Суздальское золоторудное месторождение в Казахстане

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ И ВСКРЫТИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВСКРЫТИЯ

1.3.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2.ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3.ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВСКРЫТИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТРАНСПОРТНЫМИ УКЛОНАМИ

4.ОТРАБОТКА СУЗДАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СИСТЕМАМИ С ОБРУШЕНИЕМ НАЛЕГАЮЩИХ ПОРОД

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

месторождение золоторудный суздальский вскрытие

Актуальность выбора данной темы для курсового проекта состоит в том, что требуется доказать аналитическим методом эффективность вскрытия Суздальского золоторудного месторождения автотранспортными уклонами.

Суздальское золоторудное месторождение находиться в ВКО, в 50 км. от г. Семей Республика Казахстан.

Первые геологические исследования в районе месторождения были проведены в 20-х годах прошлого столетия И.И. Горностаевым. На основании результатов этих работ была составлена подробная геологическая карта, которая служила основой геологов-поисковиков вплоть до конца 70-х.

В 1980-83 годах Горностаевская партия (Денисенко В.А., Кудинов И.Ф.) провела геологическую съемку 1:50000 в результате которой было обнаружено месторождение Суздальское. Именно с этого события и начинается история развития месторождения. С 1983 по 1985 год Семипалатинская ГРЭ проводит детальную разведку месторождения с подсчетом запасов, а уже в 1985 году ГОК «Алтайзолото» и НАК «Алтыналмаз» начинают открытые горные работы, целью которых является снабжение золотосодержщей рудой предприятий СССР, а позже и СНГ (Ереванский ГОК, Балхашский ГОК, Приозерская ЗИФ, ИртышМедь, с.Глубокое и др.) Однако, в связи с высокими транспортными расходами, а также, главным образом, из-за невероятно низкого падения цен на золото в начале 90-х, эта система оказалась нерентабельной и в 1995 году ГОК «Алтайзолото» объявил о своем банкротстве. В связи с этим право на разработку и геологические исследования были переданы ОАО ФИК «Алел» (лицензия МГ № 35а от 13 марта 1995г.) Позже компания реорганизуется в АО «ФИК «Алел».

«Рудное» золото отчетливо разделяется на два главных морфологических типа: идиоморфное и неправильное. Каждый из них объединяет серии морфологических видов и разновидностей, различаемых по деталям форм. Идиоморфное золото в рудах месторождения, в большей степени представленное одиночными кристаллами или реже их сростками, встречается преимущественно в окварцованных известковистых брекчиях. Под электронным микроскопом выявляются четкие признаки послойного тангенциального роста на гранях кристаллах с зародышевыми элементами и ступенчатым строением. Золото неправильной морфологии более характерно для слюдисто-хлоритовых агрегатов из брекчированных и прокварцованных сланцев и представлено преимущественно массивно-комковидными зернами.

Пробность золота эндогенных руд варьирует в интервале 930-980‰. Содержания Cu в золоте ниже предела чувствительности прибора (<0,08 вес. %); Hg обнаружена в единичных пробах.

Развитая на Суздальском месторождении мел-палеогенового возраста кора выветривания линейного и линейно-площадного морфологических типов имеет среднюю мощность в 70 м. В целом, содержания золота по зонам примерно одинаковы, варьируя от 0,5 до 104,2 г/т. В участках локального скопления охр, особенно связанных с окислением пирит-арсенопиритовой минерализации, содержания золота в продуктах выветривания увеличиваются на порядок. Наблюдается тенденция увеличения размерности «корового» золота как по разрезу коры выветривания снизу вверх, так и относительно эндогенных руд.



1.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ И ВСКРЫТИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Вскрытием называют проведение горных выработок с земной поверхности к месторождению для его разработки.

Выработки, которые проходят с этой целью, называют вскрывающими.

Различают главные и вспомогательные вскрывающие выработки.

Главные вскрывающие выработки - вертикальные и наклонные шахтные стволы, штольни выполняющие основные функции по подъему (шахтные стволы) или откатке (штольни) полезного ископаемого, проветриванию, передвижению горнорабочих и доставке материалов.

К главным вскрывающим выработкам относят обычно шахтные стволы и штольни, пройденные с поверхности.

При разработке месторождений на глубине (более 1000 - 1500 м), главными вскрывающими выработками являются также и слепые шахтные стволы, выполняющие основные функции.

Вспомогательные вскрывающие выработки - шахтные стволы и штольни, используемые большей частью для проветривания и как второй запасной выход. На крупных шахтах в качестве вспомогательных выработок иногда проходят еще так называемые «породные стволы», специально для выдачи пустых пород на поверхность, спуска закладки и других вспомогательных операций.

К числу вспомогательных выработок вскрытия относят квершлаги, которые проходят к месторождению от стволов главных и вспомогательных шахт; слепые шахтные стволы, уклоны, капитальные восстающие, выполняющие вспомогательные функции (проветривание, спуск и подъем материалов, вскрытие отдельных участков рудного тела и т. д.).

1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВСКРЫТИЯ

По роду главных вскрывающих выработок различают простые и комбинированные способы вскрытия.

К простым способам вскрытия относят вскрытие: вертикальным шахтным стволом; наклонным шахтным стволом; штольней.

Комбинированные способы вскрытия представляют различные сочетания простых методов вскрытия, вызванные специфической горногеологических условий или большой глубиной разработки.

Рис. 1 Вскрытие вертикальным шахтным стволом на руднике им. Коминтерна

Месторождения, как правило, вскрывают несколькими главными и вспомогательными стволами шахт и штольнями.

На рис. 1 показано вскрытие вертикальным шахтным стволом на руднике им. Коминтерна (Криворожский бассейн). Главной вскрывающей выработкой является ствол шахты «Октябрьская», вспомогательными стволами - «Южная» и «Северная» вентиляционные шахты, оборудованные механическим подъемом и являющиеся запасными выходами.

