Обоснование экологически чистой малоотходной технологии разработки сближенных жил

Актуальность работы.

В последние годы в области разработки жильных месторождений происходит заметный процесс совершенствования технологии горных работ. Развитие технологии добычи происходит на новой технической базе при наличии малогабаритных буровых кареток с гидравлическими перфораторами, погрузочно-транспортных машин с емкостью ковшей менее 0,5 м, высокопроизводительных агрегатов для бурения восстающих, новых средств инициирования зарядов ВВ (типа «Нонель»), пневмобаллонных крепей для очистных выработок, рентгенорадиометрических средств контроля качества руд и сепарации рудной массы и др.

Все это предопределяет изменения в технологии и в показателях добычных работ: повысились темпы горных работ, увеличилась производительность рудников по рудной массе, снизились требования кондиции и, как следствие, в эксплуатацию стали вовлекать руды с содержанием золота менее 1 г/т.

Одновременно стали более заметны и другие тенденциисокращение номенклатуры систем разработки с практически полным отказом от селективной выемки, увеличение параметров горных работ, повышение их концентрации, увеличение общего объема горной массы и, соответственно, объемов горного и обогатительного производств, что влечёт за собой усиление нагрузки на природную среду.

Золотодобычу в современных условиях начинают во многих районах мира с относительно благополучной экологической обстановкой с богатой флорой и фауной (например, в России это районы Камчатки и Карякии, в Нигере развитый сельскохозяйственный регион Липтако-Гурма, и т. д.). Для этих районов жизненно важно сохранение экологии в ее первоначальном виде и при наличии горного и перерабатывающих производств.

Поэтому весьма актуальной является проблема создания технологий разработки, в частности, жильных золоторудных месторождений, которые обеспечивали бы, наряду с прочими 5 высокими показателями, высокоэффективное использование запасов недр при максимальном сохранении окружающей среды.

Цель работы — научное и инженерное обоснование технологии и параметров разработки жильных золоторудных месторождений на основе установления зависимостей результатов предконцентрации и взрывоселекции, позволяющих существенно повысить показатели горного и перерабатывающего производств при рациональном использовании запасов недр и максимальном сохранении природной среды.

Идея работы — создание технологии добычи с выборочной выемкой сближенных жил и подземной предконцентрацией рудной массы, с полной утилизацией в выработанном пространстве отходов, возникающих при добыче и переработке руды.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна: новый вариант технологии разработки сближенных жил с выборочной выемкой, взрывоселекцией, призабойной предконцентрацией рудной массы и с закладкой выработанного пространства отходами производствапоправочный коэффициент к расчету вектора начальной скорости полета пород при взрывоселекции, который зависит от массы заряда ВВ и величины линии сопротивления для условий разработки жильных месторождений в пределах ширины забоя 1,8.3,6 мзависимости выхода отходов предконцентрации от относительного изменения содержания металла в рудной массе и в предконцентрате имеют экспоненциальную форму, кривизна которой определяется значениями коэффициента предконцентрации.

Достоверность научных положений" выводов и рекомендаций диссертации подтверждается анализом опыта ведущих горных предприятий России, стран СНГ и дальнего зарубежья, а также достаточным для статистической обработки объемом исследований, удовлетворительной сходимостью результатов аналитических изысканий с данными производственных экспериментов (погрешность не превышает 15%).

Научное значение работы заключается в теоретическом обосновании эффекта взрывоселекции, установлении значений поправочного коэффициента для расчета зарядов ВВ при отбойке в торцевом забое, выявлении взаимосвязей между показателями предконцентрации рудной массы в призабойном пространстве.

Практическое значение работы состоит в создании варианта технологии разработки сближенных жил с раздельной выемкой руды и породы, с внутризабойной предконцентрацией рудной массы и закладкой выработанного пространства отходами предконцентрации, сокращающей выдачу на поверхность шахты пустых пород, что позволяет значительно улучшить показатели переработки, увеличить извлечение металла и его выход, снизить количество отходов обогащения. Все это положительно повлияет на состояние природной среды, уменьшит запросы горного производства в отношении земельных, водных и воздушных ресурсов и в целом снизит экологическую нагрузку в регионев разработке методов взрывоселекции, обеспечивающих лучшие условия для раздельной выемки руды и пустых пород при высоком темпе горных работ.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанная в диссертации методология и предложенная технология разработки сближенных жил используются в учебном процессе МГТУ. Для условий рудника «8агтга» предложен комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей производства.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на научных семинарах кафедры «Технология подземной разработки руд» Московского 7 государственного горного университета в 1998;1999 гна конференции, посвященной «Неделе горняка» в 1998;1999 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 2 статьи.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Ломоносову Г. Г. за консультации по выполнению исследований.

Выводы по главе IV;

1. Параметры очистного блока при раздельной разработке сближенных жил с предконцентрацией рудной массы устанавливаются исходя из условия эффективного использования микро ПТМ и разделительной установки с соблюдением правил безопасности при работе в тупиковых забоях.

2. Параметры технологической системы призабойной предконцентрации должны выбираться во взаимосвязи с параметрами основных производственных процессовотбойки, доставки и закладочных работ.

