УДК 622.271
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-2-5-13
Аннотация
Актуальность и цель исследования. Извлечение из недр кимберлитовых руд должно вестись с максимальным сохранением природного качества минерального сырья. Стоимость содержащихся в руде кристаллов зависит, прежде всего, от крупности отдельных алмазов и их дефектности. Повысить сохранность добываемого кристаллосырья возможно за счет отказа от взрывного рыхления и перехода на механический способ выемки руды, в том числе с ее предварительным физико-химическим разупрочнением. При этом наибольший эффект от механической выемки достигается при разработке руд высокой ценности. В настоящее время в связи с развитием горного оборудования основная часть массива кимберлитов может быть отработана с применением механических средств выемки циклического или непрерывного действия. Цель работы. Научное обоснование усовершенствованной кристаллосберегающей технологии разработки месторождений на основе гибкого комбинирования технологических процессов подготовки к выемке с дифференцированием кимберлитовых руд по комплексу показателей, учитывающих их ценность и прочностные параметры. Результат. В статье предлагается технология освоения сложноструктурных рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки кимберлитов к выемке и собственно выемки. Первоначально путем бурения сети скважин и поинтервального опробования минеральной массы производится дифференциация участков рудного массива на зоны с последующим локальным сгущением сети скважин в зоне руд высокой ценности. При выявлении отдельных интервалов руд аномально высокой ценности производится ее извлечение путем выбуривания керна большого диаметра с дальнейшей переработкой руд щадящими методами. Подготовка зон руд высокой ценности к выемке механическим способом производится посредством разупрочнения за счет пропитки массива активной жидкостно-газовой смесью, полученной путем электрохимической обработки природного рассола, с последующим извлечением ослабленных руд одноковшовым экскаватором. Зоны руд рядовой ценности и зона руд низкой ценности и невысокой прочности отрабатываются с применением машины послойного фрезерования, обеспечивающей возможность получения мелкокусковой или среднекусковой рудной массы, последующая селективная выемка разрыхленной руды проводится погрузчиками. Зона руд низкой ценности и относительно высокой прочности подготавливается к выемке посредством взрывоинъекционной подготовки с применением кумулятивных зарядов специальной конструкции. Данная зона оконтуривается посредством буферного слоя, формируемого путем бурения технологических скважин и пропитки через них массива, для уменьшения отрицательного действия взрыва на смежные рудные зоны. Взорванная рудная масса извлекается из навала погрузчиками.
Ключевые слова
Сложноструктурные месторождения, кристаллическое сырье, дифференциация руд, разупрочнение, механическая выемка, экскаватор, погрузчик.
Для цитирования
Секисов А.Г., Чебан А.Ю. Кристаллосберегающая технология открытой разработки сложноструктурных кимберлитовых месторождений // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №2. С. 5–13. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-2-5-13
1. Научное обоснование технологий комплексного ресурсосберегающего освоения месторождений стратегического минерального сырья / Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Викторов С.Д., Рыльникова М.В., Радченко Д.Н. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 12. С. 5–12.
2. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений. М.: Недра, 1993. 272 с.
3. Методические рекомендации по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Алмазы. Москва: МПР, 2007. 37 с.
4. Власов В.М., Андросов А.Д., Бескрованов В.В. Уровень современных кристаллосберегающих технологий добычи алмаза на Севере // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2001. № 8. С. 5–6.
5. Чаадаев А.С., Зырянов И.В., Иван Ф.Б. Состояние и перспективы развития горнообогатительных технологий на алмазодобывающих предприятиях АК «АЛРОСА» (ПАО) // Горная промышленность. 2017. № 2. С. 6–13.
6. Анистратов Ю.И., Борщ-Компониец Л.В., Анистратов К.Ю. Эффективность открытой разработки месторождений по природно-технологическим зонам // Горный журнал. 1990. № 8. С. 19–24.
7. Чебан А.Ю. Способ и оборудование для открытой разработки маломасштабных крутопадающих месторождений // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2017. Т.15. №3. С. 18–23.
8. Рыльникова М.В., Швабенланд Е.Е. Особенности управления качеством рудной массы при разработке сложноструктурных месторождений апатитовых руд с применением комбайновой выемки // Рациональное освоение недр. 2019. № 2–3. С. 80–86.
9. Palei S., Karmakar N., Paliwal P., Schimm B. Optimization of productivity with surface miner using conveyor loading and truck dispatch system // International Journal of Research in Engineering and Technology. 2013, vol. 2, no 9, pp. 393–396.
10. Ермаков С.А., Бураков А.М. Совершенствование геотехнологий открытой разработки месторождений криолитозоны // Проблемы недропользования. 2014. № 3. С. 96–104.
11. Laubscher D., Guest A., Jakubec J. Guidelines on Caving Mining Methods: The Underlying Concepts. – Queensland: The University of Queensland, 2017. 282 p.
12. Пихлер М., Дикк Ф., Панкевич Ю.Б. Комбайны Wirtgen Surface Miner на добыче алмазов на Аляске // Горная промышленность. 2009. № 4. С. 14–15.
13. Монтянова А.Н. К вопросу автоматизации технологии закладочных работ при комбайновой отбойке руды коренных алмазных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. № 2. С. 343–353.
14. Углубочный комплекс для доработки кимберлитовых карьеров / В.Л. Яковлев, П.И. Тарасов, В.О. Фурин, И.В. Зырянов. Екатеринбург: УрО РАН, 2015. 268 с.
15. Шоболова Л.П., Коворова В.В. О создании комбинированной технологии разработки кимберлитов с применением жидких и газообразных ПАВ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. № 1. С. 178–179.
16. Пат. 2158827 Российская Федерация, МПК Е21С 41/26. Способ разработки кимберлитовых трубок / А.Д. Андросов, В.М. Власов, С.П. Альков, А.Н. Акишев; заявитель и патентообладатель Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова. № 97115793/03; заявл. 23.09.1997; опубл. 10.11.2000.
17. Пат. 2664283 Российская Федерация, МПК Е21С 41/22, Е21С 37/06, Е21С 37/18. Способ разработки рудных месторождений алмазов с применением селективной подготовки горных пород к выемке / И.Ю. Рассказов, Г.В. Секисов, А.Г. Секисов, А.Ю. Чебан, Н.П. Хрунина; заявитель и патентообладатель ФГБУН «Институт горного дела ДВО РАН». № 2017136239; заявл. 12.10.2017; опубл. 16.08.2018.
18. Геотехнологии извлечения мелкого и тонкого золота из техногенного минерального сырья Забайкальского края / Секисов А.Г., Лавров А.Ю., Шевченко Ю.С., Манзырев Д.В. // Вестник Забайкальского университета. 2012. № 1. С. 34–41.
19. Егоров Д.Г. Преимущества выбуривания цилиндрических изделий из камня на карьерах и способы их отделения от массива горных пород // Записки горного института. 2006. Т. 167. С. 10–12.
20. Совершенствование скважинной отбойки / А.В. Будько, В.М. Закалинский, С.К. Рубцов, А.А. Блинов. М.: Недра, 1981. 199 с.