Рис. 1 а Схема вскрытия месторождения рудника им. Кирова наклонными конвейерными шахтными стволами:

1 - наклонный ствол шахты им. Кирова; 2 - клетевой ствол шахты № 2; 3 - клетевой ствол шахты № 1; 4 - главные наклонные стволы шахт

Первоначально главной вскрывающей выработкой на этом руднике был ствол шахты им. Коминтерна.

На рис. 1а показано вскрытие рудного месторождения наклонными шахтными стволами. До горизонта 475 м месторождение было вскрыто наклонным стволом 1, пройденным под углом 45є и оборудованным скиповым подъемом. Вспомогательными стволами являлись вертикальные «Южная» и «Северная» вентиляционные шахты. Для спуска и подъема людей, оборудования и материалов был пройден вспомогательный вертикальный ствол. Ниже горизонта 475 м рудное месторождение вскрыто наклонными стволами, оборудованными ленточными конвейерами. Одновременно с этим предусматривается проходка вспомогательных вертикальных стволов шахт «Артем № 1» и «Артем № 2».

Рис. 1б Вскрытие месторождения штольней

1 - главная штольня; 2 -капитальный рудоспуск; 3 - вскрывающая штольня

На рис. 1б показано вскрытие месторождения штольней.

Рис. 1в Схема вскрытия поля шахты «Лайбенон» на руднике Консолидейтид (ЮАР):

1 - ствол шахты № 1

На рис. 1в приведена комбинированная схема вскрытия золоторудного месторождения ЮАР при разработке его на большой глубине. Разработка месторождения до глубины 2500 м предполагается при помощи трех вертикальных стволов шахт, один из которых пройден с поверхности, а два последующих являются слепыми. При заложении главных и вспомогательных вскрывающих выработок важно выбрать их места расположения вне зоны сдвижения вмещающих пород на поверхности.

1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Суздальское месторождение, расположенное в Западно-Калбинском золотоносном поясе Восточного Казахстана, относится к золото-сульфидному типу в черносланцевых терригенно-карбонатных толщах. Изучение самородного золота из первичных рудах и из коры выветривания позволяет проследить его эндо- и экзогенную историю. Эндогенная минерализация на месторождении многоэтапна и характеризуется следующей последовательностью:

1) в углеродисто-терригенно-карбонатных породах сингенетичная глобулярно-тонкокристаллическая пиритовая (Au в пирите 2-30 г/т);

2) золотоносная пирит-арсенопиритовая тонковкрапленная в измененных породах тектонических зон;

3) золото-полисульфидная зон брекчирования и окварцевания;

4) поздняя гнездово-прожилковая сурьмяная. Наиболее продуктивными на золото являются пирит-арсенопиритовая (тонкоигольчатый арсенопирит содержит «невидимое» Au до 800-1200 г/т) и золото-полисульфидная минерализации. В последней видимое золото встречается в ассоциации с таблитчатым слабозолотоносным (десятки г/т) арсенопиритом.

Основная масса свободного золота относится к тонкому классу (до 100 мкм) и образует несколько парагенезисов. К более ранним относятся парагенезисы с пирротином, рутилом, пентагондодекаэдрическим пиритом, железистым сфалеритом, ильменитом, Sb-содержащим арсенопиритом, халькопиритом, хлоритом, кварцем, Fe-Mg карбонатами. В более поздних парагенезисах золото ассоциирует с блеклой рудой, галенитом, антимонитом, бертьеритом, самородной сурьмой, ауростибитом, киноварью, ульманнитом, виллиамитом, никелином, кальцитом, кварцем, серицитом. Взаимоотношения золота с минералами поздних парагенезисов не всегда однозначные. Некоторые зерна золота обрастают ульманнитом или содержат его включения. Часто кристаллы таблитчатого арсенопирита обрастают золотом или нарастают на золото. Антимонит корродируется золотом.

До 92% золота в коре выветривания на Суздальском месторождении находится в свободном состоянии и относится к мелкому и тонкому классам (50-200 мкм). Широким развитием пользуются идиоморфные морфологические виды гипергенного золота:

1) кристалломорфные индивиды,

2) друзовидные агрегаты.

Кристалломорфные индивиды наиболее распространены (46%) и представлены изометричными, плоско-призматическими кристаллами октаэдрической или кубо-октаэдрической формы. На их поверхности часты скульптуры линейно-ступенчатого роста, а также нарастания микрокристаллов золота поздних генераций.

Около трети по распространенности в коре выветривания составляют экзотические игольчато-призматические кристаллы, часто змеевидной формы с элементами расщепления. Характерны скипетровидные, булавообразные и лентовидные кристаллы, часты двойниковые срастания и сталактитоподобные скопления игольчатых кристаллов золота.

Друзовидные агрегаты, доля которых достигает 23%, по существу представляют собой срастания описанных выше изометричных, призматических, игольчатых и плоских кристаллов золота или их комбинацию. Более сложное строение друзовидный агрегат приобретает при сочетании нескольких генераций золота кристалломорфного и неправильных форм. Они обладают причудливым натечно-скорлуповатым или бутончато-слоистым строением. Все отмеченные морфологические разновидности золота коры выветривания несут признаки растворения (ямки травления, нередко содержащие дисперсный материал коры выветривания) и послойно-ступенчатого роста. Так, на более крупных кристаллах (10-100 мкм) наблюдаются нарастания золота размерностью до первых микрон. Обычно это изометричные кристаллики, характеризующиеся пентагондодекаэдрическим габитусом или сочетанием куба и октаэдра. Характерны также неправильные червячные выделения золота в ассоциации с мелкими кристалликами поздней генерации. На наличие перерыва в отложении поздней генерации гипергенного золота на месторождении указывает и нарастание тонкокристаллического золота на пленки гидроокислов железа, обрастающие крупные кристаллы золота. С гипергенным золотом ассоциируют гидроокислы Fe и Mn, барит, скородит, рутил, апатит, кварц.

Было проанализировано 262 зерна Au из коры выветривания. Основная его масса представлена высокопробной разностью (средняя пробность 995‰ при вариации от 918 до 1000 ‰). Практически единственную примесь составляет серебро. Важно подчеркнуть, что гипергенное золото химически однородно, высокая пробность характеризует весь объем золотин, без каких-либо каемок и оторочек, обычно описываемых для гипергенного золота.

