Оптимальные технологии подземной добычи руд Сибири

Горнодобывающая промышленность - одна из ведущих отраслей глобальной экономики, занимающая 5-е место по уровню капитализации крупнейших компаний, и, следовательно, одна из основных систем, влияющих на окружающую среду.

Более 25 % суши земного шара и около 64 % территории России (Сибирь, включая Северо-Восток, Дальний Восток, Алтай и арктическую зону) находится в условиях криолитозоны – мерзлой зоне литосферы, характеризующейся отрицательной температурой (до -15 °С), содержанием ледяных включений или кристаллов льда, толщью мерзлых горных пород с изотермической нижней границей 0оС, достигающей мощности от нескольких сотен до 1500 м.

В этой зоне России сосредоточены запасы ценных руд Au, Ag, Pt, Sn, W, Mo, Cu, Zn, Pb, алмазов, редких земель, оптического кварца, угля, железа. Только запасы золота, добыча которых может вес- тись подземным способом, составляют 56 %.

Указом Президента РФ от 2 мая 2014 г. № 296 определены механизмы реализации госполитики в Арктике с целью «... расширить ресурсную базу зоны, сохранить природную среду, обеспечить достаточный уровень фундаментальных и прикладных научных исследований...» [12].

Проблема обеспечения экологической безопасности при добыче полезных ископаемых в условиях криолитозоны состоит в первую очередь в чрезвычайно высокой чувствительности этой зоны к техногенной нагрузке, так как восстановление нарушенной экосистемы в отрицательных температурах происходит во много раз медленнее, чем в европейской части России.

Горнодобывающая промышленность оказывает огромное влияние в целом на всю биосферу: атмосферу, литосферу, гидросферу.

МИСиС

Рис. 1. Распространение криолитозоны России

В первую очередь на загрязнение воздушной среды: выброс ядовитых газов при ведении взрывных работ, выброс метана ; выброс технологической пыли при бурении взрывных шпуров и скважин, при дроблении руды и пустых пород, при движении транспорта ; загрязнение атмосферного воздуха автомобильным транспортом и дизельным горным оборудованием выхлопными газами ; выброс газов при сжигании угля и дизельного топлива при работе ТЭЦ и других отопительных систем, особенно при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) - похолодании.

Выборочная добыча богатых участков месторождения - это варварское извлечение ценных руд с высоким содержанием полезного ископаемого из недр, которая приводит к преждевременному закрытию горно-обогатительных предприятий, потере в недрах значительного объёма полезных ископаемых, подготовленных к выемке (до 40 - 60 %), ликвидации целых подотраслей горного производства, что оказывает огромное влияние на национальную безопасность России.

В огромной степени это сказывается при добыче ценных руд в условиях криолитозоны - зоны, как правило, с неразвитой инфраструктурой, дефицитом квалифицированных кадров, разбросом месторождений на больших территориях, отсутствием энергоресурсов.

Поэтому к технологиям недропользования, влияющим на природную среду криолитозоны предъявляются особые требования.

Объём выбросов пыли и газов в атмосферу при разработке месторождений полезных ископаемых составляет ежегодно сотни тысяч тонн.

Кроме того, большое влияние на проблему сохранения чистоты атмосферы и обеспечение национальной безопасности оказывает вырубка ценных сортов древесины Сибири в огромных объёмах для крепления подземных выработок с целью управления геодинамическими процессами горного массива.

Из всех существующих систем подземной разработки месторождений необходимым требованиям отвечает система подземной разработки с закладкой выработанного пространства.

Однако ни одно из месторождений в условиях криолитозоны в настоящее время не разрабатывается данными системами. Это связано с их трудоемкостью,

Национальный исследовательский технологический университет необходимостью строительства дорогостоящих закладочных комплексов и трубопроводов, дефицитом вяжущих материалов (цемент и проч.), резким подорожанием материалов, услуг, транспорта, высокой себестоимостью закладочных работ, отсутствием технологий, адаптированных к местным условиям, отрицательным влиянием низких температур на время и технологией формирования цементного закладочного массива [7, 8].

Минимальной себестоимостью обладает ледяная или льдопородная закладка, образуемая за счет естественного холода криолитозоны без применения специальных охлаждающих установок.

