5.4. Пример подземной разработки с предварительным удалением налегающих пород
При комбинированном способе разработки полиметаллического месторождения часть руды была оставлена в борту карьера. Экономический расчет показал, что расширение карьера невыгодно, чему также способствовало расположение его в центре промышленной площадки. Дальнейшее расширение карьера требовало сноса насосной станции, подстанции, ЛЭП, поэтому до окончания работ в нем было законсервировано более чем 2 млн. т руды.
Разведка района показала, что рудный контур расположен непосредственно под- толщей гравийно-галечпиковых водоносных отложений, приток воды в карьер превышал 1000 м3, дренаж осуществляли через серию подземных выработок с перепуском воды по скважинам. Было установлено, что на многих приконтактных участках руды окислились и превратились в глиноподобную гидрофобную массу.
Для отработки указанного района были предложены и исследованы следующие варианты.
Вариант 1. Частичное расширение карьера и добыча всех видов руд открытым способом.
Вариант 2. Отработка подземным способом камерными системами разработки с последующей бетонной закладкой.
Вариант 3. Предварительное удаление налегающих пород по всей площади района с учетом углов обрушения от ведения подземных работ с попутной добычей части окисленных руд и применение при подземной разработке систем с массовым обрушением. Угол откоса борта карьера с учетом конкретных горно-геологических условий был принят 30°, а на рабочих уступах при обязательном водопонижении — 45°.
Технико-экономическое обоснование эффективности выбранного способа отработки дают на основании сравнения затрат на вскрышные работы, стоимости металлов в концентрате при добыче открытым, подземным и комбинированным способами с учетом потерь и разубоживания по методике, изложенной в 5.3.
Вариант 1 требовал значительного объема вскрышных работ (коэффициент вскрыши —16 м3/м3), сноса ряда промышленных зданий и сооружений, расположения борта карьера в опасной близости с рекой, поэтому был отвергнут. Сравнение вели между вариантами 2 и 3. В обоих случаях предполагали, что подземный участок вскрыг и подготовлен к добыче, были приняты одинаковые затраты, на дренаж и осушение. В результате расчета прибыль, полученная при использовании варианта 3 с предварительным удалением налегающих пород и подземной добычей, составила 4524 тыс. руб, Экономический эффект был получен в основном за счет снижения потерь и разубоживания, а также возможности селективной добычи и переработки окисленных и смешанных руд, залегавших в районе ведения открытых работ. Для отработки рудного тела был принят вариант 3. Его осуществление на практике было связано с осложнениями (которые снизили расчетную прибыль, потребовали новых инженерно-технических решений), но одновременно и подтвердило правильность выбора.
В первый период работы, когда отрабатывали зону, лежащую в депрессионной воронке раннего осушения карьера, условия работы были удовлетворительные. Сползания уступов не наблюдали при углах откоса 60° и даже 80°.
Дренаж первого водоносного горизонта осуществляли самотеком через вскрытые участки, воду через систему нагорных канав и дренажных перепускных скважин подавали в подземные выработки.
Однако из-за невыполнения дальнейшего осушения района, предусмотренного проектом, при вскрытии второго водоносного напорного горизонта произошло вымывание подстилающих пород и, как следствие, просадка и сползание вышележащих трех уступов и части капитальной въездной дороги. Объем обрушившейся ч сползшей горной массы превысил 30 тыс. м3. При сползании уступов экскаватор был перемещен на "80 м вниз.
Для восстановления условий нормальной работы въездная дорога в карьер была отнесена, для чего потребовалась дополнительная выемка 48 тыс. м3 породы, началось бурение скважин для принудительного осушения района. Для предотвращения дальнейшего движения уступов осуществили пригрузку скальным грунтом в объеме 10 тыс. м3 с верхнего уступа на сползшую горную массу.
В период ее уборки произошло вторичное сползание приуступного объема обрушенной горной массы, выдавленной пригрузкой. Скальные породы пригруза, перекрыв участки обнажения напорного водоносного слоя, воспрепятствовали размыву и укрепили борт, этому также способствовали снижение напора и .осушение района с применением дренажных водопонижающих скважин. Расчеты показали, что без осушения в указанных гидрогеологических условиях сползание борта было предопределено. Расчетный коэффициент запаса устойчивости равен 0,664.
Уступ в водонасыщенных гравийно-галечниковых отложениях при принятых углах откоса уступов в 45°, а при выполаживанни — в 34° находится в неустойчивом равновесии, так как расчетный коэффициент запаса менее 1,2.
Учитывая факторы, способствующие деформации уступов в водонасыщенных грунтах, предлагаем следующие мероприятия, повышающие устойчивость уступов:
создать систему водоотводных канав, обеспечивающих направленный сток фильтрующихся грунтовых вод и атмосферных осадков;
не допускать подработки фильтрующего слоя, по которому возможны оползни;
избегать массовых взрывов на граничных уступах;
строго соблюдать параметры уступов и требования профилактического характера, предусмотренные проектом.
Оглавление Вверх:
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРЬЕРНЫХ ВЫРАБОТОК ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