3. За счет обходов призабойной предконцентрации возможно заполнение до 60- 70% пустот выработанного.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной для горнорудной промышленности научной и технической задачи — обоснования малоотходной технологии разработки сближенных золотосодержащих жил, обеспечивающей существенное повышение показателей горных работ при снижении нагрузки на природную среду.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлены мировые тенденции в современном развитии техники и технологии разработки жильных месторождений. Основные направления этого развития за последние 10−15 лет определяются интенсивной индустриальной технологией разработки жил, что повлекло за собой практически полный переход на массовую валовую разработку и, соответственно, отказ от селективных методов. В результате значительно возросли объемы горных работ, увеличились как количество пустых пород, выдаваемых из шахт, так и объемы отходов от переработки руд, что влечет за собой рост площадей под отвалами и хвостохранилищами.

2. Темпы углубления при разработке золоторудных жил самые высокие. Глубины горных работ свыше 1500 м становятся нормальными, а несколько рудников (ЮАР, Индии) превысили 3−3,5 — тысячные отметки. Все это делает весьма актуальными не только технические и технологические, но и экологические проблемы.

3. Большинство жильных месторождений представлено сближенными рудными телами, разработка которых обычно осуществляется едиными блоками валовым способом при объединении этих жил вместе с вмещаемыми породами в общие штокверки. Создание технологии селективной разработки сближенных жил с применением индустриальных методов обусловит снижение отходов как на самих горнодобывающих, так и на перерабатывающих руду предприятиях.

4. В современных условиях наиболее перспективными с позиции общей экономической эффективности, с учетом экологических последствий, являются технологии разработки.

131 руд, обеспечивающие минимальную выдачу на поверхность рудной массы за счет ее предконцентрации внутри рудника. Это, в свою очередь, снижает непроизводительные затраты на перемещение породной части до обогатительных фабрик и повышает, за счет лучшего качества руды, показатели переработки, в том числе, снижает количество отходов.

5. Первый, строящийся в Нигере рудник «Батна», располагается в центре важного для страны сельскохозяйственного района. Поэтому весьма важно, чтобы создание и эксплуатация этого рудника не сопровождались традиционным изъятием больших площадей земельных ресурсов и ухудшением экологической обстановки в районе.

6. В результате изучения экономоко-географического состояния района, где находится объект исследования, и современных возможностей техники и технологии горного производства выработаны требования к технологии разработки месторождения «Батка», которые могут быть использованы и на других вновь осваиваемых месторождениях. Эти требования должны базироваться на новых критериях оценки эффективности технологии добычи, представляющих собой количество добытого из недр и извлеченного из руды металла с единицы суммарной производственной площади горного и обогатительного производств, а также себестоимость металла с учетом затрат на природоохранные мероприятия. Предлагаемые в диссертации показатели металлоносности и объема извлечения металла с единицы производственной мощности должны стать основой такой оценки.

7. Предложена новая технология разработки сближенных жилообразных рудных тел, включающая в себя селективную добычу руды с последующей ее предконцентрацией вблизи от забоя и закладкой выработанного пространства главным образом продуктами отходов предконцентрации. Этот закладочный материал будет содержать некоторое незначительное количество металла, который не следует считать потерянным, так как, в принципе, возможна в будущем повторная его переработка в массиве методами кучного выщелачивания или путем вторичной отработки.

8. Одним из основных технологических процессов очистной выемки в предлагаемой технологии является отбойка,.

132 которая должна обеспечить условия для селективной выемки и для работы по предконцентрации рудной массы без ее дополнительной подготовки (то есть без отливки и калибровки кусков породы). Эффективным способом отбойки в этих условиях является взрывоселекция при шпуровом взрывании зарядов ВВ. В диссертации исследованы условия эффективного осуществления взрывоселекции и разработаны соответствующие схемы отбойки в тупиковых очистных зонах.

9. Основным показателем, характеризующим техническую целесообразность применения предконцентрации, является контрастность рудной массы. Опыт российских предприятий, где проводились испытания рентгенорадиометрических сепараторов, показывает, что золоторудная масса обладает достаточно высокой контрастностью, что позволяет прогнозировать положительные результаты технологии с предконцентрацией.

10. На основании анализа кривых контрастности и достигнутых результатов производственных экспериментов можно ожидать, что с применением новой технологии добычи на золоторудном месторождении «Башка» содержание металла в добытой рудной массе в идеальных условиях может повыситься не менее чем в 13 раз, с оставлением в выработанном пространстве до 80% пустых пород. Реальные показатели будут зависеть от качества проекта и его осуществления, но вполне реально оставление в руднике 50.60% отходов.

11. Общая экономическая эффективность от внедрения предложенной технологии добычи достигается за счет: сокращения непроизводительных затрат на транспортирование породной части рудной массыповышения извлечения и выхода товарного золотаснижения земельных площадей, отводимых под отвалы и хвостохранилища и коммуникации к ним, а также за счет сохранения большой части сельскохозяйственного производственного комплекса региона и уменьшения вредного воздействия на растительный и животный мир.