Начиная с сороковых годов 20 столетия этому вопросу уделялось большое внимание как отечественных, так и зарубежных исследователей.

Для решения этой проблемы фундаментальные исследования проводились в научно-исследовательских институтах: ВНИИ-1, Институт горного дела Севера СО РАН, Гипроцветмет, Иргиредмет, ИГД им. А.А.Скочинского, ВНИМИ; вузах – МГОУ, ЛГИ и др. [7, 11].

Анализ и обобщение практического применения в горной промышленности технологии с замораживаемой закладкой впервые были проделаны В.П. Бакаки-ным [1]. Исследования института ВНИИ-1 в 1981 - 1986 гг. позволили установить, что для рудников Северо-Востока приемлемы системы разработки с закладкой замораживаемыми закладочными смесями. Обзор и анализ практического применения в горной промышленности технологии со смерзающейся закладкой приведены в работах Г.П. Необутова, В.Г. Гринева [10, 11], где обобщены результаты многолетних исследований, проведенных ИГДС СО РАН.

Практический интерес представляют технологические схемы и опытно- промышленные испытания разработки месторождений полезных ископаемых в зоне многолетней мерзлоты, проведенные в Швеции, Норвегии, США, Канаде, Дании, Исландии [2, 7, 11, 13, 14, 21].

На одном из объектов шведской компании «Болиден» [16] ледяная закладка применялась при разработке рудной залежи по простиранию 300 м, мощностью 6 м, высота слоя составляла 6 м, температура горного массива - +5 °С, температура охлаждающего воздуха минус 20 °С, скорость движения воздуха 4 - 5 м/с. Число рабочих дней в году - 225.

Отмечается, что важными этапами способа разработки с закладкой льдом являются:

• 1-й этап: охлаждение породного массива в районе горных выработок, подлежащих закладке, созданием циркуляции холодного воздуха с температурой от - 15 до -20 ^оС, в результате чего нулевая изотерма располагается в горном массиве на расстоянии 1 - 2 м от стенки выработки;

• 2-й этап: образование ледяного массива путем поочередного заливания слоев воды на уже замерзший ранее массив с периодическим охлаждением слоя пропусканием холодного воздуха;

• 3-й этап: сохранение ледяного массива замерзшим путем пропускания над ним холодного воздуха с одновременным извлечением руды под ледяной закладкой.

Важно, чтобы охлаждающий поток воздуха, имеющий температуру -15 - -25 °С и скорость 4 - 5 м в секунду, не смешивался и не пересекался с вентиляционной струей.

Установлены следующие константы ледяной закладки: плотность 918 кг/м3, теплоемкость 0,5 ккал/кг, теплота плавления 80 ккал/кг, коэффициент

Национальный исследовательский технологический университет

Пуассона 0,5. Найдено, что при современной технике охлаждения применение способа целесообразно при температуре горного массива не выше плюс 10 °С.

Рассматривается способ крепления выработанного пространства путем заполнения его льдом. Отмечается, что применение такого способа разработки полезного ископаемого возможно в северных районах земного шара, где можно комбинировать искусственные и естественные способы получения льда в необходимых количествах и по приемлемым ценам [16]. Приводится перечень месторождений Финляндии, Швеции, Гренландии, Канады, благоприятных для применения льдопородной закладки.

Горным институтом технического университета Клаузал проведены лабораторные исследования возможности применения замораживаемой закладки в условиях, соответствующих арктическим [20]. Были проведены исследования смеси, состоящей из отходов флотации и 20 - 30 % воды, в процессе которых определялись время замерзания и получаемая прочность в зависимости от применяемого состава и температуры. При этом рассматривалось охлаждение воздухом и охлаждение с помощью специально подаваемого по трубам хладагента. Приведены примеры возможного применения такой закладки при камерно-столбовой системе разработки. Показана экономическая целеесообразность применения замораживаемой закладки по сравнению с бетонной для нормальных условий, а также возможность более полного извлечения полезного ископаемого из недр.

