Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОРГАНИЗАЦИЯ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА ГАЙСКОМ ПОДЗЕМНОМ РУДНИКЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТАВА ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ

Чернухин А.В. Богуславский Э.И. Якупов А.З.
При разработке месторождений подземным способом с закладкой выработанного пространства большое значение имеют физико-механические свойства искусственного массива. От динамики набора прочности твердеющей смеси зависит производительность эксплуатационных блоков и себестоимость добываемой руды. В данной работе оценивается влияние изменения состава закладочной смеси, а именно содержания цемента, на организацию ведения очистных работ. Разработана экономико-математическая модель, критерием которой являлась себестоимость добываемой руды, а переменным фактором – состав закладочного материала. В результате получена графическая зависимость себестоимости руды от содержания цемента М300 в закладочном материале.
Использование закладки на подземных рудниках обусловлено необходимостью поддержания руды и вмещающих пород. Для отработки Гайского месторождения медных руд применяется этажно-камерная система разработки с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Длина очистного блока составляет 80 метров, высота- 80 метров. Блок разбивается на камеры шириной 20 метров, отрабатываемые в 2 стадии. После отработки камеры первой очереди заполняются твердеющей смесью. Для безопасности работ в камерах второй очереди закладочный массив в камерах первой очереди должен набрать нормативную прочность, что существенно осложняет организацию очистных работ и негативно сказывается на себестоимости добычи полезного ископаемого. При нормативной прочности 5МПа срок ее набора закладочным массивом на Гайском подземном руднике составляет 6 месяцев. Для создания оптимальной организации очистных работ необходимо уменьшить время набора искусственным массивом необходимой прочности.

Годовая производственная мощность Гайского рудника в настоящее время составляет 3 млн. тонн. Исходя из необходимости выполнения годовой производительности, можно вычислить необходимое количество очистных блоков, находящихся в эксплуатации. В каждом блоке одновременно отрабатываются по две камеры. Производительность каждой составляет 1400 т/сут. Следовательно, производительность блока, находящегося в процессе очистной выемке, с учетом коэффициента одновременности составит 2300 т/сут. Но между отработкой камер первой и второй очереди необходимо время для набора закладкой нормативной прочности, что существенно снижает среднюю эксплуатационную производительность очистного блока.

Средняя эксплуатационная производительность очистного блока с запасом 980000 т., при времени отработки камеры 180 суток и периода набора прочности закладочным массивом 180 суток снижается с 2300 до 1800 т/сут из-за технологического простоя в блоке, необходимого для безопасной отработки камер второй очереди. При этом количество блоков, необходимых для обеспечения годовой мощности рудника 3 млн. т., при вышеперечисленных параметрах составит 6.

Но искусственный массив в заложенных камерах оказывает влияние на нижележащий горизонт, поэтому для более точного результата была построена планограмма отработки очистных блоков с учетом состояния заложенных камер в пределах одного горизонта, а так же выше- и нижележащего горизонтов (рисунок 1). В результате построения планограммы выяснилось, что при сроке набора прочности закладочным массивом 6 месяцев необходимо держать в эксплуатации 8 очистных блоков. Аналогичные планограммы были построены и для других составов закладочной смеси (таблица 1).

Таблица 1. Составы закладочной смеси на основе гранулированного шлака и цемента

Возраст закладочного массива, сут прочностью 5МПа

Цемент М300 на 1 м3 закладки

Молотой доменный граншлак на 1м3 закладки

Хвосты обогащения на 1 м3 закладки

Вода на 1м3 закладки

Необходимое количество очистных блоков

90

80

250

1360

450

4

120

70

280

1380

460

5

150

60

320

1390

470

6

180

40

360

1400

480

8

t

Для исследования влияния состава закладочной смеси на организацию очистных работ и, как следствие, на себестоимость добываемой руды была разработана экономико-математическая модель (рисунок 2), критерием которой являлась себестоимость добываемой руды, а переменным фактором - состав закладочного материала. На базе этой модели были разработаны алгоритм и компьютерная программа Microsoft EXСEL. Ее реализация позволила определить оптимальное содержание цемента в закладочной смеси 60 кг/м3, что обеспечивает проектное время набора прочности закладкой 150 суток.

В результате исследования вышеуказанного влияния на экономико-математической модели была получена зависимость, из которой видно, что оптимальной является организация очистных работ при использовании состава закладки с содержанием цемента 60 кг/м3.

Блок №1 "Себестоимость руды"

p

Блок №2 "Себестоимость по закладочным работам"

p

Блок №3 "Заработная плата"

 p

Блок №4 "Энергия"

 p

Блок №5 "Аммортизация оборудования"

 p

Блок №6 "Материалы"

 p

Блок №7 "Проходка выработок"

 p

Блок №8 "Поддержание выработок"

p

Рис.2. Экономико-математическая модель оптимизации состава закладочной смеси

p

Рис.3. Зависимость себестоимости добычи одной тонны руды от содержания цемента в закладочном материале

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Едильбаев А. И. Комплексное использование твердых отходов и местных материалов в технологии закладочных работ. М., 2002.
  2. Макаров А. Б. и др. Исследование прочностных и деформационных свойств закладочного массива. // Горный журнал. - М.: Недра, 2001, №5.
  3. Ведяшкин А. С. Аппаратурное определение прочности закладочного массива в шахтных условиях. // Горный журнал. - М.: Недра, 2001, №5.
  4. Ивановский Э. С. Подготовка закладочных смесей на рудниках цветной металлургии. - М., 1981.

Библиографическая ссылка

Чернухин А.В., Богуславский Э.И., Якупов А.З. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА ГАЙСКОМ ПОДЗЕМНОМ РУДНИКЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТАВА ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ // Современные наукоемкие технологии. – 2007. – № 5. – С. 22-27;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24905 (дата обращения: 19.04.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674