Обоснование параметров технологии формирования техногенных массивов из отходов обогащения в выработанном карьерном пространстве при открыто-подземной разработке медноколчеданных месторождений

• Автор: Зубков, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обобщение отечественного и зарубежного опыта формирования техногенных массивов в выработанном карьерном пространстве на основе отходов обогащения
1.1. Анализ опыта размещения отходов обогащения в выработанном пространстве карьеров
1.2. Способы подготовки отходов обогащения для размещения в хвостохранилищах и приготовления закладки
1.3. Гидрогеологическая и горнотехническая характеристика выработанных карьерных пространств и способы подготовки их

к закладке отходами обогащения

1.4. Анализ способов изоляции горных выработок от прорыва

воды, пульпы

Цель, задачи и методы исследования

2.2.Обоснование исходных данных и методика исследований

2.1. Оценка горно-геологической и горнотехнической ситуации
при освоении медноколчеданных месторождений открыто-подземным способом
2.2. Свойства отходов обогатительного передела
2.3. Классификация технологических схем использования карьерных пространств для размещения отходов обогатительных фабрик при комбинированной геотехнологии
2.4. Конструирование технологических схем размещения отходов обогащения в карьере при совмещении с подземными работами
2.5. Составление методики выбора и обоснования и параметров технологии закладки карьерного пространства сгущенными
отходами обогащения
Выводы по главе
3. Исследование технологических процессов закладки выработанного карьерного пространства сгущенными отходами обогащения
3.1. Определение свойств отходов обогащения, размещаемых в карьере
3.2. Изучение закономерностей намыва искусственного массива
в карьере
3.3. Разработка способов изоляции выработанного пространства карьера
3.4 Исследование свойств формируемых в карьере массивов из отходов
обогащения
Выводы по 3 главе
4. Разработка рекомендаций по заполнению карьерного пространства сгущенными отходами обогащения и их техникоэкономическая оценка
4.1.Технологические и технические решения по размещению
отходов обогащения в карьерном пространстве Учалинского карьера
4.2. Технические решения по отведению воды и изоляции карьера и подземных выработок
4.3. Экономическая эффективность размещения отходов в выработанном пространстве карьера
4.4. Методика выбора и обоснования закладки выработанного
пространства карьера отходами обогащения
Выводы по 4 главе
Заключение
Список использованных источников
Приложения
НИЕ^-

ВВЕДЕНИЕ
До настоящего времени отходы обогащения руд складируются в хвостохранилищах различного типа, занимающих только на Урале более 500 гектаров земель, при ежегодном приросте объемов техногенного сырья свыше 15 млн.т, так как для производства 1 тонны меди необходимо переработать до 100 т горной массы. Экологические выплаты за эксплуатацию хвостохранилищ, как опасных производственных объектов, достигают 15 % от затрат на добычу и переработку руды.
В промышленно развитых районах, каким является Уральский регион, выделение земель, особенно находящихся в сельскохозяйственном обращении, существенно осложнено. Решение данной проблемы возможно за счет использования в качестве емкости для размещения отходов горного производства выработанных пространств карьеров и подземных рудников, объемы которых только на медноколчеданных месторождениях составляют свыше 560 млн.м3.
Однако внедрение технологии формирования искусственных массивов в карьерном пространстве при комбинированной разработке месторождения сдерживается недостаточной изученностью процессов намыва жидких отходов обогащения в выемках, расположенных в нарушенном массиве и имеющих связь с подземными горными выработками действующего рудника.
Анализ имеющегося опыта использования выработанных пространств показал, что размещение в них отходов обогащения ведет к формированию водонасыщенных слабоуплотняемых массивов, характеризующихся низкими значениями предела текучести, что позволяет отнести их к категории опасных и весьма опасных по прорывам.
Использование карьерных пространств, подрабатываемых подземными работами, и заполняемых текущими отходами обогащения, будет приводить к дренированию больших объемов воды в подземные выработки, необходимости изоляции подземных работ, неполному использованию

В свою очередь анализ опыта подготовки выработанного пространства Учалинского карьера к закладке в период окончания добычных работ открытым способом показывает, что состояние карьера в данный момент не позволяет проводить закладку отходами обогащения, поэтому осуществляется доработка прибор-товых и законтурных запасов руд. Например, в юго-восточном борту Учалинского карьера, производится выемка прибортовых запасов и вскрытие запасов руд Но-во-Учалинского месторождения, согласно проектам, разработанным Унипромедь-Уралмеханобр-УГМК [12, 14, 96].
Согласно ЕПБ [28], доработка прибортовых и законтурных запасов с использованием выработок, пройденных в бортах отработанных карьеров, обуславливает необходимость работ, как по поддержанию в работоспособном состоянии карьерных съездов, так и по уборке от просыпи горной породы с предохранительных берм нерабочих уступов, выполаживающих борта отработанного карьера.
Особое внимание при проведении гидрогеологических и горнотехнических исследований [1, 2, 18, 108] обращается на: геомеханическое состояние погашаемого карьерного пространства; оценку прочностных физико-механических свойств вскрышных и вмещающих пород, из которых сложены борта отработанного карьера (для медноколчеданных месторождение £=12-16); устойчивость бортов карьеров в условиях повышенной влажности формируемого техногенного массива [44]. В связи с этим целесообразно проведение специальных исследований [12, 31] по прогнозу состояния бортов [46] и прилегающих территорий [15] в условиях размещения в карьере жидких отходов обогащения.
Известно, что крупные тектонические нарушения являются водопроводящими каналами и причиной неконтролируемого поступления воды и суспензий в подземные выработки, поэтому в процессе предпроектных инженерногеологических изысканий производиться их документирование и определение фиксируемых количественных характеристик.
Кроме того, в бортах карьера имеются выходы камер, заложенных твердеющей закладкой, разведочные и закладочные скважины, тектонические нарушения, которые имеют гидравлическую связь с выработками подземного рудника. Боль-