Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Юматов Б.П. Открытая разработка сложноструктурных месторождений цветных металлов

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.71 Mб
Скачать

усреднение или имеются специальные рудные усреднительные склады.

В большинстве случаев селективной разработки наиболее це­ лесообразно применять автомобильный внутрикарьерный транс­ порт, позволяющий выдавать руду различных сортов из сложных забоев. Особое место при селективной разработке в ближайшем будущем должны занять новые погрузочно-транспортные маши­ ны— одноковшовые погрузчики на базе пневмоколесных и гусенич­ ных тракторов.

Изложенные выше особенности разработки сложноструктурных месторождений представлены на рис. 1.

Выбор наиболее эффективной технологии для каждого типа месторождения в данных конкретных условиях должен произво­ диться на основании специальных расчетов. Некоторые расчетные обоснования приводятся в главе I I I монографии.

§ 3. К Л А С С И Ф И К А Ц И Я ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ БЛОКОВ

ПО ХАРАКТЕРУ КОНТАКТОВ,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т А

 

С Л О Ж Н О С Т И

Г Е О Л О Г О - М О Р Ф О Л О Г И Ч Е С К О Г О

СТРОЕНИЯ

И МИНИМАЛЬНОГО РАСЧЕТНОГО

РАЗУБОЖИВАНИЯ

При разработке сложноструктурных месторождений всех.типов

на каждом горизонте обычно выделяются

эксплуатационные бло­

ки, характеризующиеся определенными

геолого-морфологическими

признаками. Наиболее рациональная технологическая схема гор­ ных работ должна выбираться в соответствии с этими признаками. При селективной выемке необходимо в первую очередь учитывать длину и форму контактов между рудными участками и вмещаю­ щими пустыми породами или некондиционными рудами, так как в приконтактных зонах происходят основные потери и разубоживание руды.

Все сложноструктурные блоки по характеру контактов могут быть разделены на три типа [6] :

тип I — блоки с согласным расположением прямолинейных кон­

тактных

зон рудных

и

нерудных участков (рис. 2,а);

тип

I I — блоки

с

несогласным расположением

прямолинейных

приконтактных зон

рудных и нерудных участков (рис. 2,6);

тип

I I I — блоки

 

с

криволинейными формами

приконтактных

зон (рис. 2 , в ) .

 

 

 

 

На рис. 3 показан разрез по взрывным скважинам сложноструктурного блока с выделенными приконтактными зонами.

Для качественной характеристики сложноструктурных блоков необходимо определить коэффициент сложности геолого-морфоло­ гического строения эксплуатационного блока ф по формуле

t=n

 

І

>

 

Ф = ^

— ,

(1)

 

Р

 

10

где cpi — показатель сложности геолого-морфологического строения і-того геологического разреза данного эксплуатационного блока:

Ф, =

;

(2)

Lm — суммарная длина контактов

рудных тел с вмещающими по­

родами в пределах /-того геологического разреза;

Шщ, мощность

Рис. 2. Классификация сложнострук-

 

Рис. 3.

Разрез

по взрывным

скаажи-

турных

эксплуатационных блоков по

 

 

нам

сложноструктурного

блока:

 

характеру контактов

 

 

 

 

; -

руда;

2 — п о р о д а

 

 

слоя

пустых

пород,

попадающих

в

руду,

или

мощность

слоя

руды,

попадающей

в породу

при

экскаваторной

выемке,

м;

5,- — площадь

г'-того

геологического

разреза, м2 ; р — число геоло­

гических разрезов в блоке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина

Шпр находится в

прямой зависимости

от

ширины

ковшей применяемых экскаваторов и может быть определена

рас­

четом

из условия минимально

допустимого

разубоживания

при

разработке приконтактных зон (см. главу I V ) .

 

 

 

 

На основании формулы

(2) запишем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

= ^

=

Ь

— •

 

 

 

 

 

<3 >

1=1

Таким образом, коэффициентср представляет собой отношение суммарной площади приконтактных слоев по всем разрезам экс­ плуатационного блока к общей площади* всех геологических раз­ резов по блоку.

Длина контактов L K i замеряется курвиметром на геологических разрезах, а площадь разрезов рассчитывается по формуле

Si = LpHy, м\

(4)

11

где L p — длина

t-того геологического разреза,

м;

Ну—высота

уступа в пределах ('-того разреза, м.

 

 

В условиях

конкретного месторождения

эксплуатационные

блоки каждого типа можно классифицировать по степени сложно­

сти, используя для этого полученные

 

значения

коэффициентов

сложности геолого-морфологического строения.