Изучение золота полигенных первичных руд Суздальского месторождения позволило выявить две основные формы его нахождения - свободное и, так называемое, невидимое. Свободное золото встречается в сростках с сульфидами, кварцем, карбонатом и слюдисто-хлоритовым агрегатом и имеет размеры до десятков микрон. Невидимое золото присутствует в арсенопирите и реже в пирите в виде микро- или наночастиц, возможно в химически связанном состоянии. Попадая в обстановку коры выветривания оно могло служить источником для «новообразованного» золота.

Все это позволяет полагать, что формирование высокопробного гипергенного золота в коре выветривания происходило в условиях значительного растворения невидимого золота сульфидов, его локального перераспределения и отложения в окислительных условиях. В пользу этого свидетельствует и отмечаемая тенденция увеличения размерности золота к верхним частям коры выветривания.

Право на разработку и геологические исследования переданы ОАО ФИК «Алел» (лицензия МГ № 35а от 13 марта 1995г.) Позже компания реорганизуется в АО «ФИК «Алел».

В начале АО «ФИК «Алел» придерживалось той же схемы, что и ГОК «Алтайзолото» - добыча и реализация руды. Но В 1999 году Celtic Resources Holdings Plc становится владельцем месторождения, и новым руководством было принято решение о строительстве завода по переработке окисленных руд на участке «Суздаль». Выбранный метод кучного выщелачивания был весьма нетрадиционным на территории СНГ, учитывая высокие содержания золота в руде, а уровень риска был невероятно высок в связи с падением цен на драг.металлы. Строительство началось в июне 1999 году и уже в ноябре того же года первая куча была введена в эксплуатацию, а уже в декабре 1999 года был выпущен первый слиток из окисленных руд месторождения «Суздальское».

Уже через год стало ясно, что выбор кучного выщелачивания для окисленных руд месторождения явился оптимальным, а в течение последующих шести лет уровень извлечения составил порядка 90% - небывалое достижение для молодой казахстанской компании. Всего за шесть лет было уложено в кучи 1 296 000 тонн окисленной руды со средним содержанием 4.48 г/т. Общее производство золота кучным выщелачиванием составило около 5 тонн золота.

Однако, по прогнозам к середине 2000-ных запасы окисленных руд начали истощаться, поэтому необходимо было принять меры для продления срока существования рудника. В мае 2003 года начинаются изыскательские работы с целью определения оптимального способа для переработки сульфидных руд месторождения Суздальское, в том числе рассматривались новые нетрадиционные технологии. Главная трудность состояла в том, что первичные руды месторождения, как и руды месторождения Бакырчик, являются упорными, т.е. их переработка без предварительного окисления является нерентабельной. В 2003 году началось проектирование и строительство металлургического завода по переработке первичных руд. Технология BIOX®, предложенная компанией Goldfields, ЮАР является уникальной; в мире ее используют не более десятка предприятий. Принцип технологии заключается в том, что бактерии разрушают молекулярную матрицу сульфидов, освобождая при этом частицы золота. Необходимо отметить, что данная технология также является экологически чистой, что очень важно, так как правительство Республики Казахстан приняло законопроект о введении экологических норм Евросоюза на своей территории.

В марте 2005 года состоялся запуск в эксплуатацию суздальского сульфидного завода, мощностью 300 000 тонн в год, и уже 24 мая 2005 года был выпущен первый слиток Доре из первичных руд месторождения Суздальское полученный способом BIOX®.

Необходимо понять, что многомиллионный проект строительства завода по переработке упорных руд, явился рискованным шагом, так как никто не знал как «поведут» себя теплолюбивые южноафриканские бактерии в резко континентальном климате Восточного Казахстана. Но и в этот раз специалистов АО «ФИК «Алел» компании ждал грандиозный успех - производство золота из первичных руд всего за два года превысило количество золота, произведенного методом кучного выщелачивания за все 6 лет эксплуатации оксидного завода. Более того во время эксплуатации выяснилось, что на суздальском сульфидном заводе можно перерабатывать концентраты почти любых упорных руд, добываемых в регионе, включая концентраты стратегического Бакырчикского месторождения.

В октябре 2007 года компания ЗАО «Северсталь» стала владельцем месторождения путем приобретения 100% акций Celtic Resources Holdings Plc. В начале 2008 года новым руководством компании принимается амбициозное решение о расширении существующего завода до 500 000 тонн в год, что позволит увеличить переработку не только за счет собственных руд, но и за счет переработки внешних концентратов. В октябре 2010 года состоялся успешный запуск в производство расширенных цехов - цехов дробления, измельчения, BIOX®, ПТД и сорбционного цианирования.

Компания АО «ФИК «Алел», ведущая разработку месторождения является надежным и последовательным спонсором местного сообщества в селе Знаменка. На предприятии трудится свыше 100 жителей поселка, а общее количество рабочих мест составляет свыше 700. Особенно гордятся работники АО «ФИК «Алел» помощью сельской школе, где оборудован компьютерный класс, проводится регулярный ремонт за счет компании, учреждены поощрения-гранты для лучших школьников и выпускников.

АО «ФИК «Алел» также является постоянным спонсором Дома Малютки г. Семей, а с недавнего времени компания стала генеральным спонсором Республиканской Ассоциации Греко-Римской, Вольной и Женской борьбы.

В таком сотрудничестве АО «ФИК «Алел» видит устойчивое развитие не только предприятия, но и региона в целом.

Рудные тела впервые были выявлены - 1983

Начало разработки открытым способом - 1985

Горные работы «Алтайзолото» - 1985 - 1994

696 000т при 7.55г/т на 169 000 унц (5 260кг Au)

Производство компании «Алел» - 1999 - 2009

Переработано оксидной руды 1 296 000т при 4.48г/т на 186 805 унц или 5 810 кг Au уложено на кучное выщелачивание

Переработано сульфидной руды с 2005 года по декабрь 2009 года - 1 272 382 т при 12,59г/т (17 575 унц)

Первый слиток оксидный проект-декабрь1999 года;

Первый слиток сульфидный проект-май 2005 год;

Первая тонна сульфидного завода-8 мая 2006 года;

Десятая тонна сульфидного завода-сентябрь 2009 года.



2. ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Сульфидные руды локализуются в зонах гидротермального изменения и сульфидной минерализации. Представлены дробленными и сильно трещиноватыми известняками , алевролитами и известково-углистыми алевролитами. Первичные руды относятся к типу малосульфидных упорных золотомышьяковистых .

Количество сульфидов от 0,5 до 5-10%. Основные рудные минералы пирит, арсенопирит, пирротин реже встречаются халькопирит , антимонит, сфалерит.

Золото мелкое встречается в свободном виде (от 3-5 до 75 мк) и основная масса в сростках с сульфидами и в виде включений в сульфидах (тонкодисперсное 1-5мк).

Рис. 2а - Золотая масса в сростках с сульфидами

Рис. 2б - Золотые включения в сульфидах

Рис. 2в - Минералогия Суздальской руды

Золотосодержащая руда на месторождении «Суздаль» является упорной, т.е. частицы золота очень мелкие и включаются во вмещающую породу - пирит, арсенопирит, углистые сланцы и кварц. После измельчения свободное золото и небольшой процент сульфидного золота будет высвобождено, но общее извлечение золота составит только около 20%. Также при выборе технологии извлечения нужно принимать во внимание безопасное хранение хвостов с содержанием мышьяка в хвостохранилище.

Рис. 3 - Детальная разведка Суздальского месторождения (бурение скважин)

Рис. 4 - Промплощадка участка подземных работ

Рис. 5 - Сульфидный проект



3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВСКРЫТИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТРАНСПОРТНЫМИ УКЛОНАМИ

Эффективность вскрытия месторождений автотранспортными уклонами рассмотрена на примере вскрытия и отработки Суздальского золоторудного месторождения, характеризующегося сложными горно-геологическими условиями, выраженными пространственным расположением разобщенных по простиранию (около 3 км) и падению (300 м) маломощных (1,5-3 м) и средней мощности (3-15 м) рудных тел с углами падения 35-90є. Руды и вмещающие породы неустойчивые, средней устойчивости и реже устойчивые, коэффициент крепости пород по М. М. Протодъяконову f = 6-10. Сложность морфологии рудных тел обусловлена резкими выклинками, раздувами и пережимами, что предопределяет детальную разведку по сгущенной сетке разведочных скважин и эксплуатационную разведку в период вскрытия и подготовки месторождения.

В рассматриваемых условиях, несмотря на установленную в технологическом регламенте [1] экономичность и безопасность вскрытия автотранспортными уклонами, в силу того, что по ЕПБ Республики Казахстан [2] автотранспортные уклоны не являются механизированными запасными выходами, институтом «Казгипроцветмет» составлен проект по варианту вскрытия месторождения вертикальными стволами [3].

По заданию, согласованному с Управлением государственного контроля за ЧС и промышленной безопасностью, в опытном порядке была произведена корректировка проекта вскрытия Суздальского месторождения с использованием автотранспортных уклонов и лифтовых подъемников в качестве механизированных запасных выходов [4].

№	Рудник, страна	Сечение наклонного съезда, м	Угол наклона съезда	Автосамосвал грузоподъемность, т	Расстояние транспортирования, м
1	«Арвик», Канада	2,7*4,6	10є	10	1030
2	«Тексадо», Канада	4,3*3,3	10-14є	5	2830
3	«Боутч», США	3,6*5,1		20 м3	1418
4	«Стоуэлл Голд», Австралия	7,3*5,2	10-12є	50	8000
5	«Молодежный», РФ	3,6*5,1	7є	20	1000
6	«Алпыс», РК	4,2*3,3	8є	10	1600
7	«Алел», РК	4,4*3,5	8є	20	2200

В связи с высоким уровнем применения современного высокопроизводительного самоходного оборудования в мировой практике в последние десятилетия находят применение прогрессивные схемы вскрытия и подготовки месторождений для подземной разработки с помощью автотранспортных уклонов (наклонных съездов) с использованием их как основных вскрывающих выработок для транспортирования руды, доставки оборудования, вентиляции шахт, а также в качестве механизированных запасных выходов с перемещением людей автомашинами [5-9].

Автотранспортные уклоны проходят с углом наклона 6-10є, длиной от 1,5-8 км [6,8] до 17 км (рудник «Комото», Заир) [6], руду транспортируют автосамосвалами грузоподъемностью 5-50 т (таблица).

Эффективность вскрытия месторождений вначале определялась глубиной 250-300 м [5,6], в дальнейшем - до 450-500 м [7-9] и более [7].

Анализ зарубежного и отечественного опыта показал значительные технологические и организационные преимущества и высокую эффективность усовершенствованных схем вскрытия месторождений автотранспортными уклонами по сравнению с использованием подъемных вертикальных стволов шахт:

Значительно упрощается технологический комплекс на поверхности из-за ненадобности надшахтных сооружений, зданий, подъемных машин и других производственных объектов. Исключается необходимость строительства дозаторных емкостей для скиповой погрузки, устройство рудо- и породоспусков, бункерных и люковых устройств, так как руда автосамосвалами транспортируется непосредственно из забоя на поверхность. Снижаются требования к кондиционному куску при использовании ковшовых погрузочных машин, сокращается время и затраты на вторичное дробление руды.

Упрощается доставка в шахту различного оборудования и материалов при использовании самоходных автотранспортных машин, а также организация доставки шахтного оборудования на поверхность для ремонта.

Сокращается путь и время движения людей к пунктам ожидания для выезда на поверхность, т.к. наклонные съезды расположены в непосредственной близости от рабочих мест, в целом уменьшается общая численность рабочих на руднике.

Перечисленный ряд основных преимуществ в значительной мере повышает уровень безопасности производственных работ.

