» » Технология добычи гранитов на шахтах Никополь-Марганецкого бассейна

Технология добычи гранитов на шахтах Никополь-Марганецкого бассейна

07.08.2016

Условия ликвидации марганцеворудных шахт бассейна

Никопольский марганцеворудный бассейн является крупнейшим поставщиком марганцевого концентрата для Никопольского и Запорожского ферросплавных заводов, а также металлургических центров Украины - Днепропетровска, Днепродзержинска, Запорожья, Кривого Рога. Все шахты региона находятся в стадии затухания горных работ, в том числе и вновь запущенная № 14-15. Очистные работы на шахтах бассейна в подавляющем большинстве ведутся на доработке запасов отдаленных панелей, охранных целиков магистральных выработок, промышленных площадок закрытых ранее шахт и др. Ликвидация шахт ПАО «Марганецкий горно-обогатительный комбинат» осуществляется в следующей очередности: № 1-бис - 2006 г., № 2 - 2010 г., № 3-5 _ 2015 г., № 7 _ 2011 г., № 8 - 2010 г., №№ 9-10 и 14-15 - 2016 г. За последние 10 лет производственные мощности шахт не превысили 35% от проектных. Существующие темпы закрытия шахт бассейна говорят о возможности стабильной добычи марганцевых руд подземным способом на протяжении еще 2-3 лет.
В качестве положительных изменений от ликвидации предприятия можно отметить постепенное восстановление санитарно-гигиенического состояния окружающей природной среды и соответствующее уменьшение уровня заболеваемости и смертности местного населения. Отрицательным последствием закрытия шахты, например № 1-бис, является ликвидация 267 рабочих мест и необходимость трудоустройства 147 человек квалифицированных рабочих и 120 человек служащих. Однако в соответствии с графиком закрытия шахт технология перевода трудящихся на новые рабочие места исчерпает себя в течение ближайших трех лет. Как улучшение экологической обстановки в районе при закрытии шахт, так и сокращение количества рабочих мест при ликвидации шахт ПАО «МГОК» не снижают проблематики закрытия крупнейшего марганцеворудного региона Украины и мира.
Порядок отработки сопутствующих гранитов в Никополь-Маранецком бассейне

Нарастающий социально-экономический кризис крупнейшего в мире марганцево-рудного региона можно остановить и даже заменить значительным подъемом за счет поддержания производственных мощностей шахт до и после отработки запасов марганцевых руд за счет вовлечения в разработку сопутствующих полезных ископаемых и путем незначительной реорганизации шахт в период сворачивания горных работ. Отрабатываемый пласт марганцевой руды непосредственно залегает на практически безграничных запасах серых гранитов. Вскрытие одного горизонта по гранитам обеспечит бесперебойную работу шахт комбината минимум на 40 лет. Глубина последующего шага вскрытия не превышает 20 м с применением камерно-столбовой системы разработки. Затраты на перепрофилирование горных работ, закупку недостающего оборудования и переподготовку персонала в несколько раз меньше затрат на ликвидацию шахты (рис. 5.7).
Технология добычи гранитов на шахтах Никополь-Марганецкого бассейна

Нарушение условия последовательного перенесения горных работ в период их сворачивания на залежь сопутствующих гранитов приведет к полному закрытию шахты с погашением стволов и ликвидацией инфраструктуры на поверхности, что ведет к потере возможности последовательной и, как следствие, в разы более дешевой добычи сопутствующего сырья. Сопутствующие граниты характеризуются широким спектром физических свойств, которые позволяют использовать их в качестве строительного материала. Высокая прочность, плотность и монолитность структуры открывают широкие возможности по изготовлению малых архитектурных форм (шаров, кубов, цилиндров, различных профилей), облицовочных плит, дорожной плитки, тротуарного профиля, щебня, крошки, пудры. Возможно получение строительных материалов для отделки внешних и внутренних интерьеров зданий и сооружений. Это железнодорожные и автомобильные вокзалы, станции метрополитена и скоростных трамваев, подземные переходы, спорткомплексы, стадионы, больницы, частные дома и офисы.
На рис. 5.7. приняты следующие условные обозначения: 1 - главный ствол; 2 - вспомогательный ствол; 3 - наклонный ствол; 4 - выработки околоствольного двора по основному полезному ископаемому (марганцевая руда); 5 - выработки околоствольного двора по сопутствующему полезному ископаемому (руда); 6 - главный транспортный квершлаг; 7 - вентиляционный гезенк; 8 -главный вентиляционный квершлаг; 9 - главный круговой штрек; 10 - орт; 11 -разрезной штрек; 12 - очистная камера; 13 - проектный контур очистной камеры; 14 - камерный целик; 15 - охранный целик промышленной площадки шахты; 16 - контур отработанной залежи основного полезного ископаемого (марганцевая руда); 17-контур залежи сопутствующего полезного ископаемого (серые граниты).
В основу технологического решения положена задача усовершенствования известного способа добычи полезных ископаемых путем введения новых технологических операций и параметров. Производится добыча сопутствующего нерудного полезного ископаемого с возможностью получения его монолитными блоками заданного формата, обеспечения ресурсосбережения и рационального использования недр. За счет этого получаем материалы для камнеобрабатывающей промышленности, производства малых архитектурных форм и строительных материалов для различных сооружений. В целом, исключаются затраты на закрытие шахты и возрастает получение прибыли в процессе последующего развития производства.
Порядок выполнения и технологические параметры горных работ

