Анализ развития горных работ и конструкции рабочего борта на участке «Восточный» карьера Мурунтау

Навоийский горно-металлургический комбинат (НГМК) был создан в 1958 г для добычи и переработки урановой руды на базе крупного месторождения Учкудук. Сегодня деятельность НГМК связана с добычей и переработкой не только урановой руды, а еще целого ряда руд цветных металлов, из которых конечно приоритетное значение принадлежит золоту. Эффективная и производительная работа НГМК является залогом устойчивого роста экономического потенциала и социальной стабильности Республики Узбекистан.

Основным поставщиком золотосодержащей руды для комбината, является карьер Мурунтау, который разрабатывает одноименное месторождение. Месторождение представляет собой крутопадающее тело, залегающее на глубину до 2 км. Проектные размеры карьера в IV очереди: длина 4,7 км; ширина 2,5 км; глубина 675 м. Сегодня глубина карьера Мурунтау около 600 м. В то же время, существуют геологические, технологические и технические предпосылки для увеличения глубины карьера до 900-1000 м и более. Вскрытие месторождения осуществлено внутренними траншеями, четыре из которых предназначены для движения карьерного автотранспорта, а одна – для размещения конвейерных линий комплекса циклично-поточной технологии (ЦПТ). Для выемки руды и вскрышных пород и транспортировки их до мест перегрузки или складирования (отвалообразования) применяется экскаваторноавтомобильный комплекс оборудования.

Для обеспечения эффективной работы экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования требуется соответствующая этому комплексу нормальная ширина рабочей площадки и длина активного фронта работ. В карьере Мурунтау, как и на многих других глубоких карьерах большой производительности, на сегодняшний день наблюдается существенное недовыполнение объемов вскрышных работ по сравнению с проектными показателями. Что привело к увеличению угла откоса рабочего борта, сокращению длины рабочего и активного фронтов, уменьшению средней величины рабочей площадки, т.е. существенно ухудшило условия работы оборудования. В этих условиях особенно актуальным является поиск технических, технологических и организационных решений направленных на повышение эффективности работы предприятия.

Одним из способов повышения эффективности работы экскаваторноавтомобильного комплекса оборудования в условиях недостатка активного фронта работ является формирование конструкции рабочего борта карьера, обеспечивающей наиболее эффективное использование применяемого оборудования [1].

С целью определения конструкции рабочего борта карьера Мурунтау, обеспечивающей наиболее эффективное использование экскаваторноавтомобильного комплекса оборудования был выполнен анализ развития горных работ и конструкции рабочего борта на участке «Восточный» карьера Мурунтау.

Анализ развития горных работ и конструкции рабочего борта карьера выполнялся на основе планов горных работ за период 2003-2010 гг.

В основу анализа было положено изучение динамики ширины всех площадок в рабочей зоне и угла откоса рабочего борта.

Для определения размеров площадок на рабочих горизонтах на планах горных работ были нанесены линии, таким образом, чтобы расстояние между линиями в среднем составляло 100 м. Положение линий в целом соответствовало направлению линии откоса борта. В среднем на каждом плане участка «Восточный» было нанесено 7 линий. Каждая линия пересекала порядка 15-ти рабочих уступов. Фрагмент плана горных работ с нанесенными вспомогательными линиями представлен на рис 1.

Рис 1. Фрагмент плана горных работ с нанесенными линиями.

Для каждой площадки, через которую проходила линия, определялись три параметра: ширина площадки (А), величина заложения уступа (Б) и зона влияния линии (В).

С цель простоты дальнейшей обработки данных результаты измерений сводилось в электронную таблицу (Стандартное приложение Windows – Microsoft Office Excel), пример фрагмента таблицы с результатами замеров и некоторыми результатами обработки данных по одной вспомогательной линии представлен на рис. 2.