Способ слоевой нисходящей выемки руды под ледяным целиком, обепечи- вающий высокие показатели извлечения, разработан фирмой Минделко [14, 22]. На рис. 2 представлена технологическая схема выемки руды под ледяным целиком. После извлечения руды выработанное пространство заполняют льдозаклад-кой послойным намораживанием льда для обеспечения выемки руды из нижележащего слоя. При этом отрицательная температура льдозакладки поддерживается охлажденным воздухом с температурой 10-15 оС. Температуру в забое ре-комндуется поддерживать не выше плюс 1-2 оС. Добыча руды может проводиться одновременно на нескольких горизонтах, чтобы избежать перерывов в работе в течение приблизительно двух недель, необходимых для замораживания нового слоя льда. Замораживание осуществляется тремя фазами: 1) охлаждение горного массива; 2) послойное намораживание воды; 3) поддержание отрицательных температур в горном массиве.

Другой метод разработан датскими учеными Копенгагенского университета и доложен на симпозиуме физики и механики льда [19]. Он заключается в поэтапной добычи полезных ископаемых с помощью заполнения льдом с открытой поверхности в горную выработку путем постепенного опускания ледяного массива (рис. 3) и возможен для следующих условий: 1 - крутое и маломощное рудное тело во вмещающих породах; 2 - добыча руды начинается открытым способом; 3 - заполнение выработанного пространства льдом и подготовка к взрыву руды непосредственно под ледяным целиком; 4 - извлечение взорванной массы, в то время как ледяное тело начинает опускаться вследствие отсутствия донной опоры; 5 - заполнение льдом выработанного пространства; 6 - повторение процесса.

v х> И                                                                                                                       Национальный исследователь технологический университет

Воздух, циркулирущий а замкнутом контуре

Рис. 2. Вариант слоевой выемки руды с нисходящим порядком отработки слоев

Рис. 3. Поэтапная добыча полезных ископаемых с помощью заполнения льдом выработанного пространства; I, II, III, IV, V, VI - последовательность отработки

Применение данного способа невозможно без решения следующих вопросов: производство и подача требуемых объемов льда, создание монолитного ледяного целика, поддержание необходимой скорости таяния льда на контакте «лед - горный массив» и скорости движения ледяного массива, обеспечение безопасности ведения горных работ под ледяным массивом .

В работе [23] рассмотрена возможность использования в качестве закладочного материала глетчерного льда на руднике Бидновэдж (Норвегия). Глетчерный лед обладает свойствами текучести и хорошо заполняет лежащие под ним пустоты . Однако необходимо всегда иметь достаточный запас льда как для заполнения выработанного пространства, так и для восполнения растаявших участков. Наиболее

Национальный исследовательский технологический университет дешевым способом получения льда считается, по мнению норвежских исследователей, получение его из снега, лежащего на склонах гор, и из искусственного снега. Глетчерный лед предлагается аккумулировать в старом карьере для применения его в последующем на подземных работах. Приводятся расчеты экономической целесообразности применения глетчерного льда в качестве закладочного материала и описаны рудники, на которых можно применять данный способ.

На свинцовом руднике Вассабо (Швеция) проектируют закладку выработанного пространства льдом, формируемым непосредственно в очистном пространстве. Для этого после предварительного охлаждения горных выработок будут проводить намораживание льда из воды. Междукамерные целики извлекают по мере заполнения выработок льдом. Стоимость проекта оценивается в 3,3 млн франков [18].

Хорошие результаты применения ледовой закладки достигнуты на руднике Рэнкин в Канаде [17]. Лед с поверхности по специальной выработке подавали в шахту для закладки выработанного пространства. В течение года намораживали 25 000 м3 льда с затратами 0,12 долл. за 1 м3, закладка породой обходилась в 2 долл. Рудник получил годовую прибыль в сумме 50 000 долл.

В работах [4, 13] даются аналитические расчеты и обоснование применения системы разработки с закладкой выработанного пространства льдом при комбинированной отработке месторождения средней и большой мощности в горном массиве с положительной температурой до плюс 8 оС и более. Усовершенствована система подэтажного обрушения с заполнением выработанного пространства, сформированного в старом карьере над рудным телом искусственным ледником, который, «обладая необходимой способностью движения, опускается в выработанное пространство и поддерживает вмещающий массив горных пород в устойчивом состоянии», не смешиваясь с отбитой рудой (рис. 4). Сделан вывод на основании законов гляциологии о том, что «массив льда обладает способностью движения в выработанное пространство со скоростью, превышающей скорость извлечения руды, т.е. скорость продвижения фронта очистных работ» [15].

