Авторы: И. В. Захаров, А. Г. Ворошилов, Терехина Ю. В.
(ОАО «Уралмеханобр», г. Екатеринбург)
В статье рассмотрен вариант складирования хвостов радиометрической сепарации при разработке горной массы отвалов Приморского ГОКа в выработанное пространство карьера. Предложен способ непрерывного складирования пустых пород в составе конвейерного комплекса при помощи телескопического радиального конвейера – стакера.
Ключевые слова: карьер, нагорные отвалы, радиометрическая сепарация, дробильно-сепарационный комплекс, мобильный телескопический радиальный конвейер – стакер.
Месторождение вольфрамовых руд Воcток-2 открыто в 1961 году. Разработка месторождения начата в 1969 году и осуществляется комбинированным способом. Запасы до горизонта +720 м отработаны карьером, с горизонта +720 м до +560 м – отработка ведется подземным способом.
По условиям разработки и рельефа местности карьер делился на две части, нагорную и глубинную. Вскрытие нагорной части карьера осуществлялось обособленными вскрывающими полутраншеями для заезда автотранспорта на каждый горизонт отдельно. Транспортные связи горизонтов карьера с отвалами, расположенными к северо-западу от карьера, в долине ручья Восток-2, предусматривались по траншеям, пройденным с северо-восточной стороны карьера на горизонтах +840, +830, +810, +800 м. Глубинная часть была вскрыта комбинированным способом – внешней общей траншеей в пределах отметок +780/+740 м и внутренним съездом до горизонта +720 м. В 1986 году при достижении предельных контуров горные работы на карьере прекратились, и предприятие приступило к доработке запасов подземным способом. За период эксплуатации карьера были образованы нагорные отвалы вскрышных пород № 1, 2, 2а, 3, 4, 5, 5а суммарным объемом ~ 6 313,7 тыс. куб. м, в которых складировались вскрышные породы, а также забалансовые руды с содержанием триоксида вольфрама не более 0,2 % (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения отвалов вскрышных пород
В настоящее время месторождение Восток-2 дорабатывается подземным способом, и остро стоит вопрос о восполнении сырьевой базы предприятия. Ближайшее разведанное месторождение шеелитовых руд – Скрытое находится в 450 км от обогатительной фабрики, месторождение является крупным, но имеет низкое содержание WO3 [1]. Поскольку в настоящее время появились технологии предварительного обогащения бедных руд путем рентгенорадиометрической сепарации (РРС), позволяющей ранее необогатимые руды довести до качества промышленного сырья, предприятием рассматривается вопрос возможности разработки отвалов вскрышных пород [2]. Применение метода РРС позволит осуществить рециклинг горной массы, размещенной в отвалах № 3, 5, 5а, 2, имеющей минимальные содержания полезного компонента.
Основными техническими решениями, предложенными ОАО «Уралмеханобр» в технико-экономических соображениях (ТЭС) для разработки отвалов вскрышных пород месторождения Восток-2 [3], предусматривается:
– производительность комплекса по переработке отвалов вскрышных пород установить на уровне 400 тыс. т/год с увеличением до 1 000 тыс. т/год для компенсации падения мощности подземного рудника;
– разработку осуществлять пятиметровыми слоями гидравлическим экскаватором с обратным черпанием вместимостью ковша 5,0 куб. м с транспортировкой горной массы шарнирно-сочлененными автосамосвалами грузоподъемностью 35 т. Вынутая горная масса будет транспортироваться на мобильный дробильно-сепарационный комплекс (ДСК), после переработки промышленный продукт будет перевезен на обогатительную фабрику Приморского ГОКа;
– хвосты сепарации укладывать во вновь создаваемые отвалы. Максимально возможный объем разместить в выработанном пространстве карьера, образованного при открытой разработке месторождения Восток-2.
Годовой объем складирования при производительности перерабатывающего комплекса 400 тыс. т/год и 1 000 тыс. т/год составит 133,0 тыс. куб. м и, 333,0 тыс. куб. м соответственно.
Основная задача при проектировании технологического комплекса заключалась в применении поточной схемы транспортировки хвостов от ДСК до чаши карьера и поиске способов укладки с учетом наличия зоны сдвижения от подземных горных работ (ПГР) действующего рудника, опоясывающей чашу карьера (рис. 2), нахождение людей и размещение техники в пределах которой запрещено [4].
Рис. 2. План карьера с зоной сдвижения от подземных горных работ
Условия разработки отвалов вскрышных пород усложняются наличием зоны сдвижения от ПГР в районе разработки (рисунок 2), крайне неоднородным содержанием полезных компонентов в горной массе, необходимостью реконструкции существующей системы съездов.
