Вскрытие и подготовка рудных месторождений. Курс лекций / сост. Ю.Л.Минаев

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт

имени Г.В.Плеханова (технический университет)

Кафедра разработки месторождений подземным способом

Ю.Л.Минаев

ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Конспект лекций

Санкт-петербург

2001

УДК 622.272 (075.84)

Вскрытие и подготовка рудных месторождений. Курс лекций / Санкт-Петербургский горный институт. Сост. Ю.Л. Минаев, СПб, 2001.

Изложены основные принципы вскрытия и подготовки рудных месторождений при подземной их разработке.

Курс лекций  предназначен для студентов специализации 090202 «Подземная разработка рудных месторождений» специальности 090200 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».

ВВЕДЕНИЕ

Целью дисциплины является изучение технических решений, принимаемых при вскрытии и подготовке месторождений при подземной добыче руд. Предмет, назначение и содержание основных разделов курса.

В результате изучения курса должны быть:

■  приобретены знания принципов конструирования сети горных выработок на стадиях вскрытия и подготовки месторождения, методов оценки технологических схем в конкретных условиях разработки месторождения;

■  выработаны навыки конструирования сети горных выработок на стадиях вскрытия и подготовки месторождения, составления календарного плана их проведения , технико-экономической оценки и выбора рациональной схемы вскрытия и подготовки для конкретных горно-геологических условий разработки.

1.  ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗРАБОТКИ

РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Выбор схемы вскрытия рудничного поля является одной из основных и наиболее сложных проблем при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. Доля капитальных затрат, связанных со вскрытием,  составляет 50 - 60 % от общей суммы капитальных инвестиций в строительство рудника. Неверно выбранная схема вскрытия является одной из основных причин низкой рентабельности рудника ( пример: вскрытие железорудного месторождения в Кривом Роге (Украина) на руднике им. Дзержинского Ф.Э. стволом «Гигант», который попал в зону сдвижения пород висячего бока, в результате чего пришлось проходить новый ствол «Гигант-глубокая» на руднике Морро-Вельхо ( Бразилия), разрабатывающее золотоносную жилу на глубине более 3000 м, была принята 7-ступенчатая схема; предприятие вынуждено было изменить схему вскрытия, заменив первые три ступени ( до глубины 1350 м ) одной ступенью).  На Канадском руднике «Крейтон» прошли новый ствол глубиной 2175 м вместо трёх ранее пройденных ступеней.

Проектирование схем вскрытия для вновь строящихся предприятий должно исходить из условия обеспечения разработки месторождения до глубины утверждённых запасов по категориям А+В+С₁, а для существующих рудников – до глубины проектируемого горизонта (НТП, 1993, п. 4.8.1.)

Решение вопросов вскрытия рассматривается в следующих случаях:

■  вскрытие нового месторождения;

■  реконструкция действующего рудника, как правила вскрытие глубоких горизонтов;

■  совместная отработка месторождения открытым и подземным способами;

■  переход с открытых работ на подземный способ разработки.

Размеры шахтного поля.

Оптимальный размер шахтного поля определяется методом вариантов по минимуму приведенных затрат, приходящихся на 1 т промышленных запасов руд в шахтном поле.

В большинстве случаев размеры рудничного (шахтного) поля принимаются в соответствии с параметрами месторождений. Обычно они изменяются от 300 – 500 м до 1,5 – 2 км. Большие по размерам месторождения разрабатываются несколькими рудниками ( Норильск, Джезказган, Сторобинское и Верхнекамское калийные месторождения, медно-никелевое месторождение Каула-Котсельваара) и тогда размеры шахтных полей принимаются равными 1,5 – 3,5 км и более. Длина рудничного поля шахты «Яковлевская» в КМА мощностью 20 млн. т / год принята 5,6 км.

ГОДОВАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РУДНИКА

Производственная мощность вновь проектируемого горнорудного предприятия обычно устанавливается заданием на проектирование исходя из плана развития отрасли и тогда задачей проектировщика является проверка условий, обеспечивающих её выполнение.

Для круто-наклонных рудных тел годовая производственная мощность рудника (А _ГОД) определяется исходя из годового понижения горных работ

           А _ГОД = i * S _Р.Т. *  ρ _р *  К _И * К _У * К _М / ( 1 – Р _Р ) , т / год

где:

К _У – поправочный коэффициент на угол падения рудного тела

Годовое понижение горных работ зависит от горизонтальной мощности рудного тела, длины рудного тела по простиранию и принятой системы разработки.

Если годовая производственная мощность рудника задана, то производится расчёт годового понижения горных работ по формуле

i = А _ГОД * ( 1 – Р _Р ) / S _Р.Т. *  ρ _р *  К _Р * К _У * К _М, м/год

Рассчитанная величина годового понижения работ проверяется по вышеприведенным табличным данным.

При разработке пологих и горизонтальных залежей годовая производственная мощность рудника определяется исходя из числа действующих блоков, очистных забоев и производительности забоя по рудной массе (Р _ЗАБ ).

Зная годовую производственную мощность рудника, определяют срок существования горного предприятия  ( Т ) по формуле

Т = Т _РАСЧ + Т _ДОП,    лет
 где:  Т _РАСЧ – расчётный срок эксплуатации месторождения, лет

    Т_ДОП – период развития и затухания горных работ на руднике (5-8 лет )

                 Трасч = Q_Р.ПРОМ * К _Р /А _ГОД * ( 1 – Р _р ), лет

где Q_Р.ПРОМ – промышленный запас руды в месторождении, т

Согласно «Нормам технологического проектирования» продолжительность существования рудника, не имеющего в своём составе обогатительной фабрики, в зависимости от его годовой производительности должна быть следующей:

Если рудник входит в состав горно-обогатительного комбината или другой производственной единицы, срок его существования следует увеличить на 20 – 30 %.

2. ВСКРЫТИЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

Проведение выработок, открывающих доступ к месторождению подземными горными выработками с поверхности земли называется вскрытием месторождения. Вскрывающими выработками имеют длительный срок службы, их проходят с креплением и они относятся к капитальным.

1. вертикальные и наклонные стволы ( в том числе слепые),

2. шурфы,

3. штольни,

  4. выработки околоствольных дворов,

  5. комплексы подземного дробления и загрузки скипов или конвейеров,

10. наклонные съезды (уклоны),  соединяющие откаточные горизонты                  при вскрытии концентрационными горизонтами,

13. производственно-хозяйственные камеры,