Применение предлагаемой технологии позволяет снизить себестоимость подземной добычи до 15 норв.крон/т, приближаясь к себестоимости открытых горных работ (10 норв. крон/т), получить дополнительную прибыль от разработки участков залежей низкосортных руд.

Рассмотренные выше варианты добычи руд с ледяной или льдопородной закладкой применялись или при наличии больших объёмов искусственного льда, или при необходимости использования охлаждающих установок для поддержания горного массива в отрицательных температурах.

Проблема формирования льдопородной закладки состоит в том, что применение этого вида закладки сдерживается большой продолжительностью затвердевания закладочного массива, отставанием объемов его образования от объема высокопроизводительных очистных работ.

Национальный исследовательский технологический университет

Рис. 4. Система разработки с закладкой выработанного пространства льдом:

1 - отработанный карьер, частично заполненный искусственным ледником; 2 - откаточный горизонт, расположенный на 25 м ниже дна карьера (показан ледник, сползающий в выработанное пространство); 3 - горизонт подсечки, на котором ведется бурение взрывных скважин вне зоны влияния других работ: 4 - подготовительный горизонт, на котором ведется проходка подготовительных выработок вне зоны влияния очистных работ

Задача оптимизации формирования ледяной и льдопородной закладок в подземных условиях без применения охлаждающих установок состоит в определении параметров, обеспечивающих минимум времени замерзания искусственного целика для набора необходимых прочностных свойств, исследовании механизма замораживания ледяного и льдопородного целика и разработке принципов формирования закладочного массива без отставания от очистных работ.

Основными параметрами, влияющими на время замораживания, являются:

• •    объем и начальная температура замораживаемой воды;

• •    температура рудничного воздуха и скорость его движения;

• •    температура горного массива;

• •    температура дробленых пустых пород, их количество и кусковатость (в случае использования пустых пород для формирования льдопородного закладочного массива);

• •    удельная теплоемкость воды, льда, породы;

• •    скрытая теплота кристаллизации воды;

• •    конечная температура закладочного массива.

Только при оптимальном соотношении всех этих параметров можно образовать монолитный искусственный целик (закладочный массив) с необходимыми прочностными свойствами за заданный период времени.

В конце 1990-х гг. проблему удалось решить, разработав математические модели формирования ледяной и льдопородной закладки для различных горно-

Национальный исследовательский технологический университет геологических условий криолитозоны и выполнив опытно-промышленные испытания на отечественных предприятиях [7, 8].

Исследования показали, что для получения закладочного массива с заданными прочностными свойствами за технологически необходимый период времени необходимо строго соблюдать предельное соотношение объемов воды с начальной температурой +4 °С и дробленой породы с различной степенью охлаждения (рис. 5).

Это имеет решающее значение при формировании льдопородного целика. Например, для получения монолитного искусственного закладочного массива (как следует из выполненных исследований – рис. 5), допускающего обнажение до 20 - 40 м, на единицу объема дробленых пород (заполнителя) с температурой –20 °С должно быть в 11 раз меньше объемов воды (вяжущего) с температурой +4 °С. Если воды будет подано больше, она не замерзнет в полном объеме, целик не охладится до требуемой температуры и не будут обеспечены его монолитность, устойчивость и прочностные свойства, технологический процесс добычи руд прервется.

На рис. 6 представлены зависимости времени замораживания льдопородной закладки (при предельных значениях соотношений масс породы и воды 10; 15; 20; 25; 30) от различных значений начальных температур породы, позволяющие выбрать оптимальное время замораживания льдопородного массива необходимой прочности .

Сравнение времени замораживания формируемых искусственных ледяного и льдопородного целиков мощностью 2,4 м показывает, что применение охлажденной породы ускоряет процесс замораживания несущего целика в три раза и более. Это позволяет увязать во времени процесс формирования закладочного массива в выработанном пространстве с технологиями разработки месторождений исходя из безопасных условий труда.