Учитывая данные факторы, основными задачами работы являлись:
- Определение очередности отработки отвалов согласно предварительной и имеющейся геолого-маркшейдерской документации.
- Выбор достаточной по размерам в плане площадки для размещения дробильно-сепарационного комплекса с учетом сложного рельефа и оптимальных значений длины откатки автосамосвалами с различных участков.
- Определение возможных мест складирования хвостов сепарации с необходимой вместимостью за пределами зоны сдвижения.
Наиболее привлекательным вариантом в этих условиях является вариант складирования хвостов сепарации непосредственно в чашу отработанного карьера. Несмотря на вышеперечисленные усложняющие факторы, преимущества данного варианта состоят в следующем:
– большой перепад отметок высот, позволяющий расположить значительный объем с одной точки отсыпки;
– уменьшение нагрузки на окружающую среду;
– отсутствие необходимости задействовать дополнительные площади и участки, частично воссоздать первозданный рельеф.
Сложный рельеф, а также наличие зоны сдвижения от ПГР обуславливают применение поточного принципа транспортировки хвостов сепарации конвейерным транспортом.
Способом непрерывного складирования пород в составе конвейерного комплекса является применение отвалообразователя. Данные машины рассчитаны на высокую производительность, так, например, ОШ 1600/110 способен перемещать породу на расстояние до 110 м с производительностью 1 600 куб. м/ч. Отвалообразователи являются дорогим несерийным оборудованием с высокой ценой и значительным сроком изготовления. При требуемой производительности по складированию хвостов сепарации 35–100 куб. м/ч применение отвалообразователя является нецелесообразным.
Предпочтение при решении данной задачи было отдано применению мобильного телескопического радиального конвейера – стакера (рис. 3). В данном случае, исходя из производительности, необходимости отсыпки максимально возможного объема с одной точки стояния и условий приобретения, был выбран стакер с максимальными линейными параметрами THOR T-150. Производительность стакера составляет 200 т/ч. Для требуемой производительности по складированию достаточно одной единицы оборудования.
Рис. 3. Схема с указанием габаритных размеров стакера THOR T-150
На первом этапе эксплуатации, при разработке отвала № 3 и частично 5а, дробильно-сепарационный комплекс (ДСК) и стакер размещают на площадке горизонта + 840 м, откуда производится отсыпка нагорного отвала № 1 объемом 450 тыс. куб. м, на втором этапе ДСК переносится на горизонт +805 м, а стакер устанавливается на горизонт +820 м, откуда отсыпает отвал № 2 объемом 1 874 тыс. куб. м в чашу карьера (рис. 4, 5).
Рис. 4. План расположения проектируемых отвалов с очередностью установки ДСК – 1, 2 и стакера 3, 4
Рис. 5. Схема расположения ДСК-2 и проектируемых отвалов пустых пород после РРС. Отвал № 1 – «Нагорный», № 2 – «Внутрикарьерный»
Как показали экономические расчеты, использование мобильного телескопического радиального конвейера – стакера по сравнению с транспортированием автосамосвалами снизило затраты на транспортирование пустой породы в выработанное пространство карьера на 50 %.
В дальнейшем при реализации данного проекта представляется возможным вовлечение в отработку забалансовых запасов подземного рудника Восток-2 с последующим складированием хвостов сепарации в чашу карьера по предложенной схеме с применением телескопического радиального стакера.
Предполагаемая бестранспортная технология складирования отходов производства и пустых пород вскрыши в выработанное пространство карьера с использованием мобильных телескопических радиальных конвейеров – стакеров может найти широкое применение как при разработке техногенных месторождений, так и при первичной разработке месторождений полезных ископаемых с внешним и внутренним отвалообразованием.
Библиографический список
1. Саматова Л. А., Гвоздева В. И., Киенко Л. А., Воронова О. В., Сорокина В. А. Минералого-технологические особенности руд шеелитового месторождения Скрытое и перспективы их обогащения // Тихоокеанская геология. 2011. Т. 30. № 6. С. 84–96.
2. Л. А. Саматова, Е. Д. Шепета. Инновационная технология переработки забалансовых руд и горной массы карьерных отвалов // Горный журнал. 2013. № 10. С. 53–56.
3. ТЭС «Использование отвалов вскрышных пород от открытой разработки вольфрамового месторождения Восток-2» // ОАО «Уралмеханобр». 2013.
4. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом ПБ 03-553-03 (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 13.05.2003 г. № 30).
