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

1. Клишин В. И., Шер Е. Н., Крамсков Н. П., Власов В. Н., Башеев Г. В. Подземная отработка кимберлитовых трубок под наносами// ФТПРПИ. 2001. № 4. с. 89—94.
2. Барышников В. Д., Гахова Л. Н. Напряженное состояние массива в окрестности подземных горных выработок, в бортах и ниже дна карьера// Там же. № 5. с. 19—23.
3. Барышников В. Д., Гахова Л. Н., Крамсков Н. П. Напряженное состояние рудного массива при слоевой системе разработки в восходящем порядке// Там же. № 6. с. 92—95.
4. Клишин В. И., Изаксон В. Ю., Крамсков Н. П., Николаев Ю. И. Отработка законтурных запасов северо-восточного борта рудника “Айхал”// Горный информ.-аналит. бюлл.: МГГУ. М., 2001. № 4. С. 109—112.

Оглавление

Далее