Аналитические решения были апробированы в натурных условиях отечественных горнопромышленных предприятий: Дукатский ГОК, Узельгинский рудник, Калгутинский рудник, Джидин-ский вольфрамо-молибденовый комбинат и др.

Рис. 5. Предельное соотношение льдопородного хладагента и воды в зависимости от температуры хладагента

Национальный исследовательский технологический университет

Рис. 6. Время замерзания ЛПЗ для различных соотношений V П У в (V n - объем породы (хладагента); V в - объем воды):

1 - 1:10; 2 - 1:15; 3 - 1:20; 4 - 1:25; 5 - 1:30

Экотехнология разработки Ду-катского месторождения. Рудные тела Дукатского месторождения имеют невыдержанные контакты с вмещающими горными породами. Опытнопромышленный участок одного из месторождений состоит из ряда взаимно пересекающихся жил, часть месторождения недостаточно разведана, контакты рудных тел определяются по результатам разведочных выработок. Исходя из горно-геологических условий принят вариант сплошной камерной системы разработки с льдопородной закладкой с применением самоходного оборудования (рис. 7) [7].

Узельгинский рудник. Выполненные опытно-промышленные проекты показали, что дистанционно управляемые погрузочно-доставочные машины (ПДМ с ДУ) позволяют изменить конструкцию днища камеры и сделать его плоским. Это исключает создание выпускных отверстий и снижает потери руды на 10 - 15 %.

Исключение выпускных отверстий (рис. 8) и качественное обуривание горного массива современной буровой тех- никой (по паспортам БВР с оптимизированной линией наименьшего сопротивления W) веерами скважин 4 диаметром 65-145 мм из буровых штреков 3 вместе с доставкой отбитой руды мощной самоходной техникой 2 (с объемом ковша 5-8 м3) значительно повышает эффективность подземной разработки. Кроме того, применение ПДМ с ДУ позволяет извлечь рудную массу 1 из труднодоступных участков камеры, где при типовых вариантах разработки она была бы безвозвратно потеряна. Применение участковых дробилок в комплексе с дистанционно управляемым оборудованием обеспечивает бесперебойную поточность движения горной массы по всей трассе и огромную производительность до 7-12 тыс. т руды в год на одного рабочего (!).

Применение дистанционно управляемых ПДМ позволяет увеличить производительность труда на 30 - 40 % за счет увеличения коэффициента использования машины, так как обеспечивается поточность движения рудной массы, исключается слеживаемость руды, сокращаются потери руды на 15 - 20 %.

МИСиС

Национальный исследовательский технологический университет

Рис. 7. Камерная система разработки с льдопородной закладкой в III рудной зоне Дукатского месторождения:

1 - закладочный орт; 2 - вентиляционный восстающий; 3 - вентиляционный штрек; 4 - буровая выработка; 5 - доставочный штрек; 6 - погрузочный заезд; 7 - рудоспуск; 8 - ПДМ с ДУ; 9 - изолирующая перемычка

Рис. 8. Схема отработки рудного блока камерной системой с плоским днищем и использованием дистанционно управляемой погрузочно-доставочной машины:

1 - отбитая руда; 2 - погрузочно-доставочная машина с дистанционным управлением; 3 - буровые

штреки; 4 - веера скважин; W - линия наименьшего сопротивления

Национальный исследовательский технологический университет

Как показали результаты, снижение потерь руды при использовании ПДМ с ДУ позволяет извлекать из каждой камеры Узельгинского рудника дополнительно 4 200 т руды [7] .

Решение проблемы экологически безопасной разработки многолетнемерзлых урановых месторождений Восточной Сибири . Значительные резервные запасы урана России расположены в Эльконском урановорудном районе Восточной Сибири на Алданском щите.