 

 

 

 

 

Рабочие

классификации

для

блоков

типа

I I I , как

наиболее

 

 

 

 

 

сложных

блоков,

рекомендуется

 

 

 

 

 

составлять

по

следующей

мето­

 

 

 

 

 

дике:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Измерение длины контактов

 

 

 

 

 

L K i на

всех имеющихся

разрезах

 

 

 

 

4;

по эксплуатационным

блокам.

 

!

: :

: \

 

2.

Определение

значения

ко­

 

эффициентов ср по

формуле

(3).

 

<

;

Л s

 

 

 

3.

Составление

вариационного

 

 

 

 

 

 

Уис. 4. Характерные разрезы по эк­

ряда коэффициентов ф в убываю­

сплуатационным

блокам:

 

щем

порядке.

 

 

 

 

 

а — ф ^ с и г 4-0,18;

б Ф =0,18н-0,14;

в —

 

4.

Определение

 

оптимальной

Ф=0,14-т-0.І2; г — ф=0,10-=-0,06

 

величины

интервала

h

по

фор­

 

 

 

 

 

муле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

*min

 

 

 

 

 

 

^д^

 

 

 

 

1 + 3 , 2

lg

л

 

 

 

 

 

 

 

где Хщах и Xmin

максимальное

и

минимальное

значения

призна­

ка; п — число единиц в совокупности.

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным вариационного ряда и величине интервала h со­ ставляется вариационный интервальный ряд, в котором частоты относятся не к отдельным значениям признака, а к серединам ин­ тервалов.

5. Определение частоты m интервалов и их частости m по фор­

муле

 

 

 

 

 

 

 

 

m =

 

(6)

6.

Составление

классификации

эксплуатационных блоков по

степени сложности.

 

 

 

По

данной методике

составлена

рабочая классификация

слож­

ных блоков типа

I I I на

рудном месторождении сложного

стро­

ения.

 

 

 

 

 

Характерные разрезы по эксплуатационным блокам приведены на рис. 4.

На карьере была проанализирована фактическая геологомаркшейдерская документация за четыре года по 110 блокам и опреде­ лены коэффициенты сложности. Интервальный вариационный ряд коэффициентов сложности приведен в табл. 1.

На основании данных табл. 1 была составлена рабочая класси-

12

 

 

 

Т а б л и ц а 1

Коэффициент

Значение

 

 

середины

Частота

Частость

СЛОЖНОСТИ ф

ннтерпала

 

 

 

 

 

0,22—0,20

0,21

4

0,0363

0,20—0,18

0,19

5

0,0460

0,18—0,16

0,17

9

0,0817

0,16—0,14

0,15

8

0,0726

0,14—0,12

0,13

26

0,236

0,12—0,10

0,11

32

0,290

0,10—0,08

0,09

20

0,182

0,08—0,06

0,07

6

0,0495

фикация эксплуатационных блоков типа I I I по степени сложности (табл. 2).

В группы объединялись блоки с интервалами колебаний коэф­ фициентов ф от 0,02 до 0,04.

Для каждого сложного блока экспериментальным путем выби­ рали рациональные параметры буровзрывных работ, схемы комму­ тации взрывной сети и приемы экскаваторной выемки, обеспечи­ вающие в каждом конкретном случае лучшие качественные пока­ затели добычи.

Коэффициент сложности ср может быть использован также для определения минимального расчетного разубоживания руды Рр, соответствующего применяемой технологии отработки данного эксплуатационного блока. Для этого вычисляется объем приконтактных пустых пород Впі, попадающих в руду в зоне влияния і-того геологического разреза

вт = LKiana = <p,S,a, м3 ,

(7)

где а — расстояние между взрывными скважинами в ряду, м. Используя формулу (4), запишем:

впі

= 4>iLpHya, м3 .

(8)

 

 

Т а б л и ц а 2

Эксплуатационный

блок

Коэффициент

Распростра­

сложности

ненность, %

 

 

В высшей степени сложный

0,22—0,18

8

Весьма сложный

 

0,18—0,14

15

 

 

0,14-0,12

54

 

 

0,10—0,06

23

13

Учитывая,

что произведение

LpHya

равно объему

эксплуата­

ционного блока

Qi в зоне влияния

 

ï-того разреза, можно

записать:

 

 

 

 

 

Вп1 =

<P«Q„ мя .

