01 марта 2016г.
Наличие негабаритных кусков горной массы приводит к ухудшению качества подготовки, снижению производительности экскавационного оборудования и как следствие, дополнительным затратам. Сокращение затрат на борьбу с негабаритами является одним из источников уменьшения себестоимости добычи полезных ископаемых. Выход негабаритов в значительной степени зависит от точности проектирования буровзрывных работ.
Система разработки подэтажного обрушения, применяемая на руднике Нурказган, предусматривает отбойку медесодержащей руды методом скважинных зарядов. Очистные работы начинаются с образования отрезной щели. Отбойку руды в подэтаже производят зарядами веерных скважин в «зажатой среде», отбитая руда под собственным весом и под весом самообрушаемых пород выпускается через торец буро-доставочного штрека и с использованием ковшевой погрузочно-доставочной машины доставляется к рудоспуску. Исходя из принятой технологии отбойки руды скважинами, а также учитывая емкостные параметры погрузочно-доставочной и транспортной машины, отсутствие скиповых подъемных установок, кондиционный кусок руды принят равным 350мм.
При проектировании буровзрывных вееров вручную, на бумаге, возможность ошибок и неточностей достаточно велика, так как этот процесс связан с трудоемкими вычислениями. Основная сложность заключается в построении разрезов для определения контуров обуривания очистной камеры. Проектирование наклонных вееров требует построение наклонных разрезов, что увеличивает сложность и затрачиваемое на выполнение этой операции время. Погрешности проецирования являются при этом дополнительным источником ошибок.
С целью экономии трудозатрат на выполнение данной операции, наклонные веера обычно проектируются по упрощенной схеме, что проводит к увеличению вероятности появления негабаритов при последующей отпалке горной массы.
Суммарные затраты на борьбу с негабаритами, в которые входят простои на участке, вторичное дробление, дополнительные расходы на оборудование и материалы, рассчитываются исходя из установленного норматива в 10 % от объема добычи.
Внедрение на руднике горно-геологических информационных систем (ГГИС), в частности программного обеспечения (ПО) SURPAC, существенно повысило точность процесса проектирования вееров, в том числе и наклонных.
Используя специально разработанные функции ПО, можно создать проект всех компонентов подземного рудника. Функция дизайна взрывных скважин дает возможность проектировать буро-взрывные веера, визуально сопоставляя их с разрезами каркасных моделей и геологическими блок-моделями.
ПО SURPAC позволяет строить в интерактивном режиме разрезы через трехмерные модели выработок, что сводит к минимуму погрешности и ошибки.
С целью анализа возможности снижения вероятности появления негабарита за счет проектирования БВР в ГГИС, был рассмотрен один из наиболее типичных случаев положения горных выработок.
В качестве примера был
взят буро-доставочный штрек 23 (БДШ-23) горизонта 230м., который располагается под углом к вентиляционно-отрезному штреку 1 (ВОШ-1). Проектом не предусматривается сбойка этих выработок, расстояние недобура составляет 2-3м. Для выемки руды находящейся в потолочине между данными штреками,
из
тупика БДШ-23 предусмотрено бурение наклонных вееров в сторону ВОШ-1 (Рисунок 1). При таком положении очевидно появление негабарита.
Проектирование вееров на этом участке производилось вручную, по упрощенной схеме.
Оцифровка проекта и построение трехмерной модели камеры, образованной
наклонными веерами ручного проектирования,
позволило выявить допущенные при этом
ошибки. Анализтрехмерных
моделей БДШ-23, ВОШ- 1 и положений запроектированных вееров позволяет увидеть очевидный источник негабарита (Рисунок 2).
На чертежах паспортов БВР, сделанных для наклонных вееров вручную видно, что БДШ-23 и ВОШ-1 (Рисунки 3, 4) якобы располагаются перпендикулярно к друг другу. Однако это не так. Расстояние от левого и правого бока БДШ-23 до обуренной с ВОШ-1 области неравны. Скважины справа должны быть короче, так как ВОШ-1 находится в этом месте ближе, а скважины слева должны быть длинней,
так
как ВОШ-1 находится в этом месте дальше. Исходя из этого, справа мы имеем перебур, а слева недобур. Следовательно, слева очевидно возникновение негабарита.
На основе фактических трехмерных моделей выработок в ПО SURPAC был построен точный каркас камеры и осуществлено проектированиебуро-взрывных вееров
(Рисунок 4).
Сопоставление трехмерных моделей каркасов камер БДШ-23 и ранее построенных по спроектированным в ПО SURPAC буро-взрывным веерам ВОШ-1, а также расположенных на верхнем горизонте, контактирующих с рассматриваемой камерой горных выработок, позволяет сделать вывод, что при таком способе проектирования возникновение
негабаритов исключается, так как подлежащие к взрыву и выемке камеры точно прилегают
к друг другу.
Таким образом можно точно определить источник негабаритов еще на этапе проектирования, а также рассчитать их объемные параметры.
С целью вычисления потенциального объема негабарита был произведен расчет объемов камер при ручном и автоматизированном проектировании. Разница в объемах между двумя способами составляет
97м3 т. е. ожидается появление негабарита общим объемом в 97м3.
Принимая во внимание, что число таких участков, например, на планируемом горизонте 185м. - 13 штук, получим объем ожидаемого негабарита только на одном горизонте:
97 * 13 = 1261 м3
Приняв удельный вес руды g = 2,75 т/ м3, масса ожидаемого негабарита составит:
1261 * 2.75 = 3467.75т
Согласно кассовому плану рудника, были рассчитаны среднемесячные затраты на устранение негабаритов, которые составляют 4.63 доллара США
за 1
тонну, с учетом НДС. Общие затраты по устранению негабаритов на горизонте 185м. составят:
3467.75 * 4.63 = 16055.68 долл. США
Таким образом, применение ГГИС при проектировании вееров позволило достичь экономии затрат 16 тыс. долл. США с одного горизонта только на наклонных веерах.
Используя модуль заряжания, входящий в состав ПО SURPAC, который позволяет на основе точной трехмерной модели фактического положения горных работ (выработок, обуренных и
взорванных камер),
а также параметров типа ВВ и геомеханических свойств горной породы, вычислить требуемый
объем расхода ВВ, обеспечивающих оптимальный взрыв, что также существенно снижает вероятность появления негабарита.
Максимально возможная точность учета фактического положения горных выработок за счет применения автоматизированного проектирования буро-взрывных работ в ГГИС, позволяет на практике снизить вероятность появления негабаритов и не менее чем на 50% снизить затраты на борьбу с ними.
Список литературы
1. Жезказганский проектный институт. ПРОЕКТ отработки запасов месторождения Нурказган. Пояснительная записка. – г. Жезказган, 2006. – 175 с.
2. Пояснительная записка к производственной программе рудника «Нурказган» на 2014 год. – г.Темиртау, 2013. – 132 с.