Одними из главных проблем освоения этих месторождений являются борьба с пылеобразованием и обеспечение радиационной безопасности при добыче урановой руды в зоне вечной мерзлоты. Запыленность рудничного воздуха в шахтах и рудниках в области вечной мерзлоты нередко в десятки раз превышает санитарные нормы. При этом поиск эффективных средств борьбы с пылью осложняется недостаточной изученностью особенностей и условий пылеобразования, естественного пылеосаждения, а также связи этих процессов с тепловым режимом выработок, пройденных по многолетнемерзлым породам. Характерной особенностью пылевого режима рассматриваемых рудников является его зависимость от времени года: результаты исследований показали, что при одинаковых условиях транспортирования и проветривания концентрация пыли в рудничном воздухе зимой оказывается в 6 - 9 раз выше, чем летом [5] .

Для уменьшения столь большой воздухопотребности рудников необходимы: выбор оптимальной системы разработки, исключающей продолжительное нахождение отбитой горной массы в блоках; создание вентиляционных концентрационных горизонтов, где будет собираться и осаждаться отработанный за грязнённый воздух; расчет оптимальных вариантов буровзрывных работ; исключение рабочих мест на исходящей вентиляционной струе.

Минимизация техногенной нагрузки обеспечивается за счет использования отходов обогатительного передела в качестве закладочного материала; значительного снижения расхода крепежного леса; освобождения площади отвалов пустых пород; возможной утилизации отходов ТЭЦ и обогатительного передела на территории экосистемы в качестве вяжущего материала при формировании закладочного массива (рис. 9).

В целом, выполненные исследования и опытно-промышленные испытания на предприятиях недропользования в условиях криолитозоны России показали, что системы разработки месторождений подземным способом с ледяной и льдопородной закладкой обеспечивают экологическую и национальную безопасность как за счёт предотвращения загрязнения воздуха и сохранения от уничтожения лесных угодий, так и снижения потерь и разубоживания ценных руд и стратегического сырья [3].

Кроме того, созданная технология позволяет [3, 7]:

• •    утилизировать не менее 80 % отвальных пород и до 40 % объёма хвостов обогащения, используя их в качестве наполнителя при изготовлении льдопородной закладки;

• •    снизить интенсивность пыли в вентиляционном выбросе из шахты почти в 2 раза (в 1,84 раза);

• •    обеспечить безопасность труда с одновременным снижением техногенной нагрузки на экосистему за счёт локализации технологической пыли в подземном очистном пространстве и на всём пути движения горной массы;

Национальный исследовательский технологический университет

Сокращение площади нарушения земной поверхности при использовании льдопородной закладки

Таблица 1

Виды экологического эффекта	ч ч 5 и Е о я В и я я я я о к© я ч У Я © ч ^ Я и « ч Я        , « g а ч < г © и N_ и я о S я я	Экологический эффект от снижения площади, км2/г, уничтожения естественной биоты при создании инфраструктуры поверхностного комплекса предприятий при объеме годовой добычи, т
		1 ⋅ 106	2 ⋅ 106	5 ⋅ 106	10 ⋅ 106
Снижение объема твердых отходов	0,52	0,52	1,04	2,6	5,2
Увеличение производительности труда на действующем руднике	1,82	1,82	3,46	9,1	18,2
Снижение расхода лесоматериалов (непрямой эффект)	2,30	2,30	4,60	11,5	23,0
Утилизация технологической пыли в подземном пространстве	0,06	0,06	0,12	0,3	0,6
Применение вахтового метода разработки	9,10	9,10	18,20	45,6	91,0

• •    кардинально сократить потребность предприятий в лесоматериалах, используемых для управления горным давлением: такое снижение расхода эквивалентно сохранению от вырубки 2,3 м² лесных угодий на 1 т добычи рудного сырья (табл. 1);

• •    при строительстве на основе геотехнологии со льдопородной закладкой небольшого горного предприятия с годовой добычей в 250 - 300 тыс. т в год получить экологический эффект, выраженный в сохранении от полного разрушения 2 км² уникальной биоты Сибири ;

• •    сократить общую численность трудящихся на 15 - 25 % (в зависимости от применяемой геотехнологии), что даёт экологический эффект от снижения площади полного уничтожения биоты при создании жилой инфраструктуры в размере 1,82 км²/т добычи .

• •    повысить экономическую эффективность в условиях Дукатского месторождения, по сравнению с применяемой технологией, на 4,84 млн у.е/год.

