Технология размещения пород во внешних отвалах при разработке рудных крутопадающих месторождений

М.Л. Медведев, (ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент, Институт химии и химической технологии СО РАН, г.Красноярск)

 

Выпуск № 5-2011

Журнал Маркшейдерия и Недропользование
 

Процесс отвалообразования в проектной и производственной практике представляется относительно не сложным и мало проблемным. Ему меньше уделяется внимания со стороны научной сферы. В общем объёме исследований по внешнему отвалообразованию основная часть работ посвящена вопросам повышения устойчивости откосов и увеличения высоты яруса отвала. И не безосновательно, эти параметры в значительной мере предопределяют безопасность и эффективность процесса, находятся в достаточно тесной взаимозависимости.

Касательно высоты яруса имеется две принципиальные позиции:

  • оптимальной считается высота, установленная по физико_механическим свойствам пород из условия достаточной устойчивости откоса, то есть соответствует максимально допустимому значению (до 100-150 м);
  • оптимальному значению соответствует минимум издержек на размещение породы в отвале.

В первом случае более высокая экономичность процесса [1-3] зиждется на условии того, что с увеличением высоты яруса уменьшаются площадь нарушаемых земель, расстояние перемещения породы по отвалу, сокращаются затраты на строительство и содержание дорог. Однако как отмечается в [4], увеличение высоты яруса до 60-80 м обусловливает увеличение ширины бермы безопасности до 6-8 м, что без дополнительных технических средств, например, предложенных в [5], практически исключает возможность безопасной разгрузки автосамосвалов под откос, существенно усложняет технологию отвалообразования. Что касается утверждения сокращения расстояния транспортирования породы по отвалу, то оно противоречиво. Его горизонтальная составляющая уменьшится на величину, равную разности заложения откоса яруса, ширины бермы безопасности и проекции съезда высокого и менее высокого яруса. Но увеличиваются наклонная и вертикальная составляющие транспортирования, больше переподъем породы.

Имеются исследования [6,7], представляющие иную зависимость между эффективностью отвалообразования и высотой яруса, обнаруживающие по суммарным затратам на процесс и приведенному грузообороту оптимальное значение параметра в пределах 15-20 м.

В практике применяют размещениепороды в отвале ярусами высотой от 5 до 150 м. В этом разнообразии высот наблюдается три стадии формирования отвала. Изначально – ярусами высотой 15-20 м., затем, из-за плохой управляемости процесса, локально переходят на отсыпку ярусами различной высоты, и в конечном итоге – ярусом высотой, равной высоте отвала. Отмеченная стадийность предопределяется естественной и горнотехнической динамикой горных работ в карьере и на отвале, не способствует достижению их стабильности и эффективности, обоснованных проектом.

Целью настоящей работы являлось изучение динамики горных работ на отвале при открытой разработке рудного крутопадающего месторождения на основе автомобильного транспорта и обоснование технологических решений по повышению их стабильности и эффективности.

По характеру процесса технологическая система размещения породы в отвале весьма динамична, по конструктивному признаку - инерционна. Внесение в неё радикальных изменений в ходе эксплуатации затруднительно, чревато привнесением в организацию и технологию процесса факторов нестабильности, существенным удорожанием работ. Поэтому система заполнения отвальной ёмкости должна строиться с учетом обеспечения стабильности и эффективности процесса.

Оптимальность параметров размещения породы в отвале определяется его формой и способом формирования. Влияние формы и способа на динамику параметров процесса объективно отражается в его энергетической характеристике. Минимуму затрат на размещение породы в отвале соответствует минимуму энергоёмкости процесса.

Отвалы по форме неправильной усеченной пирамиды, неправильного усечённого конуса с основанием неправильных многоугольников, эллипса или круга получили наибольшее распространение в практике разработки рудных месторождений открытым способом, являются характерными для рудников компании «АЛРОСА». Выбор их в качестве объектов исследования представляется естественным.

Ярусность, конструкция и направление перемещения фронта работ – основополагающие признаки способа отвалообразования. Их влияние на эффективность размещения породы в отвале изучено недостаточно и потому является предметом исследования в настоящей работе.

В качестве инструмента изучения динамики и эффективности процесса применялось моделирование размещения породы в отвале. Предварительно были разработаны блочные модели отвалов с основанием неправильных многоугольников и круга, которые несли в себе информацию как в целом по отвалу, так и по каждому отдельному блоку. Это, прежде всего, координаты яруса, его части и блока, а также вместимость блока, расстояние перемещения породы по отвалу, высота подъёма и энергетический показатель доставки породы в блок.

В моделируемом процессе технический комплекс был представлен автосамосвалами БелАЗ-7512 и бульдозерами ДЗ-118. Качество дорог выражено основным удельным сопротивлением движению автосамосвала в диапазоне 30-70 Н/кН. Условие сопоставимости результатов обеспечивалось равенством объёмов породы в отвале и одинаковым числом ярусов, которое варьировалось от 1 до 3, при высоте отвала 60 м.

Читать далее

© М.П. Медведев,  "Маркшейдерия и недропользование" № 5 - 2011г.

 
 
 

Новости Компаний