 

 

 

(9)

Для

всего

 

эксплуатационного

 

блока

объем

приконтактных

пустых пород

Вп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21 Фі<2і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В п

= ^

Р

 

=

ФС , М 3 ,

 

 

 

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Q — объем эксплуатационного

блока, м3 .

 

 

 

При наличии в рудных участках внутриконтурных

включений

пустых пород их суммарный

объем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BB

= l^mlq

= Mq, м3 ,

 

 

 

(11)

 

 

 

 

 

 

і=і

 

 

 

 

 

 

 

 

где т,-— вертикальная

мощность

 

внутриконтурных включений в

игом

разрезе,

м; q— выход

горной

массы с 1 м скважины, м3 ;

M — суммарная

вертикальная

мощность

всех

внутриконтурных

включений эксплуатационного блока, м.

 

 

 

 

Минимально расчетное разубоживание Рр представляет собой

отношение суммарного количества

разубоживающнх пород

( 5 П +

+ ВВ)

к количеству рудной массы в блоке

 

 

 

 

 

 

 

 

р

Yn(TQ +

M?)'00

о/

 

 

(12)

где у п

и у р — объемная

масса

разубоживающнх

пород и

руды,

т/м3 ;

Ѵ-р — объем рудных

участков эксплуатационного

блока, м3 .

Как

видно из формулы

(12), минимально расчетное

разубожи­

вание

зависит

от величины

ср, которая,

в свою очередь,

находится

в прямой зависимости от величины ш п -

разубоживания

Рф от ми­

Величина

отклонения

фактического

нимально расчетного Рѵ в каждом конкретном случае определяет степень соответствия применяемой технологии геологоморфологиче-

ским особенностям эксплуатационных

блоков.

 

 

Абсолютное значение

отклонения

АР = Рф—Рѵ

может

использо­

ваться для оценки применяемой технологии отработки

блоков с

одинаковой и разной степенью сложности.

 

 

 

В качестве примера в табл. 3 приведены расчетные и фактиче­

ские данные по двум эксплуатационным

блокам,

отработанным с

применением разных схем

взрывания.

 

 

 

 

При отработке менее

сложного блока

(блока

№ 1)

получено

большее отклонение фактического разубоживания от минимально расчетного, что объясняется применением менее эффективной схе­ мы взрывания.

Проведенные в течение нескольких лет эксперименты показали,

14

 

 

 

Т а б л и ц а

3

 

 

Блок № I

Блок № 2

 

 

 

Порядное

Буферное

 

 

Показателоказатели

короткоза-

взрывание

с

 

медленное

сохранением

 

 

взрывание

геологической

 

 

на подобран­

структуры

 

 

 

ный

забои

массива

 

Vp,

M3

40

ООО

30

000

 

 

 

о,юо

0,180

 

Q,M 3

 

50

000

35

000

 

n ,

M

1,2

0 , 8

 

 

 

 

 

10

20

 

 

 

 

 

60

50

 

 

YP « Yn. T/M 3

2 , 6

2 , 6

 

Pp,

%

12,3

19,6

 

Рф,

%

20,3

25,4

 

Д Р ,

%

8,0

5,4

 

что для сложных блоков наиболее целесообразно применять буфер­ ное взрывание на неубранную горную массу, при котором дости­ гается относительно более полное сохранение геологической струк­ туры массива.

При отработке весьма сложных блоков на карьере применяется

комбинированная выемка с различной модификацией

приемов.

При отработке эксплуатационных блоков средней сложности и

сложных применяется выемка поперечными

заходками

различ­

ной ширины и вертикальная экскаваторная

селективная

выемка.

Применение разработанной методики оценки эксплуатационных блоков по степени сложности и проведение экспериментов позво­ лили определить рациональные параметры буровзрывных работ и приемы экскаваторной селективной выемки, что дало возможность значительно снизить разубоживание и повысить содержание ме­ талла в добываемой руде [39].

§ 4. МЕТОДИКА УСТАНОВЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ СЕТОК СКВАЖИН

Э К С П Л У А Т А Ц И О Н Н О Й РАЗВЕДКИ И ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН

Правильное определение контуров рудных тел для каждого эксплуатационного блока является сложной задачей, которая должна решаться с учетом многих факторов. На открытых горных работах при планировании добычных работ контуры рудных тел устанавливаются, как правило, на основании данных эксплуата­ ционной разведки с учетом геологических особенностей месторож­ дения. Подсчет запасов неотбитой руды и уточнение контуров рудных тел осуществляются по данным опробования взрывных скважин.

