null;doc

ВЕСТНИК ГИУА. СЕРИЯ ‘‘МЕТАЛЛУРГИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ’’. 2014. Вып. 17, №1
УДК 622.274
ОБОСНОВАНИЕ ГРАНИЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ВСКРЫШИ ПРИ
ОСВОЕНИИ СОТКСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
А.Г. Оганесян, А.Т. Багдасарян
Государственный инженерный университет Армении (Политехник)
Обоснован граничный коэффициент вскрыши для условий одного из сложных месторождений Армении – Соткского золоторудного месторождения, которое разрабатывается комбинированным открыто-подземным способом.
Ключевые слова: месторождение, карьер, граничный коэффициент вскрыши, комбинированный способ разработки.
Введение. Соткское золоторудное месторождение представлено крутопадающими весьма мощными жильными зонами и оруденелыми дайками, а также
тонкими жилами и жилообразными телами [1]. Месторождение характеризуется
весьма сложными горно-геологическими и горно-техническими условиями
подземной разработки: в основном отсутствуют четкие контакты рудных тел с
боковыми породами; морфометрические параметры и распределение полезных
компонентов очень изменчивы и неравномерны - коэффициент вариации
содержаний отдельных полезных компонентов составляет 100…150%; оруденение по простиранию, мощности и падению прерывистое - коэффициенты рудоносности по разным рудным телам колеблются от 0,6 до 0,9; характерна блоковая структура, обусловленная широким распространением тектонических нарушений; руда и вмещающие породы преимущественно неустойчивы и склонны к
слеживанию; рудные тела имеют значительную глубину залегания, что обусловливает необходимость использования комбинированного открыто-подземного
способа разработки и др.
Рис. Схема комбинированного открыто-подземного способа разработки
75
Месторождение разрабатывалось и будет в дальнейшем разрабатываться
комбинированным открыто-подземным способом (см. рис. 1). Производственная
мощность рудника составляет 1,0 млн т/год.
В течение ближайших 10…15 лет эксплуатацию Соткского месторождения
намечено производить исключительно карьером, дно которого в конечном положении находится на горизонте 2035 м. Главные геометрические параметры
карьера составляют: длина - около 1550 м, ширина – 280…950 м, максимальная
глубина - 450 м, средний коэффициент вскрыши – Кср=16,6 т/т, а контурный
коэффициент вскрыши принят примерно Ккон=32 т/т. В настоящее время дно
карьера находится примерно на уровне горизонта 2265 м.
Для ответа на вопрос о рациональности вышеотмеченных принятых параметров Соткского карьера необходимо обосновать границу между открытыми и
подземными горными работами, что представляет собой одну из важных задач
горной науки.
Решение этой задачи осуществляется с помощью граничного коэффициента
вскрыши Кгр.
Методы исследования. Задаче обоснования граничного коэффициента
вскрыши Кгр посвящено много исследований, из которых наиболее обоснованной представляется методика проф. Ю.А. Агабаляна [2]. При этом Ю. Агабалян
решает эту задачу для двух возможных случаев:
1) разработку месторождения целесообразно осуществлять только открытым способом;
2) экономически
целесообразно
осуществлять
комбинированную
открыто-подземную разработку месторождения.
Формулы по определению граничного коэффициента вскрыши для первого
случая имеют вид [2, 3]
К гр1  aфb1 – b2 ,
(1)
b1=
b2 =
Ц к К ко
,
(βк -θ)Зв
З
Цкθ
+ дп ,
(βк -θ)Зв Зв
(2)
(3)
где αф – фактическое содержание полезного компонента в недрах, г/т; Цк – цена
1 т концентрата, долл. США/т; Кко – коэффициент изменения качества руды при
открытом способе добычи, доли единицы; βк – содержание полезного компонента в концентрате, г/т; θ – содержание полезного компонента в хвостах обогащения, г/т; З'в – пропорциональная часть себестоимости удаления 1 т вскрыши,
долл. США/т; З'дп – пропорциональная часть себестоимости добычи (без вскрыши) и переработки 1 т руды, долл. США/т.
76
Формулы по определению граничного коэффициента вскрыши при комбинированном способе разработки (второй случай) имеют следующий вид [2, 3]:
К гр2  aфd1  d2 ,
(4)
d1=
 Кно – К нп 
К но
b1 ,
(5)

a
К
Здо
θ 
,
(6)
d 2 =  min п нп –
 b1 К но 
Зв
 К но
где Кно и Кнп – коэффициенты извлечения руды из недр при открытом и подземном способах разработки соответственно, доли единицы; αmin п – минимальное
промышленное содержание полезного компонента при подземном способе разработки, г/т.