Особенно важную роль приобретает способ вскрытия автотранспортными уклонами при отработке разобщенных по простиранию и падению маломощных рудных тел в сложных горно-геологических условиях Суздальского месторождения при слабой достоверности предварительной разведки пробуренными с поверхности скважинами. В этих условиях из наклонных съездов, проходимых вблизи рудных тел, ускоряется детальная и эксплуатационная разведка по уточнению морфологии и геометрии рудных тел, что обеспечивает сокращение времени подготовки рудных тел к очистной выемке и более качественную добычу руды.

Отличительной особенностью вскрытия месторождений автотранспортными уклонами является ускорение сроков ввода эксплуатацию объекта и окупаемости инвестиционных затрат в 1,5-2,5 раза [1,9]. Как показали укрупненные расчеты, сумма экономии капитальных затрат на строительство рудника при схемах вскрытия Суздальского месторождения автотранспортными уклонами по сравнению со вскрытием вертикальными стволами составляет около 2 млн. долл. США [4].

Необходимо было обосновать, принять технические решения и разработать организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность производства горных работ и эвакуацию подземных рабочих в аварийных случаях при использовании автотранспортных уклонов и лифтовых подъемников в качестве механизированных запасных выходов.

По заданию МЦМ СССР в 1988 г. Институтом «ВНИИцветмет» совместно с институтами соисполнителями (ЦНИИПП, Унипромедь, ВНИИПроцветмет, Гипроникель, Гиредмет) выполнялась работа по изменению действующих ЕПБ.

На основании анализа замечаний и предложений более 50-ти предприятий цветной металлургии СССР был представлен новый проект ЕПБ. В не отмечено: «Наклонный съезд, служащий для доставки в шахту самоходного оборудования и материала, транспортировки на поверхность руды и породы, классифицируется как механизированный выход на поверхность при условии, что проектом предусмотрена доставка людей на поверхность автомашинами».

По ЕПБ РФ § 31 автотранспортные уклоны используют в качестве механизированных запасных выходов в аварийных ситуациях с выездом людей на вышележащие горизонты и непосредственно на поверхность при соблюдении следующих условий:

Выезд людей осуществляется специально оборудованным автотранспортом, находящимся ежесменно на нижнем горизонте ведения горных работ;

Вблизи уклонов оборудываются в соответствии с проектом камеры аварийного воздухоснабжения, в которых должно быть обеспечено хранение запасных самоспасателей в количестве, превышающем на 10 % максимальную численность рабочих смены.

В Нормах технологического проектирования п.3.4.2.2. отмечено, что при вскрытии месторождений, разработку которых осуществляют с применением самоходного оборудования, необходимо предусматривать:

Специальный транспортный уклон (наклонный съезд) для движения машин с поверхности до горизонтов и между ними;

Возможность перевозки людей с поверхности или от указанных вскрывающих выработок до забоя самоходными машинами.

В этом случае транспортный уклон с механизированным перемещением по нему людей можно использовать в качестве механизированного запасного выхода.

Анализ группой специалистов Казахстана зарубежной (России, Австралии, Канады, США и др.) нормативной документации по технике безопасности показал возможность использования автотранспортных уклонов в качестве запасных механизированных выходов. О возможности использования транспортного наклонного съезда в качестве запасного выхода из подземного рудника Бакырчикского горнодобывающего предприятия также свидетельствует заключение Научно-исследовательского центра по технической безопасности для предприятий цветной металлургии (НИЦ ТБ ЦМ, г. Усть-Каменогорск). При этом в понятие «запасной выход» входит «маршрут», состоящий из комплекса вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок, в том числе транспортных наклонных съездов с перевозкой по ним людей автотранспортом, при котором все рабочие вывозятся из рабочих мест на поверхность в течение 1 часа. Если за указанное время рабочие не могут быть выведены на поверхность, предусматриваются специальные спасательные камеры-убежища, расположенные на расстоянии не более получаса ходьбы от рабочих мест с размещением в них всех рабочих смены конкретного участка. Маршруты обязательно обозначены специальными знаками и указателями при периодическом (ежемесячном) их контроле.

Государственный комитет РК по ЧС для подземного рудника Бакырчикского горнодобывающего предприятия согласился с возможностью формирования запасных выходов, в т.ч. с использованием наклонного съезда и с оборудованием маршрутов с соблюдением вышеуказанных условий.

Таким образом, опыт мировой и отечественной практики показывает необходимость пересмотра ЕПБ в части использования автотранспортных уклонов в качестве механизированных запасных выходов.

Исходя из этих предпосылок, Суздальское месторождение вскрывается тремя автотранспортными уклонами, двумя лифтовыми и четырьмя вентиляционными восстающими, связанными между собой горными выработками на всех вскрываемых горизонтах.

При схеме вскрытия предусматривается транспортирование горной массы из шахты на поверхность автосамосвалами, обеспечение не менее двух механизированных запасных выходов на поверхность, применение рациональных центрально-фланговой и фланговой схем вентиляции рудника, вскрытие одновременно рудных зон 1, 2 и 4 для обеспечения заданной производительности рудника по добыче руды и усреднения содержания в ней золота и планомерная опережающая эксплуатационная разведка рудных тел по горизонтам.

Высота этажа принята равной 40 м в силу необходимости совместной разведки, подготовки и отработки расположенных по падению крутопадающих маломощных (1,5-15 м) рудных тел и последовательно-параллельного развития на разных уровнях этажей фронта очистных работ с использованием самоходного погрузочно-доставочного и транспортного оборудования, а также передвижения людей по этажным материально-ходовым восстающим между горизонтами (§ 350 ЕПБ).

При вскрытии Суздальского месторождения обоснование возможности и безопасности горных работ при использовании автотранспортных уклонов было основано на разработке следующих технических решений и организационных мероприятий:

Устройство на рабочих горизонтах камер-убежищ с автономным поддержанием жизнедеятельности рабочих, расположенных на расстоянии не более получаса ходьбы людей от рабочих мест и оборудования у камер-убежищ места стоянки дежурной спецавтомашины для перевозки людей по автотранспортным уклонам на поверхность в течение 1 часа;

Выезд людей на поверхность в течение одного часа по лифтовым подъемникам, расположенным также на расстоянии не более получаса ходьбы людей от рабочих мест;

Формирование и поддержание маршрутов передвижения людей по горизонтам от рабочих мест до камер-убежищ и лифтовых подъемников.