Горн зонт	Пло щадка	Заложения	Длина	Площадь по горизонтом	Ширина акт. запасы	Ширима пас. запасы	пл.актив, запас	пл.пассив, запас
45	336	8 6	100 1	3363 36	3.6	30	360.36	3003
60	17 7	13	1079	1909 83	0	17.7	0	1909.83
75	5.6	13.5	114 1	63896	0	5.6	0	638 96
90	0	10.6	1253	0	0	0	0	0
105	10	10.4	137 5	1375	0	10	0	1375
120	0	10.6	148.2	0	0	0	0	0
135	12	14	159.3	1911.6	0	12	0	1911.6
150	0	11	168 6	0	0	0	0	0
165	46	10.6	178	8188	16	30	2848	5340
180	0	41Л	186-	0	0	0	0	0
195	43	10	197.6	84968	13	30	2568.8	5928
210	53	12 5	204.1	10817.3	23	30	4694.3	6123
225	47	10	223.3	10495.1	17	30	3796.1	6699
240	0	16.6	2394	0	0	0	0	0
255	40	10	2562	10248	10	30	2562	7686
270	664	8	274.8	18246.72	36.4	30	10002.72	8244
285	4.5	17.2	285 1	1282.95	0	4.5	0	1282.95
300	0	15	290.9	0	0	0	0	0
315	8.7	11.8	309 5	2692 65	0	8.7	0	2692.65
325	13.2	17.5	321	42372	0	13.2	0	42372
335	7.4	5.7	327.1	2420.54	0	7.4	0	2420.54
345	39.4	8.3	340.5	13415.7	9.4	30	3200.7	10215
355	11.7	5	347.4	4064.58	0	11.7	0	4064.58
365	0	10	364 7	0	0	0	0	0
375	102	14	37,2	3 786 24	0	102	0	3786.24
385	46	7.4	388.9	17889 4	16	30	6222.4	11667
395	29.5	16.4	399	11770.5	0	29.5	0	11770.5
ИТОГО	544.9	338.9	6566.4	137250.43	144.4	400.5	36255.38	100995.05

Рис 2. Фрагмент таблицы с результатами замеров и результатами обработки данных по одной линии.

Общепринятыми отчетными показателями, характеризующими конструкцию рабочего борта карьера, являются угол откоса борта и средняя ширина рабочей площадки. Динамика этих показателей на участке «Восточный» за 2003-2010 гг. представлена на рис. 3, 4.

К сожалению, эти показатели не дают полного представления о конструкции борта карьера, но рисунки наглядно свидетельствуют о постоянном увеличении угла откоса рабочего борта и уменьшении среднего размера рабочей площадки. Конечно, такой принцип работы позволяет сокращать текущие объемы вскрышных работ, но при этом существенно ухудшаются условия работы, и усложняется организация работ на уступе. В результате, как свидетельствуют отчетные данные о показателях работы выемочного оборудования, его производительность падает.

Еще одним фактором, характеризующим конструкцию борта карьера, может являться величина распределение по горизонтам активных и пассивных запасов горной массы. Принципы определения активных и пассивных запасов горной массы изложены в статье В.В. Истомина и В.С. Коваленко [2].

Рис 3. Изменение средней ширины рабочей площадки на участке «Восточный».

На всех планах горных работ были определены величины активных и пассивных запасов горной массы по горизонтам. Ширина транспортной бермы, определяющей величину пассивных запасов на горизонте, для условий Мурунтау была принята 30 м.

Рис 4. Изменение среднего угла откоса рабочего борта на участке «Восточный».

Распределение активных и пассивных запасов в карьере Мурунтау в 2003 и 2010 гг. представлено на рисунке 5.

а)                                           б)

а, б – соответственно в 2003 и 2010 гг.

Рис 5. Распределение активных и пассивных запасов горной массы в карьере Мурунтау.

Представленные данные свидетельствуют о том, что даже за такой короткий период времени, для таких крупных предприятий как Мурунтау, величины активных и пассивных запасов горной массы в карьере не только существенно сократились, но и изменилось их соотношение.

Общая картина распределения активных и пассивных запасов горной массы в карьере говорит только о постоянном ухудшении условий работы экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. Конструкцию рабочего борта карьера характеризует распределение запасов горной массы по горизонтам. Пример диаграммы распределения активных и пассивных запасов по горизонтам участка «Восточный» карьера Мурунтау представлен на рис. 5.

Представленная на диаграмме картина распределения по горизонтам активных и пассивных запасов носит бессистемный характер, что свидетельствует о том, что на рассматриваемом участке фактор влияния конструкции борта на производительность экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования не учитывался.

Рис 6. Распределения активных и пассивных запасов горной массы по горизонтами.

В целом анализ развития горных работ и конструкции рабочего борта на участке «Восточный» карьера Мурунтау показал:

• •    систематическое отставание подвигания вскрышного фронта работ от добычного привело к увеличению угла откоса рабочего борта и сокращению активных запасов;

• •    продолжение развитие горных работ на тех принципах, которые закладывались в период 2003-2010 г. приведет к существенному снижению производительности экскаваторно-автомобильного комплексам оборудования, и скорее всего к необходимости изменения технологии отработки этого участка.

• •    резервом повышения эффективности работы экскаваторноавтомобильного комплекса оборудования, в сложившихся условиях (но не выходом из сложившейся ситуации), является оптимизация конструкции рабочего борта карьера.

Выполненные ранее исследования [1] показали, что при оптимизации конструкции рабочего борта карьера для условий участка «Восточный» карьера Мурунтау возможно увеличение производительности существующего экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования на 8-12%.