Зависимость содержания полезного компонента в хвостах обогащения от
его содержания в руде хорошо аппроксимируется уравнением прямой [2]
(7)
  ад  b ,
где αд – содержание полезного компонента в добытой руде (αд=αКк,), г/т; а и b постоянные численные коэффициенты при переработке данных руд.
При производстве сплава Доре, который является конечным продуктом
Араратской золотоизвлекательной фабрики, минимальное промышленное содержание золота при подземном способе разработки αmin п определяется по формуле
αmin п =
Д min п +bцг
,
цг (1– а)К кп
(8)
где Дmin п – денежное выражение минимального промышленного содержания золота при подземном способе разработки, долл. США/т; цг – цена 1 г золота в
сплаве Доре, долл. США/г; Ккп - коэффициент изменения качества руды при
подземном способе добычи, доли единицы.
В работе [3] показано, что при получении сплава Доре извлекаемая ценность 1 т руды по золоту определяется по формуле
И ц  д ц г , долл. США/т,
(9)
а коэффициент извлечения золота ε (доли единицы) в сплав Доре:

,
Кк
где Кк - коэффициент изменения качества руды, доли единицы.
 1 
77
(10)
Технико-технологические характеристики освоения Соткского золоторудного месторождения
Добыча руды при открытом способе разработки. Исходя из элементов залегания рудных тел, рельефа поверхности и типа используемого горно-транспортного оборудования, принята углубочно-продольная двубортная система
разработки с внешним отвалообразованием [4].
Вскрытие добычных уступов осуществляется системой наклонных траншей.
Для обеспечения сравнительно высоких качественно-количественных показателей добычи руды при мощностях рудных тел до 3 м предусматривается
выемку руды производить подуступами высотой 5 м, а при мощностях рудных
тел более 3 м – уступами высотой 10 м. Угол наклона рабочих добычных уступов и подуступов составляет 750, ширина рабочей площадки – 35…45 м.
Подготовка руды и вскрышных пород к выемке осуществляется буровзрывными работами. Бурение добычных уступов выполняется буровым станком марки Atlas Copco F-9. Диаметр скважины составляет 102 мм. В качестве взрывчатого вещества (ВВ) используется игданит.
Разубоживание руды составляет 15% (Кко = 0,85), а потери - 3% (Кно = 0,97).
Высота вскрышных уступов составляет 10 м. Для бурения вскрышных уступов целесообразно использовать станки марки 2СБШ-250 МН, которые
позволяют бурить скважины диаметром 215 мм.
Погрузка отбитой руды производится гидравлическим экскаватором марки
Catterpillar-385 (емкость ковша 2,8 м3). Транспортирование руды до временного
склада осуществляется автосамосвалом марки БелАЗ-7523 грузоподъемностью
42 т. Дальность транспортировки составляет 7,5 км.
Погрузка вскрышных пород производится гидравлическим экскаватором
марки RH-90 BUCARYS, емкость ковша которого составляет 10,0 м3. Транспортировка вскрышных пород во внешний отвал осуществляется автосамосвалом
марки БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т. Дальность транспортировки
вскрышных пород составляет 1,3 км.
При погрузочных работах используется колесный бульдозер марки ЧЕТРА
ТК-25.
Отвалообразование осуществляется бульдозерным способом с помощью
гусеничного бульдозера марки Catterpillar D-10.
Добыча руды при подземном способе разработки. Вскрытие рудных тел за
пределами конечных контуров карьера предусматривается осуществлять комбинированным способом: до горизонта 2180 м - штольнями, а ниже 2180 м - уклонами (см. рис.).
78
Горно-геологические и горно-технические условия рассматриваемого месторождения позволяют отобрать нижеследующие технически применимые системы разработки:
1. Система разработки с нисходящей слоевой выемкой с железобетонным
ограждающим межслоевым перекрытием.
2. Система нисходящей слоевой выемки с закладкой подрываемыми вмещающими породами со скреперной доставкой руды.
3. Система разработки с нисходящей слоевой выемкой с твердеющей закладкой.
4. Система разработки подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды.
