Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Технологии извлечения руды механизированными комплексами

В.Н. Власов, В.И. Клишин, Т.М. Тарасик

Институт горного дела СО РАН
630091, г.Новосибирск, Красный проспект, 54
tatyana@misd.nsc.ru 

 Основным критерием оценки добычи полезного ископаемого в XXI веке будет извлечение руды из недр без потерь и разубоживания. Для реализации этого нужны новые технические решения. Средства на их разработку и внедрение могут быть найдены при изменении законодательства об охране недр. 

В настоящее время при добыче руды в недрах остается 12-16 % запасов, вместе с тем, на каждые десять тонн извлеченного минерала на поверхность поднимают до двух и более тонн породы, которая загрязняет окружающую среду вокруг горного предприятия. Экономический ущерб от такой работы горнодобывающей промышленности значителен.Необходимо, чтобы предприятия, разрабатывающие месторождение, возмещали убытки государству за потерянную в недрах руду и разубоживание ее породой, и эти средства, например, в виде госконтрактов, направлялись на создание новых машин и технологий, обеспечивающих повышение качества извлечения руды.  

Самой производительной технологией, для подземной добычи руды из мощных  месторождений, является система с обрушением и выпуском руды под покрывающими породами, при этом потери достигают 12 – 15 %, а разубоживание до 30 %.

В Институте горного дела СО РАН предложен ряд технических решений по разработке рудных месторождений с выпуском отбитой руды под покрывающими породами для системы этажного и подэтажного обрушения, позволяющих снизить потери и разубоживание руды в 2 – 5 раз и, по этим показателям, приблизиться к системам, использующим твердеющую закладку выработанного пространства. 

Сущность технического решения. В днище блока выпускные отверстия располагают на таком расстоянии, чтобы зоны потоков руды, образующиеся при выпуске, пересекались на высоте 3-7 метров. В выпускные отверстия днищ блоков монтируют вибропитатели для выпуска руды на транспортную выработку, объем которых является дозой руды одновременного выпуска. Выпуск ведут одновременным включением в работу всех вибропитателей в блоке (5 – 10 штук и более) на 1-2 минуты, в течение которых заполняются объемы транспортной выработки под каждым вибропитателем. Далее отгружают выпущенную руду из транспортной выработки погрузочно-доставочными машинами. При одновременной работе вибропитателей в обрушенной руде образуется единый поток, сечением равным площади блока.  Единый поток создает плавное перемещение руды без перемешивания с покрывающими породами, а подбором количества одновременно работающих питателей обеспечиваются вертикальные стенки потока, что исключает разубоживание. Кроме того, используя указанный принцип, предложен способ для извлечения потерянной руды из недр на отработанных ранее месторождениях системами с обрушением.

Для месторождений с неустойчивыми рудами целесообразно использовать технологии и способы с поддержанием выработок и рабочего пространства очистного забоя. Предложены технологии щитовой разработки месторождений, позволяющие обеспечить полную выемку руды. Они основаны на классической щитовой технологии, разработанной и научно обоснованной в ИГД СО РАН и получившей широкое применение при отработке мощных крутых угольных и вертикально залегающих рудных тел в Кузбассе и на Урале. Технология высоко экономична и адаптивна к сложным горно-геологическим условиям, что оказалось до настоящего времени не превзойденным. В месте с тем большое количество эндогенных пожаров, вследствие потерь угля отражают ее негативную сторону. 

Предложены следующие схемы. Месторождение по вертикали делят на этажи, которые в свою очередь разделяют на щитовые столбы, по торцам которых в пустых породах проходят рудоспуски и вентиляционно-ходовые восстающие. Добычу руды под щитом ведут траншеей с использованием комбайна и транспоровкой ее до рудоспуска через сбойки. При выемке траншеи оставляют целики для поддержания щитов. Выемку целиков ведут в зависимости от способа посадки щитов «броском» или «волной». При разработке месторождений на большой глубине целесообразно использовать механизированный комплекс с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой в виде жестких бетонных смесей, или заполнение его дробленной горной породой определенного гранулометрического состава, с последующим инъектированием заложенного массива. Отработку ведут в восходящем порядке, обеспечивая при этом полноту извлечения руды и безопасность ведения очистных работ. Предлагаемые технические решения позволяют осуществить добычу рудных месторождений с минимально возможными потерями и разубоживанием, а при использовании щитовой системы разработки обеспечить полную выемку чистой руды.