малыми линейными параметрами, сократить число транспортных горизонтов, повысить производительность труда и снизить себестоимость разработки 1 м3 вскрыши.

В последнее время этот новый метод разработки получил достаточ­ ное теоретическое обоснование, проведена опытно-промышленная проверка метода и уже накоплен положительный опыт его применения в практике работы некоторых карьеров. При этом исследования были проведены для различных способов обрушения — с исполь­ зованием существующего экскавационного оборудования и специаль­ ных обрушающе-погрузочных машин.

Установлено, что максимальная эффективность применения нового метода разработки достигается при обрушении высоких уступов. Для такого обрушения необходимо создать ослабление основания ус­ тупа и оконтурить обрушаемый блок в кровле. Сдвижение высоких уступов может быть вызвано и без создания этих ослабляющих выра­ боток, однако в этом случае оно будет неуправляемым.

Глубина оконтуривающей выработки должна быть равна высоте вертикального обнажения для данных пород. Она определяется из­