15

Для определения оптимальной плотности сетки скважин экс­ плуатационной разведки применяется метод искусственного раз­ режения, заключающийся в следующем. Берется существующая сетка взрывных скважин по нескольким эксплуатационным блокам и намечаются варианты возможного расположения скважин экс­ плуатационной разведки. Анализируются варианты, в которых взрывные скважины берутся через одну, и варианты с четными или нечетными скважинами, а также исследуются другие комбинации. По каждому варианту определяются запасы руды, металла, сред­ нее квадратичное отклонение при определении запасов металла, погрешность определения среднего содержания в процентах, а также суммарная мощность рудных тел эксплуатационного блока. Результаты сравнения вариантов сводятся в таблицу, по данным которой выбираются параметры сетки эксплуатационно-разведоч­ ных скважин.

На одном из рудных месторождений этим методом определя­ лась оптимальная плотность эксплуатационно-разведочной сетки. Были рассмотрены шесть вариантов, результаты расчетов по ко­ торым сведены в табл. 4.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4

 

 

 

 

 

Геологические

 

 

 

 

 

 

запасы

 

Параметры сетки скважин

 

 

о £ Ч о

 

 

 

 

и их расположение

CS —

 

 

 

 

 

 

а Ci

 

ь M 1 1

 

 

 

 

 

 

 

Sog-5

 

 

 

 

 

 

11 s 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S -

 

 

 

 

О D.X X

201 467

1735,2

0,86

8X8

M .

0,054

64,0

5,41

16x8

M (четные скважины) .

0,044

51,9

4,76

201 929

1714,1

0,85

16x8 м (нечетные скважины)

0,042

50,0

6,45

199 748

1699,2'

0,85

8X16

м (четные скважины) .

0,037

46,4

5,98

201 477

1612,1

0,80

8X16

м (нечетные скважины)

0,035

45,3

8,42

197 724

1542,2|

0,78

16x16 м

0,039

47,0

8,72

197 059

1478,3

0,75

Среднеквадратичное

отклонение

о,

коэффициенты

вариации ѵ

и величины погрешности

определялись

по следующим

формулам:

 

- ^ Г Т —

( 1 3 )

где Ас — отклонение содержания металла от среднего,

%; » — чис­

ло скважин;

 

 

 

 

 

0 = = _ ^ 1 0 0 ,

%,

 

(14)

 

с

 

 

 

где с — среднее содержание металла, %.

16 .

Г е с . п у б л и ч н а я к л у ч н о - т ѳ х к и ч в - к г . я
б и б л и о т е к а С С д е Р
DCQUit уНТ<?ИНЬЩ..

Погрешность определения содержания в

абсолютных едини­

цах q вычислялась по формуле

 

? =

(15)

Относительная погрешность рассчитывалась по формуле

Р = 4 - .

(.16)

с

запасами металла,

Вариант с максимальными геологическими

определенными с наименьшей погрешностью, считается оптималь­ ным. В данном случае выбор должен производиться между пер­ вым и вторым вариантами по дополнительным критериям.

Рассмотренный метод весьма трудоемок, им нельзя определять параметры сетки скважин при неравномерном распределении ме­ талла и, кроме того, он требует дополнительных расчетов при близкой сходимости вариантов.

Для месторождения с неравномерным распределением полез­ ного компонента по простиранию и вкрест простирания параметры сетки скважин эксплуатационной разведки рекомендуется опреде­ лять по следующей методике.

Рассчитывается расстояние

между скважинами по

первому

направлению

 

 

 

 

 

/ =

- Т - , м .

 

(17)

где р — погрешность при

определении

содержания

металла в

блоке, %; k — коэффициент

изменчивости

содержания

и мощ­

ности.

 

 

 

 

Величина погрешности зависит от ценности извлекаемого ком­ понента и для цветных металлов находится в пределах 5—15%.

Коэффициент k определяется по формуле

 

 

 

 

k = Vkl+kl

,

 

 

 

(18)

где kc — коэффициент

изменчивости

содержания; km

— коэффици-

циент изменчивости мощности.

 

 

 

 

 

 

 

£ с = - ^ 1 0 0 (

 

 

 

 

(19)

 

 

с

 

 

 

 

 

Qo — средний градиент

содержания

металла в

данном

направле­

нии; с — среднее содержание

металла по

всем

пробам,

%.

 

*

=

;

 

 

 

(20)

ЕАс — арифметическая

сумма

разностей

средних

содержаний в

соседних скважинах или в соседних

пробах

при

опробовании

разведочных выработок, пройденных на стадии разведки месторождения; 2с"— сумма содержаний" металла пс| пробам или скважинам.