Другой проблемой обеспечения экологической безопасности является разработка маломощных месторождений в крепких горных массивах, в которых залегают огромные запасы ценных металлов, редкоземельных руд.

Принципиально новым техническим решением добычи маломощных ценных крепких руд с обеспечением высокого качества извлечения, производительности предприятия и экологической безопасности является технология добычи полезных ископаемых выбуриванием скважин большого диаметра [7, 9, 23 - 30]. Эта технология была испытана на Ловозёрском ГОКе (рис. 10).

Опытно-промышленные испытания комбайна КД800Э в условиях Ловозер-ского ГОКа позволили:

• •    повысить производительность труда в 1,5 - 2,5 раза и снизить трудозатраты на добыче и переработке руды;

• •    исключить стадии крупного, среднего, мелкого дробления и грохочения при обогатительном переделе с экономией расхода электроэнергии до 50 %;

• •    повысить качество извлечения руд из недр - снизить потери с 18 - 20 до 3 - 5 %, разубоживание с 40 - 46 до 20 - 22,5 %;

  v х> И                                                                                                                       Национальный исследователь

  технологический университет

  

  Рис. 10. Технологическая схема опытно-промышленного участка рудника «Карнасурт» Ловозёрского ГОКа:

  1 - добычной комбайн КД800Э; 2 - пионерные пилот-скважины; 3 - расширенные скважины, заполненные закладочной смесью; 4 - пульпосборник ; 5 - грузо-людской квершлаг; 6 - восстающий; 7 - буровые штреки ;

  8 - устройство для обезвоживания и разделения бурового шлама ; 9 - вагонетки; 10 - расширитель; 11 - вентиляционный квершлаг; 12 - рудная (балансовая) залежь; 13 - расширяемая скважина без крепления

  
  

• •    сократить численность подземных рабочих на 15 - 20 %;

• •    улучшить безопасность горных работ за счет снижения проявлений горного давления , объемов взрывных работ, предотвращения породных взрывов, пожароопасности, улучшения вентиляции рабочих мест, выведения людей из очистного пространства;

• •    механизировать и автоматизировать основные технологические процессы, значительно сократить объемы ручного труда;

• •    создать технологию добычи руд из маломощных удароопасных залежей без присутствия людей в очистном пространстве;

• •    осуществить безопасную, экологически чистую циклично-поточную тех-

• нологию добычи и переработки полезного ископаемого;

• •    повысить экономическую эффективность по сравнению с применяемой технологией на 1,5 - 6 млн у.е/год [7, 8] .

Национальной безопасности России угрожает выборочная, варварская отработка только богатых участков руд вследствие того, что оставшиеся участки месторождения с небольшим содержанием полезных ископаемых становятся нерентабельными, их разработка становится экономически нецелесообразной, убыточной. Это может привести к полному закрытию (ликвидации) горнорудных предприятий, ликвидации отрасли стратегического сырья.

Наглядным примером может служить судьба оловодобывающей промышленности в Приморье!

Национальный исследовательский технологический университет

Хрустальненский         горно обогатительный комбинат (ХГОК) (1942-1992) - лидер по добыче и обогащению полиметаллической руды в посёлке городского типа Кавалерово Приморского края: в советские годы ХГОК давал около 30 % всего добытого олова в стране.

«С середины 1990-х годов предприятия оловодобывающей промышленности были вынуждены отрабатывать только участки богатых руд.... в 2001 г. обанкротился Хрустальненский ГОК - добыча олова прекращена, а шахты затоплены. ... Оставшееся оборудование демонтировали и вывезли, всё остальное растащили...» [6].

Заключение

Новые технологии подземной добычи руд с оптимизированным формированием льдопородной закладкой выработанного пространства без охлаждающих установок и выбуриванием скважинами большого диаметра являются наиболее приемлемыми для условий криолитозоны Сибири, поскольку служат гарантией ( как показывают опытнопромышленные испытания на отечественных горных предприятиях) , высокой экономической эффективности, полноты выемки ценных руд за счёт снижения потерь и разубоживания руд до минимальных величин, обеспечивают качественную и высокопроизводительную добычу полезных ископаемых, экологическую и национальную безопасность России.