В известном способе добычи марганцевой руды, который включает вскрытие марганцеворудного пласта, подготовку запасов, очистную выемку, после отработки балансовых запасов марганцевой руды в направлении залежи серых гранитов углубляют существующие вскрывающие и проводят дополнительные подготовительные, нарезные и очистные выработки. Далее из них формируют соответствующие очистные камеры, в которых почвоуступным забоем осуществляют выкалывание монолитных блоков гранита, которые по подготовительным и вскрывающим выработкам выдают на земную поверхность. Технология полного извлечения марганцевой руды с помощью столбовой системы разработки без поддержания выработанного пространства влияет на разгрузку от горного давления запасов серых гранитов, которые залегают на несколько метров глубже и обладают другими физическими свойствами, в отличие от марганцевых руд, и нуждаются в иной технологии добычи.
После полной отработки марганцевой руды 16 в направлении залежи серых гранитов 17 углубляют вертикальные стволы 1-3, проводят дополнительные подготовительные 4-9 и очистные 10-12 выработки, благодаря которым формируют соответствующие очистные камеры 12. Все подготовительные 4 -9 и очистные 10-12 выработки проводят в горизонтальной плоскости главного добычного горизонта. Дальше формируют очистное пространство по типу камерно-столбовой системы разработки 13. В каждом очистном забое осуществляют выкалывание монолитов гранита почвоуступным забоем с помощью стандартного бурового и погрузочного оборудований. В процессе очистных работ формируются камерные целики 14, которые поддерживают ВП. Подготовительные и очистные выработки проводят за пределами охранного целика промышленной площадки шахты 15.
С помощью методики С.Г. Борисенко, которая была усовершенствована для учета надработки запасов гранита опережающей отработкой марганцевого пласта, были определены технические параметры блока камерно-столбовой системы разработки. По представленным в табл. 5.6 результатам расчетов видно, что при учете разгруженности массива ВП шахты, технологические параметры блоков можно увеличить до 2,5 раз. Отделение монолитов из массива возможно буровзрывным, химическим, гидравлическим, огневым, криогенным, буроклиновым и другими способами. С применением буровзрывного способа наиболее дешевым является использование оконтуривающих шпуров с взрыванием колонковых зарядов, благодаря чему в плоскости расположения шпуров образуется трещина. Процесс контурного взрывания характеризуется сниженной энергоемкостью и гладкостенностью отделенных блоков. Выколотый таким образом блок ископаемого имеет заданные размеры, форму и внутреннюю монолитную структуру.
Технология добычи гранитов на шахтах Никополь-Марганецкого бассейна

Транспортирование монолитных блоков в пределах очистного пространства осуществляется с помощью рельсового либо автомобильного транспорта. Поднятие монолитов гранита на земную поверхность осуществляется в клетях вертикальных стволов вместе с платформами при помощи канатного подъема. Минимальные затраты на организацию работ по получению блоков заданной формы обеспечивает учет закономерностей расположения трещин в массиве в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и рациональное управление этим параметром. Ресурсосбережение во время добычи гранита дополнительно осуществляется за счет использования уже существующих вскрывающих выработок, надшахтного комплекса и персонала шахты.
Перенесение горных работ во время их сворачивания на залежь серых гранитов не ведет к полному закрытию шахт с погашением стволов и ликвидацией промышленной площадки на поверхности. Достигается возможность последовательного продолжения работ и, как следствие, в разы более дешевой добычи сопутствующих гранитов. Нерудные сопутствующие полезные ископаемые - граниты являются кристаллическими породами и характеризуются значительной прочностью, плотностью и монолитностью структуры, что позволяет использовать их в качестве строительного материала по изготовлению малых архитектурных форм, облицовочной и дорожной плитки, тротуарного профиля, щебня, крошки, пудры. Дальнейшее усовершенствование технологии добычи нерудных сопутствующих полезных ископаемых на неглубоких рудных месторождениях Украины будет касаться рационализации параметров очистных камер, камерных целиков, взаимного расположения очистных камер и подготовительных выработок, форм и размеров очистных забоев и способов выкалывания монолитных блоков из массива.