Камеры-убежища оборудуют аварийным воздухоснабжением, освещением, телефонной связью и запасными самоспасателями в количестве, превышающем на 10 % численность рабочих смены.

Выезд людей из шахты на поверхность по автотранспортным уклонам предусматривается автомашинами типа УКР (л), подъем людей - по лифтовым подъемникам типа Алимак-900.

Расчетное время перевозки людей автомашинами и подъема людей по лифтовым подъёмникам по периодам развития горных работ на горизонтах соответствует регламентированному времени. Время вывода людей в аварийных случаях уточняется практически путем вывода групп людей в учебных самоспасателях по маршрутам, предусмотренным в плане ликвидации аварии (ЕПБ, § 13 и с. 147).

Камеры-убежища располагают на равном удалении от рабочих мест по горизонтам вблизи автотранспортных уклонов, лифтовых подъемников и вентиляционно-ходовых восстающих (ВХВ) для прокладки коммуникаций: сжатого воздуха, воды, кабелей для электроснабжения и аварийной сигнализации (рис.1).

Строительство и оборудование камер-убежищ и лифтовых подъёмников осуществляют по проектам, утверждаемым руководителем предприятия и согласованным с органами Государственного контроля за ЧС и промышленной безопасности.

Маршруты передвижения людей по горизонтам на случай аварийных ситуаций определяют по мере развития горных работ на горизонтах, привязывая их к планам ликвидации аварий в соответствии с «Инструкцией по составлению планов ликвидации аварий», утверждаемым главным инженером предприятия и согласованных с органами Госгортехнадзора (§13 и с. 144-156 ЕПБ).

При составлении маршрутов передвижения людей используют горизонтальные, вертикальные (высота этажа - 40 м.) выработки и междуэтажные наклонные съезды. Маршруты оборудуют постоянным освещением, самосветящимися указателями направления движения людей и расстояния до камер-убежищ и лифтовых подъёмников. Предусматривается составление инструкции по эксплуатации автотранспортных уклонов и лифтовых подъёмников как механизированных запасных выходов с отражением вопросов: ответственности и контроля за поддержанием механизированных запасных выходов, камер-убежищ и маршрутов следования людей; ознакомление ИТР и рабочих с правилами пользования запасными выходами и проведения тренировочных обучений ИТР и рабочих при эвакуации в аварийных случаях с совмещением мероприятий по плану ликвидации аварий на руднике.

Руководитель предприятия ежеквартально письменно уведомляет контролирующие органы о состоянии механизированных запасных выходов и выполнении инструктивных мероприятий.

После 1-1,5 годичной работы Суздальского рудника с участием лиц органов Государственного контроля за ЧС и промышленной безопасности, НИИ по ТБ и представителей проектирующей организации составляется акт оценки и обоснованности принятых в проекте решений по использованию автотранспортных уклонов и лифтовых подъёмников в качестве механизированных запасных выходов. При необходимости определяются дополнительные мероприятия, усиливающие технические и организационные мероприятия по безопасности производства горных работ.

Рис. 6- Маршруты движения подземных рабочих при эвакуации к запасным выходам с выездом на поверхность на Суздальском руднике

Опытно-промышленная проверка принятых схем вскрытия Суздальского месторождения автотранспортными уклонами и лифтовыми подъёмниками с использованием их как механизированных запасных выходов позволит получить дополнительное подтверждение безопасности производства подземных горных работ при данных технических решениях для разработки соответствующих нормативных документов.



4. ОТРАБОТКА СУЗДАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СИСТЕМАМИ С ОБРУШЕНИЕМ НАЛЕГАЮЩИХ ПОРОД

Суздальское золоторудное месторождение характеризуется разнообразием залегания рудных зон, представленных крутопадающими и наклонными маломощными (1,5-3 м) и средней мощности (3-15 м) рудными телами с углами падения 35-90є; руды и вмещающие породы от устойчивых, средней устойчивости до неустойчивых, коэффициент крепости по Протодьяконову f = 6-10. Породы склонны к самообрушению.

По проекту месторождения предусматривается отрабатывать системами разработки с обрушением налегающих пород и с закладкой выработанного пространства.

По укрупненным расчетам, исходя из прибыли с 1 т погашаемых балансовых запасов варианты систем разработки с закладкой выработанного пространства экономически незначительно(5-8 %) по сравнению с системами разработки с обрушением, что практически в пределах точности расчетов можно принять как равноценные системы разработки [1]. В настоящей работе рассматриваются варианты систем разработки с обрушением.

На проходке горных выработок и очистной выемке руды принято самоходное буровое и погрузочно-доставочное оборудование: буровые каретки типа Минибур Г1ФС фирмы «Тамрок» и буровые станки ЛПС-3У для бурения скважин d = 50-80 мм, погрузочно-доставочные машины (ПДМ) типа Торо-151Д, Торо-301Д,САТ- R1300 и автосамосвалы GHH с емкостью кузова 10 м3 для погрузки и доставки руды из проходческих и очистных забоев, а также для транспортирования руды и породы из шахты на поверхность по автотранспортным уклонам.

Исходя из практики разработки крутопадающих месторождений, в аналогичных условиях в качестве основной выемочной единицы принят блок:

Длина 80-100 м;

Ширина 1,5-15 м, равная мощности рудных тел;

Высота 40 м, равная высоте этажа.

Параметры выемочной единицы определяют исходя из условия выполнения всего цикла технологических процессов по системе разработки и необходимого развития фронта очистных работ, обеспечивающего высокопроизводительную работу самоходного погрузочно-доставочного оборудования с учетом многозабойного обслуживания при рациональном расстоянии доставки руды [10-11].