В работе [5] обосновано, что для маломощных (до 3 м) рудных тел наиболее целесообразно применять систему разработки с нисходящей слоевой
выемкой с железобетонным ограждающим межслоевым перекрытием, а для
мощных (более 3 м) рудных тел - систему разработки с нисходящей слоевой
выемкой с твердеющей закладкой. В первом случае горные работы предусматривается осуществлять ручными перфораторами марки ПР-30К и скреперными
установками марки 10-ЛС. Во втором случае предусматривается использовать
самоходное буровое оборудование марки Atlas Copco Rocket Boomer и самоходную погрузочно-доставочную машину марки ST-710 емкостью ковша 2,6 м3.
В обоих случаях заряжение шпуров ВВ намечается осуществлять зарядчиком марки Boliver.
Транспортирование руды до временного склада предусматривается осуществлять автосамосвалом марки MT-426 грузоподемностью 12 м3. Дальность
транспортировки составляет около 5 км.
Качественно-количественные показатели подземной добычи руды характеризуются следующими значениями: коэффициент изменения качества при
добыче руды Ккп=0,94; коэффициент извлечения руды из недр Кнп=0,95.
Результаты исследования. На основе вышеприведенных технико-технологических показателей и рыночных цен на оборудование и материалы, а также
фактических показателей по прочим затратам рудника, обогащению руды, общекомбинатским расходам рассчитаны полные себестоимости открытой и подземной добычи, транспортировки и переработки руды. По этим данным установлены граничные коэффициенты вскрыши при открытом и комбинированном способах разработки Соткского месторождения. Приведены результаты расчетов:
 содержание золота в недрах - 4,64 г/т;
 цена 1 г золота - 43,0 долл. США/г;
 содержание золота в хвостах переработки - 0,61 г/т;
79
 себестоимость добычи при открытом способе разработки (без вскрыши) и
переработки 1 т руды - 34,4 долл. США/т;
 удельные затраты выемки и удаления 1 т вскрышных пород - 1,25 долл.
США/т;
 коэффициент извлечения руды из недр при открытом способе разработки
- 0,97;
 коэффициент извлечения руды из недр при подземном способе разработки - 0,95;
 коэффициент изменения качества руды при открытом способе добычи 0,85;
 коэффициент изменения качества руды при подземном способе добычи 0,94;
 минимальное промышленное содержание золота при подземном способе
разработки - 2,0 г/т;
 денежное выражение минимального промышленного содержания золота
при подземном способе разработки - 66,2 долл. США/т;
 граничный коэффициент вскрыши при открытом способе разработки 87,1 т/т;
 граничный коэффициент вскрыши при комбинированном открыто-подземном способе разработки - 11,6 т/т.
Выводы. Контурный коэффициент вскрыши (Ккон=32 т/т) более чем в 2,5
раза превышает граничный коэффициент вскрыши (Кгр=11,6 т/т). Это означает,
что Соткский карьер не может разрабатываться до намечаемого горизонта
2035 м. Для обеспечения оптимальных конечных контуров карьера его дно
должно поднято до горизонта, где обеспечивается условие Ккон= Кгр.
Это обстоятельство в обязательном порядке должно быть учтено при проектировании Соткского карьера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Հովհաննիսյան Ա Հ Սոթքի ոսկու հանքավայրի ստորգետնյա մշակման օպտիմալ
համակարգի ընտրում
Հայաստանի Ճարտարագիտական ակադեմիայի Լրաբեր
Գիտատեխնիկական հոդվածների ժողովածու
Հ
էջ
2. Агабалян Ю.А. Теория и практика оптимального освоения недр. - М.: Недра, 1994. -
176 с.
Агабалян Ю.А. Методология оптимального освоения недр // Вестник ГИУА
(Политехник). Серия “Металлургия, материаловедение, недропользование”. – 2012. –
Вып. 15, N1. – С. 56 – 65.
4. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1968. - 639 с.
80
3.
5. Оганесян А.Г. Выбор оптимальных систем подземной разработки с помощью
критического коэффициента рудоносности // Вестник ГИУА (Политехник). Серия
“Металлургия, материаловедение, недропользование”.– 2012.– Вып. 15, N1.–
С. 80 – 89.
Поступила в редакцию 10.10.2013.
Принята к опубликованию 16.04.2014.
VALIDATING THE BOUNDARY RATIO OF STRIPPING FOR MINING AT SOTK
GOLD DEPOSIT
A.H. Hovhannisyan, A.T. Baghdasaryan
The boundary ratio of stripping one of the complicated deposit in Armenia – the Sotk
gold deposit mined by an open-underground combined method.
Keywords: deposit, open pit, boundary ratio of stripping, combined mining method.
81