Горные работы

Разработка Скелеватского Магнетитового месторождения осуществляется карьером ОАО „ЮГОК” с 1955 г. Первоначальная мощность его составляла 9, 0 млн. тонн сырой руды в год. Последующими этапами реконструкции и расширения мощность карьера была доведена до 35 млн. тонн по добыче и переработке магнетитовых кварцитов.

За прошедший период горные работы велись без расширения ранее сформированных границ карьера по поверхности.

Границы карьера по поверхности определяются контурами рудного тела, выходящими под покрывающие породы, а также наличием на юге реки Ингулец, протекающей в непосредственной близости от карьера, и на севере – границей карьера № 3 ОАО „АМКР”.

В настоящем проекте южная и северная границы карьера по поверхности принимаются в соответствии с проектом реконструкции карьера I очереди. Западная граница принимается согласно выполненной документации 01-10-1210.1-ГО.ГТ. За Восточную границу карьера принимается существующее положение верхних горизонтов Восточного борта.

Таблица 4.5 – Основные показатели по карьеру

По состоянию на 01.01.2009 г. карьер вскрыт до горизонта минус 285 м, что соответствует глубине по замкнутому контуру 330 м.

Вовлечение в разработку восточного борта карьера возможно при условии выполнения требований нормативов, обеспечивающих безопасное ведение буровзрывных и других горных работ.

На основании анализа выполненных НТФ „НОВОТЭК-2” геомеханических расчетов устойчивости единичных уступов, групп уступов и бортов в целом в настоящем проекте приняты следующие параметры бортов карьера:

В связи с отсутствием достоверных данных о физическом состоянии горного массива на конечных контурах, принято в проекте считать массив раздробленно-мелкоблочным до отметки ± 0 м.

При построении карьера в отработанном виде углы откосов уступов в наносах были приняты 30^о, по скальным породам восточного и западного бортов карьера 60^о, по скальным породам северного борта до отметки минус 60 м − 55^о, ниже – 70^о.

Основные показатели по карьеру приведены в таблице 4.5.

Ширина предохранительных берм принята равной 10 м, ширина транспортных берм принимается расчетная, в соответствии с действующими нормативами, и составляет:

для автотранспорта

28, 7 м – для двухполосной автодороги,

18, 7 м − для однополосной автодороги;

для железнодорожного транспорта

для размещения однопутной дороги – 10, 2 м;

для размещения двухпутной дороги:

17, 4 м – при подвеске контактного провода на самостоятельных опорах для каждого электрифицированного пути,

15, 8 м – при расположении опор контактной сети в междупутье.

Конечное положение эксплуатационных горизонтов принято по контуру рудной залежи при бортовом содержании Fe магнитного 10 %.

В отстроенном таким образом карьере будет отработано 1053328, 0 тыс. т неокисленной руды при расширении карьера на восток и 913560, 0 тыс. т неокисленной руды без отработки восточного борта.

Для определения порядка разработки месторождения и первоочередного направления развития горных работ, в проекте карьерное поле условно разделено на четыре участка: северный, восточный, южный и западный.

По основному показателю горнотехнических условий разработки – коэффициенту вскрыши, предпочтительным является восточный участок, но, так как отработка восточного борта без уменьшения утвержденной 750-метровой СЗЗ в восточном направлении в настоящее время не представляется возможной, проектом принимается следующий порядок отработки:

− интенсивная углубка и отработка центральной части и постановка северного борта до отметки минус 270 м в конечное положение;

− разнос западного борта карьера с 2009 г., с тем, чтобы к 2018 г. обеспечить на нем добычу руды в количестве 2 млн. тонн в год;

− после решения вопроса об уменьшении СЗЗ от жилпоселка необходимо приступить к интенсивной отработке восточного борта;

− отработка запасов южного борта производится в последнюю очередь после ликвидации расположенных на нем транспортных коммуникаций.

Проектом предусматривается комплекс мероприятий по развитию горных работ, реконструкции транспортной схемы и обновлению горного оборудования, которые позволяют произвести наращивание мощности карьера по добыче руды до 30 млн. тонн в год.

Срок службы карьера при намечаемых объемах добычи с учетом развития и затухания при полной отработке месторождения составит 50 лет, в том числе со стабильной добычей – 25 лет.

Как показал анализ параметров рабочей зоны карьера, с понижением горных работ уменьшаются размеры дна карьера, что не позволяет производить вскрытие нижних горизонтов с необходимым темпом на железнодорожный транспорт.

В соответствии с выполненным проектом развития карьера до 2010 г., переход к отработке нижних горизонтов на автотранспорт планировался начиная с 2003 года, с выдачей неокисленной руды на намечаемый к строительству дробильно-перегрузочный пункт горизонта минус 210 м рудного тракта ЦПТ.