Коэффициент km вычисляется по аналогичным формулам. Затем определяется расстояние между скважинами эксплуа­

тационной разведки по второму направлению.

 

 

Таким образом, расстояния между скважинами

по

простира­

нию и вкрест простирания, которые

часто

соответствуют

расстоя­

ниям между скважинами в ряду и

между

рядами,

обратно про­

порциональны коэффициентам изменчивости.

Данная методика использовалась при определении парамет­ ров сетки скважин эксплуатационной разведки для карьера. Ана­ лизировались данные опробования подземных разведочных выра­ боток, пройденных вкрест простирания и по простиранию централь­ ного рудного тела месторождения.

Расстояние между скважинами по простиранию определялось

следующим образом. Сначала

рассчитывался

средний градиент

мощности

_

2Дот

 

 

 

 

 

где 2 Д т — арифметическая

сумма разностей мощностей в сосед­

них выработках; 2/ — сумма

расстояний

между

выработками

=

7 9 Д 5 = 0 2 3

8

 

Ч т

326

 

 

 

Затем определялись коэффициенты изменчивости мощности

ft«=-^-ioo,

м

где M — средняя мощность рудного тела, м

и изменчивости содержания

ке = Ф-100 = 0,35.

с

Коэффициент изменчивости содержания и мощности k рассчи­ тывался по формуле

 

k = У

kl + k2m

= j/0,352

-f- 2.0352 = 2,07.

 

 

Далее

определялось

расстояние

между

скважинами

по

про­

стиранию

рудного

тела

допустимой

погрешностью

р =

10%)

 

 

,

 

4-10

0

-

м.

 

 

 

 

/ п п = —— =

2,07

= 19,3

 

 

 

 

п р

k

 

 

 

 

 

 

Аналогично было определено расстояние между разведочными скважинами вкрест простирания, которое составило 9,5 м.

Таким образом, для надежного оконтуривания рудного тела с учетом коэффициентов изменчивости на данном карьере, расстоя­ ния между скважинами эксплуатационной разведки вкрест прости-

18

рания не должны превышать 9,5 м, а расстояния по простиранию могут приниматься в два раза большими.

С учетом полученных данных были проанализированы и вза­ имно увязаны параметры сетки взрывных скважин и сквцжин экс­ плуатационной разведки. Применявшаяся ранее сетка взрывных скважин (6x6 м) была изменена на 4 x 8 м и 4,5x9 м, а пара­ метры сетки скважин эксплуатационной разведки приняты рав­

ными: 8 Х І 6 и

9x18 м.

Кратное отношение

параметров взрывных

и разведочных

скважин

позволило надежно

оконтуривать рудные

тела и использовать часть разведочных скважин в качестве взрыв­ ных.

Качество дробления горной массы при изменении параметровсохранилось на прежнем уровне, а затраты на бурение сущест­ венно сократились.

Рекомендуемый метод позволяет устанавливать дифференциро­ ванные и взаимоувязанные параметры сетки взрывных скважик и скважин эксплуатационной разведки в зависимости от степени неравномерности распределения полезных компонентов в различ­ ных эксплуатационных блоках месторождения. В некоторых слу­ чаях возникает вопрос о сгущении сетки разведочных скважин Целесообразность сгущения сетки должна обосновываться следую­ щим условием:

АЯр > АЭ;

( 2 1 )

где АЯр — приращение прибыли на 1 т реализуемой

продукции,

полученное за счет уточнения контуров рудных тел, руб/т; АЭэс — увеличение эксплуатационных затрат на промышленно-разведочное

бурение, отнесенное к 1 т реализуемой

продукции,

руб/т.

 

Параметры сетки взрывных скважин на карьерах цветной ме­

таллургии выбираются, как правило,

из условий

экономического

и качественного дробления горных пород.

 

 

 

При эксплуатации морфологически

сложных

месторождений

высокоценных руд рекомендуется на

основе предлагаемого

мето­

да находить степень соответствия параметров заложения

взрыв­

ных скважин геолого-морфологической

характеристике

эксплуата­

ционного блока. В случае несоответствия параметров

заложения

характеристике эксплуатационного блока могут возникать допол­ нительные потери и разубоживание за счет неточного оконтуривания промышленных участков в пределах данного эксплуатацион­ ного блока.

Параметры заложения взрывных скважин, удовлетворяющие условиям оконтуривания мелких рудных тел, линз и включений, рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:

(22)

(23)

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