Болатова А.Б.(Восточно-Казахстанский государственный технический университет им.Д.Серикбаева)

 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЗАХОРОНЕНИЯ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩЕГО ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ПРИ ОТРАБОТКЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

 

Золоторудное месторождение Бакырчик является наиболее крупным золоторудным объектом Казахстана. Химический состав руд довольно устойчив, главным ценным компонентом является золото, попутными - серебро, мышьяк и сера сульфидная.

В настоящее время на месторождении, согласно технологическому регламенту применяется нисходящая слоевая система разработки с закладкой выработанного пространства [1]. Закладка выработанного пространства при слоевой системе с нисходящим порядком выемки слоев является неотъемлемой технологической операцией добычи руды, своевременность и качество выполнения которой оказывает существенное влияние на безопасность работ, на потери и разубоживание руды, а также интенсивность отработки запасов руд. Закладку выработанного пространства предусмотрено производить твердеющими смесями.

Необходимые прочностные и деформационные свойства закладочного массива определяются технологией горных работ. В качестве основной характеристики закладочного массива принята прочность на одноосное сжатие, определяемая по ГОСТ 10180-90. Остальные прочностные (прочность на растяжение, изгиб) и деформационные (модули упругости и деформации) характеристики имеют тесную корреляционную связь с прочностью на сжатие.

Нормативная прочность достигается подбором состава закладочной смеси и необходимым временем твердения. Фактическая прочность закладочного массива зависит от состава смеси и условий твердения. На момент обнажения закладочного массива фактическая прочность должна быть не меньше нормативной.

Считается, что достижение нормативной прочности искусственной кровли, рассчитанной по условию устойчивости горизонтального обнажения, обеспечивает безопасность горных работ. Однако опыт показывает, что это относится только к заходкам первой очереди, когда несущий слой искусственной кровли опирается на жесткие рудные опоры. При отработке заходок последующих очередей в результате объективно существующего недозаклада выработанного пространства и малого модуля деформации малопрочного закладочного массива в ранние сроки твердения пролет подработки несущего слоя возрастает.

         Расчет нормативной прочности закладки в несущем слое ведется по схеме балки, опертой на рудный массив или закладку уже отработанных заходок, нагруженной собственным весом и весом пригружающих слоев. При прогибе балки в ее нижних слоях возникают растягивающие напряжения.

Нормативная прочность закладки на разрыв sр определяется по формуле

 

,

 

где кп - коэффициент пригрузки (принимается равным 1,5);

      gз - удельный вес закладки (2,0 тс/м3);

       l - пролет обнажения искусственной кровли (ширина заходки);

       hн - мощность несущего слоя.

Все параметры, входящие в формулу расчета нормативной прочности (расчет нагрузки), носят вероятностный характер, так же как и фактическая прочность искусственного массива. Данный факт должен учитываться коэффициентом запаса, который определяется уровнем надежности (вероятностью разрушения).

Рассчитанные зависимости проектного коэффициента запаса прочности закладки от заданного уровня надежности приведены на рисунке 1.

При изменчивости фактической прочности закладки в пределах от 0,3 до 0,4 необходимо принимать коэффициент запаса 2,5÷5.

 

 

Рисунок 1 - Зависимость запаса прочности закладки от требуемой

надежности

*Руды Бакырчикского месторождения относятся к классу «упорных», в которых одним из основных матричных минералов является арсенопирит (FeAsS2). Золото месторождения находится в тесной минеральной ассоциации с арсенопиритом и кроме свободной макроструктуры образует элементы тонкой вкрапленности, эмульсионной включений, а также микроструктуры так называемого «невидимого» золота в арсенопирите и пирите[2].

Из золотосодержащей руды мышьяк удаляют пирометаллургической переработкой с использованием пилотной вельц-печи ВНИИцветмета. Также целью пиротехнической переработки является удаление углерода и серы. Для исследовании были использованы представительные пробы руды следующего среднего химического состава, %:

Таблица 1 – Химический состав руды месторождения Бакырчик

Наименование

Содержание, %

Наименование

Содержание,%

золото, г/т

9,1

медь

<0,005

железо

3,7

углерод

1,97

цинк

0,01

кремнезем

64,20

мышьяк

0,79

кальций

1,17

сера общ.

1,25

алюминий

7,3

свинец

<0,01

 

 

Для полной реализации принятых технологических решений [1] и их промышленного освоения необходимо провести дополнительные исследовательские и опытно-промышленные работы:

1 Изучение физико-механических свойств горных пород и районирование месторождения по устойчивости массива пород для уточнения параметров систем разработки, выбора типа и параметров крепей.

2 Изыскания и промышленные испытания системы разработки с нисходящей слоевой выемкой руды и закладкой выработанного пространства в условиях месторождения Бакырчик.

Список использованных источников:

1. Технологический регламент на проектирование подземной отработки месторождения Бакырчик производительностью 900 тыс. т в год, ВНИИцветмет, Усть-Каменогорск, 2008 г.

2. Технологический регламент на проектирование бетонозакладочного комплекса II-ой очереди ТОО "БГП", ВНИИцветмет, Усть-Каменогорск, 2003 г.