Широкий диапазон мощностей и углов падения рудных тел, а также устойчивости горных пород предопределил необходимость применения различных вариантов технологических схем подготовки и очистной выемки руды. При этом учитывались технологические факторы рациональной разработки рудных тел:

Необходимость сокращения до минимума удельного объема подготовительных породных работ и максимальной проходки горных выработок в контурах маломощных рудных тел;

Формирование при очистной выемке плоских днищ и применение технологических схем с торцовым и боковым фронтальным выпуском руды;

Обеспечение минимальных потерь и разубоживания руды;

При использовании самоходных погрузочно-доставочных машин установление рационального расстояния транспортирования горной массы (150-180 м) в блоках;

Прохождение вентиляционных восстающих, рудоспусков и этажных наклонных съездов из расчета один на 2-3 блока;

Формирование во всех погрузочных заездах фронтального выпуска с раскоской торца буро-доставочных штреков и погрузочных заездов под углом 45є для снижения потерь в «мертвых зонах» днищ выемочных единиц.

По результатам анализа практики применения систем разработки в аналогичных условиях в проекте приняты следующие варианты систем разработки с применением самоходного оборудования:

Система подэтажного обрушения с послойным торцовым выпуском руды;

Система подэтажного обрушения с выпуском руды через траншеи;

Система этажного обрушения с послойным площадным выпуском руды.

Система подэтажного обрушения с послойным торцовым выпуском руды принята для отработки рудных тел мощностью m = 1,5-5 м с углами падения б = 55-85є в породах средней устойчивости и неустойчивых (рисунок 13).

Блок подготавливается проходкой участкового наклонного съезда, полевого этажного транспортно-доставочного штрека на расстоянии 8-10 м от рудного тела, рудных подэтажных буро-доставочных штреков, соединенных по вертикали с интервалом через 10 м вентиляционными сбойками, вентиляционно-ходового восстающего и рудоспуска. Буро-доставочные штреки проходят из подходных выработок участкового этажного наклонного съезда.

Очистную выемку на подэтажах начинают с проходки из буро-доставочных штреков отрезных восстающих с разделкой на них отрезных щелей. Рудный массив отбивают в зажиме на обрушенные породы слоями из 2-3-х рядов скважин диаметром 50-65 мм, опережение выемки верхних подэтажей по отношению к нижним равно 2-3 отбиваемым слоям.



Рис. 14 Система подэтажного обрушения: технологические схемы послойного торцового выпуска руды с отбойкой наклонными (а) и вертикальными (б) скважинами; формирование потолочины-козырька недозарядом скважин (в)

При послойном торцовом выпуске через торец буро-доставочной выработки для достижения наилучших показателей извлечения руды необходимо соблюдение следующих параметров (рисунок 14) [12]:

Lв = (0,16-0,18)*Нв,

где Lв и Нв - ширина и высота выпускаемых слоев, м.

Величина Дl в рассматриваемых условиях для d = 50-65 мм составляет 0,3-0,5 м, заглубление ковша ПДМ в навал отбитой руды l3 = 0,8-1 м.

Значение коэффициента разрыхления руды в отбитом слое при послойном торцовом выпуске, исходя из оптимальных соотношений потерь и разубоживания руды, составляет 1,28-1,35.



Таблица 1 - Расчетные показатели послойной отбойки руды

Мощность рудного тела, м	Высота отбиваемого слоя руды, м	Толщина отбиваемого слоя руды, м	Ширина отбиваемого слоя руды, м	Диаметр скважин, мм	ЛНС, м
1,5-3,5	7,5	2,2	6	50	1,1-1,2
3,5-5,0	10	2,6	8	56	1,25-1,3
5,0-10,0	15	2,8-3,5	8	65	1,5-1,6

Система подэтажного обрушения с выпуском руды через траншеи принята для отработки рудных тел мощностью m = 1,6-1,7 м с углами падения б = 30-55є в рудах и породах средней устойчивости и неустойчивых.

Блок подготавливается проходкой участкового наклонного съезда, полевого этажного транспортно-доставочного штрека, подэтажных доставочных штреков из наклонного съезда, двух рудоспусков (б = 70-80є) между подэтажами и буровых штреков, соединенных по вертикали с интервалом через 10 м вентиляционными сбойками. Из транспортно-доставочного штрека к рудному телу проходят погрузочные заезды длиной 10 м с интервалом через 10 м по центру выемочной секции.

Блок отрабатывается сплошной выемкой секциями 10 м с опережением верхних этажей по отношению к нижним на ширину секции.

Очистную выемку на подэтажах начинают с проходки в секциях отрезных восстающих и образования отрезных щелей. Рудный массив отбивают в зажиме на обрушенные породы секциями из 2-3-х рядов скважин, перед отбойкой очередной секции производят частичный (до 20-25 %) выпуск отбитой руды для вторичного ее разрыхления. Отбитую руду выпускают через боковые погрузочные заезды из выпускных траншей, оформленных с раскоской под б = 60-70є с прихватом пород с целью уменьшения потерь руды на лежачем боку рудного тела. Раскоску траншеи производят из погрузочного заезда взрывом комплекта веерных скважин.

Система этажного обрушения с послойным площадным выпуском руды принята для отработки рудных тел мощностью m = 1,8-5,0 м с углами падения б = 70-85є в породах средней устойчивости и неустойчивых.

Блок подготавливается проходкой участкового наклонного съезда, полевого этажного транспортно-доставочного штрека и вентиляционно-ходового восстающего. Из транспортно-доставочного штрека в сторону рудного тела по длине блока с интервалом 8 м проходят погрузочные заезды длиной 10 м. из подходных выработок наклонного съезда проходят подэтажные буровые штреки, которые между собой по вертикали с интервалом через 10 м сбивают вентиляционными сбойками.