В связи с отставанием строительства, ввод в эксплуатацию ДПУ горизонта минус 210 м предполагается осуществить в 2012 г.

Анализ работы карьера за период 2010-2025 гг. показывает, что использование строящейся рудной линии ЦПТ с приемными устройствами на горизонте минус 210 м обеспечивает выдачу руды с нижних горизонтов в намечаемых объемах при удовлетворительных технико-экономических показателях работы автотранспорта до 2025 гг. В последующий период, в связи с возрастающим объемом руды с нижних горизонтов, возникает необходимость в переносе приемных устройств рудного тракта ЦПТ на горизонт минус 300-330 м.

Так как удлинение существующей рудной линии ЦПТ до горизонта минус 210 м не позволит осуществить полную отработку карьера, настоящим проектом рассмотрено строительство нового рудного конвейера с горизонта минус 300 м на поверхность, с примыканием к существующему конвейеру в районе станции приводов СП-2 и устройством ДПУ на восточном борту карьера.

В проекте рассмотрены следующие варианты строительства восточного рудного тракта:

− вариант 1 – подземный комплекс ЦПТ в восточном борту карьера с размещением ДПУ в колодце;

− вариант 1.1 – подземный комплекс ЦПТ в восточном борту карьера с размещением ДПУ в открытом исполнении;

− вариант 2 – поверхностный комплекс ЦПТ с применением крутонаклонного конвейера на восточном борту карьера с размещением ДПУ в открытом исполнении.

Для ввода в карьер технологического автотранспорта предусматривается строительство однобортной полутраншеи по северному борту карьера, по которой будет осуществляться подача большегрузных автомобилей от базы ТО и ТР, расположенной на территории бывшего кислородного завода.

В связи с намечаемым разносом западного борта, на котором расположены станции горизонтов ± 0 м, минус 60 м и минус 120 м, обеспечивающие ввод желдортранспорта на нижние горизонты карьера, проектом предусматривается строительство однобортной железнодорожной траншеи с руководящим уклоном 40‰ по северному борту, которая позволит осуществить глубокий ввод железнодорожного транспорта от поста плюс 42 м восточного борта карьера до горизонта минус 180 м в обход станций ±0 м, минус 60 м, минус 120 м.

При расширении карьера на север, в перспективе, после ликвидации транспортного целика между карьером № 3, ОАО „АМКР” и карьером ОАО „ЮГОК”, система существующих железнодорожных и автомобильных коммуникаций будет нарушена, поэтому при постановке западного, южного и восточных бортов в конечное положение предусматривается формирование дублирующей системы транспортных коммуникаций, позволяющих осуществить отработку запасов Скелеватско-Магнетитового месторождения до XI профиля – границы утвержденных запасов.

Технология разработки горной массы в настоящем проекте не претерпевает существенных изменений по сравнению с ранее принятой.

В качестве погрузочных механизмов на добычных и вскрышных работах в начальный период используются имеющиеся на карьере в достаточном количестве одноковшовые экскаваторы ЭКГ-8И и ЭКГ-10.

Учитывая, что средний возраст экскаваторного парка составляет 23 года, при расчете потребного количества экскаваторов производительность их определялась с применением возрастного коэффициента 0, 55 с его последующим увеличением по мере обновления экскаваторного парка.

Бурение скважин предусматривается станками шарошечного бурения СБШ-250 МН.

Производительность основного горного оборудования принята согласно „Норм технологического проектирования горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки месторождений полезных ископаемых” (СОУ-Н МПП 73.020-078-1: 2007) с учетом корректирующих коэффициентов на возраст, вид транспорта, крепость пород, глубину отработки и др.

Для взрывания горных пород предусматривается применение взрывных веществ, включенных в «Перелік вибухових матеріалів промислового призначення, допущенних до постійного виробництва і застосування», утвержденного Государственным комитетом Украины по промышленной безопасности, охране труда и горного надзора, а также допущенных к испытаниям в условном порядке.

Максимальное количество применяемого ВВ на один массовый взрыв должно обеспечивать необходимые объемы добычи и принимается (рассчитывается) в соответствии с действующими нормативами, обеспечивающими безопасное ведение взрывных работ.

В карьере, наряду с основными технологическими процессами, имеют место вспомогательные работы: дробление негабарита, заоткоска уступов, очистка берм, планировочные работы в зоне работы экскаваторов.

По отчетным данным комбината, выход негабарита в карьере ЮГОКа составляет 0, 1 %. Дробление негабарита предусматривается гидравличенским молотом различных фирм, установленном на экскаваторе Liebherr 944, или на другом подобном оборудовании на гусеничном или пневмоколесном ходу, а также установкой 2 УРН-2 и при помощи повторного дробления взрывом накладными или шпуровыми зарядами..

