Координаторы: акад. Курленя М. В., д-р техн. наук Изаксон В. Ю.
Исполнители: ИГД, ИГДС, ИМП СО РАН, ТулГУ, ЯГУ
Выполнены экспериментальные исследования и установлены параметры сдвижения руд и вмещающих пород в процессе проведения очистных работ, что позволило определить порядок ведения этих работ при нарезке новых подэтажей, формируемых в условиях частичной отработки (рудник “Интернациональный”) и организовать наблюдения за устойчивостью вмещающих пород северо-восточного борта карьера “Айхал” из подземных выработок. Разработан порядок проведения наблюдений и получения физико-механических свойств кимберлитовых руд в переходной зоне для обоснования способов подземной добычи.
Выявлен ряд минералогических и петрохимических критериев, позволяющих оценивать алмазоносность кимберлитов косвенными методами без применения прямого крупнообъемного опробования. Минералогические методы оценки алмазоносности основаны на особенностях распределения в кимберлитах парагенетических спутников алмаза — пиропов и хромитов, типоморфные особенности состава которых надежно отличают их от одноименных минералов, образовавшихся вне равновесия с алмазом. Петрохимические методы дополняют первые и повышают надежность разделения различных фаз кимберлитовых пород, слагающих конкретное месторождение. Учет особенностей распределения алмазов в рудном теле позволяет определять стратегию и первоочередность отработки кимберлитовых месторождений.
Для условий кимберлитового месторождения трубки “Ботуобинская” обоснована и разработана технология разбиения толщи наносов на блоки и принудительного их обрушения с проходкой спиральной буровой выработки (или нескольких кольцевых выработок) (рис. 1). Моделированием взрыва цилиндрического заряда в горных породах для пяти схем разрушения толщи установлено, что наиболее перспективно разбиение центральной части на три блока с веерным дроблением боковых секторов.
Рис. 1. Принципиальная схема способа подземной разработки кимберлитовой трубки "Ботуобинская" (а, I-V - подэтажи; 1 - транспортный горизонт; 2 - буродоставочные выработки; 3 - горизонт подсечки; 4 - налегающие породы; 5 - дневная поверхность; 6 - отрабатываемый слой; 7 - магазинированная руда; 8 - отбитый слой; 9 - концентрационный горизонт; 10 - вибропитатели) и разрушение покрывающей толщи (б: А и В - секторы массива; 1 - рудное тело; 2 - спиральная буровая выработка; 3 - конус обрушения; 4 - плоскость скольжения моноблока; 5 - буровая выработка; 6 - вспомогательная вырабока; 7 - целики; 8 - контурные скважины). Fig. 1. Principal scheme of method of underground mining the "Botuobinsk" kimberlite pipe: (а, I-V - sublevels 1 - haulage level; 2 - development workings; 3 - undercutting level; 4 - overlying rocks; 5 - daylight surface; 6 - mined layer; 7 - stored ore; 8 - broken layer; 9 - haulage level; 10 - vibrating feeders) end ailure of overlying thickness (б: А and В - sectors of massif; 1 - ore body; 2 - spiral working; 3 - caving cone; 4 - block slip plane; 5 - horizontal working; 6 - subordinate development working; 7 - pillars; 8 - boreholes bounding the contour of rock caving). |
Доказана возможность образования единого потока в разрушенном массиве при его одновременном дозированном вибровыпуске за счет рассредоточения выпускных отверстий по площади и расположения их на расстоянии не большем, чем размер зоны потока над каждым, и этом потери и разубоживание сокращаются в 3—5 раз (рис. 2). На основе установленных закономерностей и геомеханических процессов, происходящих в массиве, предложена технология подэтажной отработки кимберлитовых трубок, погребенных под наносами, подземным способом без ведения закладочных работ. Отличительной особенностью является система отбойки с частичным выпуском руды на подэтажах и последующим одновременным дозированным вибровыпуском на концентрационном горизонте, что обеспечивает высокую производительность труда, максимальное извлечение ценной руды и снижение ее разубоживания при минимальной себестоимости.
Рис. 2. Экспериментальные исследования выпуска разрушенного массива пород: а - последовательный традиционный; б - одновременный дозированный вибровыпуск. Fig. 2. Experimental investigations into the failed rock-mass discharge: а - conventional sequential; б - simultaneous dosated vibrating discharge. |
Для малопрочных высокоценных кимберлитовых руд, залегающих в вытянутом по простиранию крутопадающем месторождении с изменяющейся мощностью, на основании анализа способов отработки мощных рудных и угольных месторождений разработана технология выемки под обрушенными породами механизированными комплексами с применением гибких эластичных перекрытий в нисходящем порядке. Она реализуется механизированным комплексом, включающим крепь, с возможностью, в соответствии с изменяющейся мощностью рудного тела, увеличения или уменьшения длины забоя, а также монтажа и ремонта эластичного щита (рис. 3).
Рис. 3. Механизированная нисходящая отработка кимберлитовой руды под защитой гибкого ограждающего перекрытия. Fig. 3. Descending machine mining of kimberlite pipe under flexible protecting support. |
Список основных публикаций
Оглавление | Далее |