Очистная выемка начинается с проходки на фланге блока этажного отрезного восстающего с разделкой на него отрезной щели и последующей отбойкой руды из подэтажных буровых штреков. Руду отбивают параллельными или верхними скважинами диаметром 50-65 мм в зависимости от мощности рудного тела

При отработке блока руду отбивают слоями в зажиме на ранее обрушенные породы или отбитую руду и магазинируют на шаг, равный ширине выпускаемого вертикального слоя замагазанированной руды - 16 м. перед отбойкой в зажиме очередного слоя из погрузочного заезда производят частичный (до 25 %) выпуск руды из предыдущего отбитого слоя для вторичного ее разрыхления. Ширина выпускаемого вертикального слоя определена из расчета выпуска отбитой руды через два погрузочных заезда. Опережение отбойки рудного массива верхних подэтажей по отношению к нижним подэтажам равно толщине 2-3-х отбиваемых рядов скважин.

После замагазинирования руды на шаг, равный 1,5 ширине выпускаемого слоя, производят полный выпуск отбитой руды равными порциями из 2 погрузочных заездов.

Во всех вариантах систем разработки при отставании обрушение производится принудительный подрыв налегающих пород комплектом взрывных скважин, пробуренных из нижерасположенных буро-доставочных и буровых штреков с помощью буровых станков типа ЛПУ-3У. длину скважин принимают в зависимости от мощности рудного тела и коэффициента разрыхления обрушенной массы с учетом обеспечения объема обрушенных пород, превышающего в 1,15-1,2 раза объем отбиваемой руды.

Погрузку и доставку руды производят с помощью самоходных погрузочно-доставочных машин (ПДМ) и автосамосвалов. Руду из рудоспусков перегружают в автосамосвалы из установленного под рудоспуском вибропитателя типа ПВУ-3-1,2, на нижнем подэтаже погрузку руды производят самоходной ПДМ непосредственно в автосамосвал.

Проветривание при проходке в блоке подготовительно-нарезных выработок предусматривается вентиляторами местного проветривания. Очистные забои буро-доставочных и буровых штреков в блоках проветривают за счет общешахтной депрессии, используя подэтажные вентиляционные сбойки и эффект диффузии струи свежего воздуха (§ 121 ЕПБ).

Основные расчетные технико-экономические показатели по системам разработки приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные расчетные технико-экономические показатели по системам разработки

Виды потерь и разубоживания руды	Системы с обрушением
	Подэтажное обрушение с послойным торцовым выпуском руды	Подэтажное обрушение с выпуском руды через траншеи	Этажное обрушение с послойным площадным выпуском руды.
Мощность рудных тел, м	(2,5-6,5)/4,5*	(1,6-12,0)/6,5	(1,8-7,0)/4,5
Угол падения рудных тел, градус	55-85	30-55	70-85
Удельный вес, %	21,5	11,0	27,5
Удельный объем подготовительно-нарезных работ на 1000 т подготовительных запасов, м3, в т. ч. По руде По породе	241,0** 152,7 88,4	155,1 67,6 87,5	329,8 156,1 173,7
Производительность труда забойного рабочего, м3/чел./смену на проходке выработок: Горизонтальных Вертикальных На очистной выемке По системе разработки	9-10 3,5-4,0 18,5 12,5	9-10 3,5-4,0 18,0 12,0	9-10 3,5-4,0 25,0 18,5
Потери руды, %	6,5	7,0	7,5
Разубоживание руды, %	17,5	18,5	18,5

Примечание: * - в знаменателе приведено среднее значение мощности рудных тел (mср);

** - все технико-экономические показатели, потери и разубоживания руды приведены из расчета величины mср.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная курсовая работа выполнена в соответствии с заданием.

В результате многочисленных анализов и разработок было доказано, что вскрытие Суздальского месторождения автотранспортными уклонами является эффективным и применяется в настоящее время.

При выполнении работы использовались данные, полученные в Интернете и доступные пользователям, также использовалась учебно-методическая литература.

Материалы представленные в работе обеспечивают представление о Суздальском месторождении золотоносной руды Суздальского рудного поля, ориентируют в трактовке условий их образования, поиска, разведки и оценки.

Глубина характеристики месторождения связана с объемом существующей о ней информации.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Технологический регламент на разработку проекта «Отработка подкарьерных запасов (рудные зоны 1-3, 4) Суздальского золоторудного месторождения подземным способом» (горно-технологическая часть). - Усть-Каменогорск: ВНИИцветмет, 2003. - 130с.

ЕПБ при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. - М.: Недра, 1976. - 224с.

Проект «Суздальский горно-перерабатывающий комплекс». Т 2, кн. 2. - Усть-Каменогорск: Казгипроцветмет, 2003. - 147с.

Корректировка технологической части (подземный рудник) проекта «Суздальский горно-перерабатывающий комплекс». - Усть-Каменогорск: ВНИИцветмет, 2007. - 117с.

Иофин С. Л., Лисовский Г. Д. Разработка свинцово-цинковых месторождений в капиталистических и развивающихся странах. - М.: Недра, 1972. - 232с.

Блюм Е. А., Миронов Е. И. Зарубежный опыт подземной добычи руды с применением комплекса самоходного оборудования. - М.: 1975. - 67с.

Гальперин В. Г. и др. Опыт разработки месторождений на больших глубинах за рубежом. - М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1986. - 52с.

Скоростная откатка//Горное дело и строительство. - 2005. - № 1 - С. 24-26.

Волков И. В., Соколов И. В., Камаев В. Д. Проектные решения по доработке Молодежного месторождения подземным способом//Горный журнал. - 2004. - № 6. - С. 37-40.

Скорняков Ю. Г. Подземная добыча руд комплексами самоходного оборудования. - М.: Недра, 1986. - 230 с.

Егорочкин А. А. Определение рациональных расстояний доставки руды самоходными ПДМ // Пути развития современной науки, техники и технологии: Материалы конф. - Усть-Каменогорск, 2002. - С.33-36

Егорочкин А. А., Иофин С. Л. Методика определения оптимальной толщины отбиваемого слоя руды // Новое в добыче и переработке свинцово-цинкового сырья: Сб. тр. ВНИИцветмета. - Алма-Ата: Наука, 1986. - С. 46-58.

Размещено на Allbest.ru