Порядок ведения БВР, технология оборки уступов, контроля и приемки участка борта на конечном контуре, регламентируются паспортами ведения работ на этих участках, утвержденными главным инженером ГОКа.

Для заоткоски уступов при оформлении постоянных бортов по скальным породам предусматривается контурное взрывание, с предварительным щелеобразованием рядом наклонных скважин с гирляндными зарядами. Бурение рядов щелеобразующих скважин предусматривается станками Atlas Copco ROCL-8-64.

Очистка от просыпей горной массы транспортных берм и берм безопасности производится бульдозерами Т-330, Т-25, ДЭТ-250, погрузчиками на пневмоколесном ходу и другой техникой, обеспечивающей безопасное выполнение работ. Планировочные работы в зоне действия эксковаторов производятся бульдозерной и грейдерной техникой с обязательной подсыпкой дорог щебнем фракции 5-20 мм.

Орошение взорванной горной массы в забоях и на отвалах производится гидропоездами и поливочными автомобилями.

Действующими отвалами, на которых размещаются вскрышные породы и складируются окисленные руды, являются отвалы Левобережный и Правобережный с отдельным отвалом суглинков в районе п/с № 97.

Отвалообразование скальных вскрышных пород в настоящее время осуществляется на Левобережном отвале, складирование окисленных кварцитов осуществляется на Левобережном и Правобережном отвалах. Отвалообразование мягкой вскрыши производится на отвале суглинков в районе п/с № 97. Часть скальной вскрыши (0, 4 − 1, 1 млн. м³ в год) используется для строительства дамб обвалования хвостохранилищ и производства щебня для внутренних нужд.

Левобережный отвал расположен юго-западнее карьера, на левом берегу реки Ингулец. Площадь отвала составляет 995, 0 га. Наибольшая высота отвала 160 м. Доставка вскрышных пород производится железнодорожным транспортом, укладка пород в ярусы − экскаваторами ЭКГ-8И и ЭКГ-6, 3ус. На 01.01.2009 года остаточная емкость Левобережного отвала для скальной вскрыши составляет 134, 2 млн. м³, для окисленных кварцитов − 19, 5 млн. м³.

Отвал Правобережный отсыпан по основной площади до отметки +160 м. Ассоциацией „Укррудпром” в 2009 году была выполнена научно-исследовательская работа „Увеличение емкости Правобережных отвалов. Разработка технологических параметров Правобережного отвала ОАО „Южный ГОК” по его наращиванию до отм. +180 м и противооползневые мероприятия”, на основании которой конечный ярус отвала предусматривается отсыпать до отм. +180 м, что позволит избавиться от дефицита емкости для складирования окисленных кварцитов верхних горизонтов северного борта карьера. Доставка окисленных кварцитов осуществляется с верхних горизонтов северного борта карьера автотранспортом. Вид применяемого отвалообразования − бульдозерное. Отсыпка яруса +180 м осуществляется с учетом существующих границ стратиграфических горизонтов.

Площадь Правобережного отвала составляет 350, 5 га. Остаточная емкость отвала для складирования окисленных руд по состоянию на 01.01.2009 года составляет 2, 2 млн. м³.

Складирование мягкой вскрыши, вывозимой с западного борта карьера автотранспортом, осуществляется на южном участке Правобережного отвала в районе п/с № 97. Проектная емкость отвала 4, 5 млн м³. Проектная отметка +100 м. Отсыпка отвала начата в конце 2008 года. Площадь отвала в отсыпанном виде составит 28, 4 га. Отвалообразование осуществляется бульдозерами.

Рекультивации после отсыпки подлежит участок Правобережного отвала площадью 14, 2 га, а также участок складирования суглинков в районе п/с № 97 − 28, 4 га.

До 2020 года проектом предусматривается рекультивация:

− участков складирования сланцев на восточном борту Правобережного отвала ярус +140 м и ярус +160 м (согласно принятым стратиграфическим горизонтам) площадью 8, 05 га под самозаростание и откосы 5, 6 га под залужение;

− отвал суглинков в районе п/с № 97 − под самозаростание.

Участки Левобережного и Правобережного отвалов, где складируются окисленные кварциты, рекультивации не подлежат.

На отдельных участках территории расширения Левобережных отвалов предусматривается поэтапное снятие потенциально-плодородного слоя почвы. Для этого будут задействованы скреперы и бульдозеры.

Складирование потенциально-плодородного слоя будет производиться во временные отвалы, с последующим использованием его при рекультивации нарушенных земель.