Влияние горнотехнических факторов на технико-экономические показатели отработки подкарьерного этажа под породной подушкой в условиях железорудных месторождений

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  
УДК 622.272 DOI: 10.21440/0536-1028-2021-8-5-14


Download

 

 

Актуальность темы. В настоящее время при переходе от открытых горных работ к подземным на железорудных месторождениях наибольшее распространение получил вариант системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды. Данная технология имеет существенные недостатки – низкие показатели извлечения руды из недр и увеличенные эксплуатационные затраты на подготовительно-нарезные и очистные работы. Разработка альтернативной технологии отработки подкарьерного этажа, обеспечивающей повышение показателей извлечения и интенсивности выпуска руды из блока и снижение себестоимости основных технологических процессов в условиях наличия внутреннего отвала на дне карьера, используемого в качестве породной подушки, является актуальной научно-технической задачей.
Цель работы. Исследование влияния горнотехнических факторов на технико-экономические показатели отличных друг от друга технологий отработки подкарьерного этажа под породной подушкой в условиях железорудных месторождений.
Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий изыскание и конструирование рационального варианта технологии, экономико-математическое моделирование и технико-экономическое сравнение.
Анализ результатов. Установлены зависимости основных технико-экономических показателей (потери и разубоживание, удельный объем подготовительно-нарезных работ, производительность труда и удельные эксплуатационные затраты по технологическим процессам) от высоты подкарьерного этажа в интервале от 40 до 100 м и производственной мощности шахты в интервале от 0,8 до 2,4 млн т руды в год. Определено, что эксплуатационные затраты на добычу руды имеют минимальное значение при высоте подкарьерного этажа 80 м и производственной мощности 1,6 млн т руды в год, которые и являются оптимальными для предприятия в переходный период.
Выводы. Обоснована технология этажно-камерной выемки с последующей отработкой междукамерного целика системой этажного принудительного обрушения, обеспечивающая большую эффективность по сравнению с традиционным вариантом подэтажного обрушения.

Ключевые слова: железорудное месторождение; переходная зона; породная подушка; система разработки; горнотехнические факторы; показатели извлечения; технико-экономические показатели.

Исследования выполнены в рамках государственного задания № 075-00581-19-00. Тема № 0405- 2019-0005.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Никитин И. В. Научные аспекты выбора
геотехнологической стратегии освоения переходных зон при комбинированной разработке рудных
месторождений // Проблемы недропользования. 2020. № 1(24). С. 11–17. DOI 10.25635/2313-
1586.2020.01.011
2. Каплунов Д. Р., Лейзерович С. Г., Томаев В. К., Сидорчук В. В. О дальнейшем развитии
горных работ в бассейне КМА // Горный журнал. 2011. № 10. С. 44–49.
3. Калмыков В. Н., Гавришев С. Е., Бурмистров К. В., Гоготин А. А., Петрова О. В., Томилина Н. Г.
Обоснование рациональных вариантов перехода с открытого на подземный способ разработки
месторождения «Малый Куйбас» // ГИАБ. 2013. № 4. С. 132–139.
4. Голик В. И., Полухин О. Н. Использование минерально-сырьевой базы КМА в условиях
экологизации общества // Проблемы региональной экологии. 2013. № 4. С. 45–49.
5. Саканцев Г. Г. Внутреннее отвалообразование на глубоких рудных карьерах. Екатеринбург:
УрО РАН, 2008. 225 с.
6. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Никитин И. В., Тишков М. В. Обоснование
толщины предохранительной подушки при отработке подкарьерных запасов трубки «Удачная»
системами с обрушением // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.
2018. № 2. С. 52–62. DOI: 10.15372/FTPRPI20180207
7. Лобанов Е. А., Еременко А. А. Разработка подкарьерных рудных запасов месторождения
Олений ручей // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 4(146).
С. 86–95. DOI: 10.26730/1999-4125-2021-4-86-95
8. Неверов С. А., Конурин А. И., Шапошник Ю. Н. Безопасность очистных работ при подэтажной
выемке с обрушением в тектонически напряженных массивах // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2021. Т. 2.
№ 3. С. 311–321. DOI: 10.33764/2618-981X-2021-2-3-311-321
9. Шамиев Ж. Б., Алибаев А. П. Технология комбинированной разработки подкарьерных
запасов системой подэтажного обрушения с секционной отбойкой и торцевым выпуском руды через
щель // Современные проблемы механики сплошных сред. 2010. № 12. С. 62–70.
10. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Никитин И. В., Барановский К. В. Подземная
геотехнология при комбинированной разработке мощного железорудного месторождения //
Известия вузов. Горный журнал. 2014. № 7. С. 25–32.
11. Мажитов А. М. Оценка степени техногенного преобразования участка недр при разработке
месторождения с обрушением руды и вмещающих пород в восходящем порядке // Горная
промышленность. 2021. № 4. С. 113–118. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-4-113-118
12. Lovitt M. Evolution of sublevel caving – safety improvement through technology // The AusIMM
Bulletin. 2016. April. P. 82–85
13. Quinteiro C. Design of a new layout for sublevel caving at depth // Proceedings of the Fourth
International Symposium on Block and Sublevel Caving, Australian Centre for Geomechanics, Perth.
2018. P. 433–442. URL: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_33_Quinteiro
14. Mijalkovski S., Despodov Z., Mirakovski D., Adjiski V. Methodology for optimization of
coefficient for ore recovery in sublevel caving mining method // Podzemni Radovi. 2017. No. 30. P. 19–27.
DOI: 10.5937/podrad1730019S
15. Савич И. Н., Мустафин В. И. Перспективы применения и обоснование проектных решений
при этажном и подэтажном торцевом выпуске руды // ГИАБ. 2015. № S1. С. 419–429.
16. Pourrahimian Y., Askari Nasab H., Tannant D. A multi-step approach for block-cave production
scheduling optimization // International Journal of Mining Science and Technology. 2013. Vol. 23.
P. 739–750. DOI: 10.1016/j.ijmst.2013.08.019
17. Afum B. O., Ben-Awuah E. A review of models and algorithms for surface-underground mining
options and transitions optimization: some lessons learnt and the way forward // Mining. 2021. Vol. 1.
P. 112–134. https://doi.org/10.3390/mining1010008
18. MacNeil J. A. L., Dimitrakopoulos R. G. A stochastic optimization formulation for the transition
from open pit to underground mining // Optimization and Engineering. 2017. No. 18. Р. 793–813. DOI:
10.1007/s11081-017-9361-6
19. Whittle D., Brazil M., Grossman P., Rubinstein H., Thomas D. Combined optimisation of an
open-pit mine outline and the transition depth to underground mining // European Journal of Operational
Research. 2018. Vol. 268(2). P. 624–634. DOI: 10.1016/j.ejor.2018.02.005
20. King B., Goycoolea М., Newman A. Optimizing the open pit-to-underground mining transition //
European Journal of Operational Research. 2017. Vol. 257. No. 1. P. 297–309.
21. Dagdelen K., Traore I. Open pit transition depth determination through global analysis of open
pit and underground mine production scheduling // Advances in Applied Strategic Mine Planning. 2018.
P. 287–296. DOI: 10.1007/978-3-319-69320-0_19
22. Soltani A., Osanloo M. Semi-symmetrical production scheduling of an orebody for optimizing
the depth of transitioning from open pit to block caving. Resources Policy. 2020. Vol. 68. DOI: 10.1016/j.
resourpol.2020.101700

Язык сайта

Мы индексируемся в: