книги из ГПНТБ / Ходинов, А. С. Открытая разработка месторождений горно-химического сырья

УДК 622.271 : 622.364 : 622.366.1

Ходинов А. С., Дегтярев А. Н., Дегтя­ рев В. А. Открытая разработка месторож­ дений горно-химического сырья. М., «Нед­ ра», 1974, 200 с.

В книге обобщен опыт эксплуатации ме­ сторождений горно-химического сырья, ха­ рактеризующихся большим разнообразием горнотехнических условий. Приведены ре­ зультаты исследований авторов по совер­ шенствованию систем открытой разработки месторождений бассейна Каратау, Кольских апатитов, фосфоритов платформенного типа и самородной серы, нашедшие практическое применение.

Освещены результаты практической дея­ тельности крупнейших карьеров горной хи­ мии и даны проектные решения по их строительству и эксплуатации.

Книга предназначена для работников гор­ нодобывающих предприятий химического сырья, научных работников и проектиров­ щиков.

Таблиц 58, иллюстраций 52, список лите­ ратуры 37 названий.

© Издательство «Недра», 197

ПРЕДИСЛОВИЕ

Директивами XXIV съезда КПСС по девятому пяти­ летнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. предусматривается к концу пятилетки

ний и ряда отраслей химической промышленности явля­ ются месторождения апатитовых, фосфоритных, калий­ ных и серных руд. Продукты их переработки находят широкое применение в металлургической, нефтяной, тек­ стильной, пищевой и других отраслях промышленности, в медицине и ветеринарии. Технический уровень разра­ ботки этих месторождений и объемы добычи определяют масштабы производства кислот, удобрений, солей и дру­ гих химических продуктов. Серные руды и сера исполь­ зуются в качестве средств борьбы с вредителями расте­ ний.

Высокая эффективность минеральных удобрений про­ верена практикой сельского хозяйства нашей страны.

ники по добыче фосфоритов, апатитов, калийных солей

90% фосфоритных и серных добываются открытым спо­ собом. В дальнейшем удельный вес добычи апатита от­

3

Советский Союз обладает большими запасами гор­ но-химического сырья, по размещены они неравномерно.

СССР занимает первое место в мире по запасам апатита, одно из первых — по запасам серных руд и третье — по запасам фосфоритов.

Апатитовые руды сосредоточены главным образом на Кольском полуострове, серные руды — в Предкарпатье, Средней Азии и Средневолжском районе. Половина за­ пасов фосфоритных руд находится в Европейской части РСФСР, 40%— в Казахстане и 7 % — в Прибалтике. Такое размещение запасов вызывает значительные труд­ ности при транспортировании сырья на перерабатываю­ щие заводы и к потребителям, а следовательно, и боль­ шие транспортные расходы.

Дальнейшее увеличение годовой добычи апатитовых руд до 50 млн. т. и апатитового концентрата до 20 млн. т сдерживается из-за необходимости морских, ж.-д, речных и смешанных перевозок и погрузочно-транспортных и складских операций ввиду того, что потребители — су­ перфосфатные и другие химические заводы размещены в разных частях Украины, на северо-западе и юге Рос­ сии, Урала, Сибири и Средней Азии.

Вторая по величине запасов сырьевая база фосфат­

5

брений, желтого фосфора и его солей, бурно разви­ вается.

Намечается увеличение годовых производственных мощностей карьеров по добыче серы. Например, произ­ водственные мощности «Подорожиенского» и «Язовского» карьеров предполагается увеличить до 50 млн. м3 по горной массе.

Особенности месторождений горно-химического сырья

Специфика и особенности месторождений и предприя­ тий горно-химического сырья следующие.

Г е о г р а ф и ч е с к и е о с о б е н н о с т и. «Централь­ ный» карьер комбината Апатит расположен в Заполярье, где по статистическим данным за 1960—1968 гг. число дней в году с отрицательной температурой составляет 280, с метелями 167, с туманом 253, с буранными ветра­ ми 55. Мощный снеговой покров с заносами и снежные лавины создают тяжелые условия для работы автосамо­ свалов по доставке руды к рудоспускам, эксплуатация которых при глубине 600 м сильно осложняется в зим­ ний период.

Карьер Гаурдакского комбината по добыче серы, расположенный в Средней Азии в районе с самой высо­ кой температурой, имеет большую глубину и малые

с к и е о с о б е н н о с т и . Месторождения серы не толь­ ко обводнены, но и загазованы. Особенностью Предкарпатских месторождений серы являются мощные глини­ стые неустойчивые обводненные вскрышные породы, склонные к оползанию. Для этих месторождений харак­ терно большое число дождливых дней. Годовые осадки составляют около 850 мм.

Большая обводненность и неустойчивость вскрышных пород должны учитываться при выборе горнотранспорт­ ного оборудования и параметров систем разработки.

Подготовка месторождений серы к разработке долж­ на начинаться с осушения месторождения и дренажа карьерных полей с последующей очисткой карьерных вод от растворенного в них сероводорода, с соблюдением особых мер предосторожности при ведении взрывных работ.

Фосфоритовые месторождения Каратау характеризу­

6

ются крутым падением, относительно небольшой мощно­ стью пласта (10— 20 м), большой протяженностью (6— 20 км), сложным составом руд, наличием различных по качеству пачек и прослойков и изменчивостью содержа­ ния Р2О5 и вредных примесей. Особые требования, предъявляемые потребителями к фосфатному и кремни­ стому сырью, вызываются необходимостью комплексного его использования. Например, фосфориты Каратау для электротермической переработки на желтый фосфор ре­ гламентируются не только содержанием основного по­ лезного компонента — фосфорного ангидрида Р2О5, кремния и вредных примесей РегОз, СО, но также и их взаимным соот11ошeiIием.

Для этого установлен универсальный комплексный показатель УКП

УКП = 3,7Р20 5 + 1,1 (Si02 + AlА ) —

— 3,5 (Fe20 3 — 2,5) > 105.

Для экстракционной переработки фосфориты Каратау

строго регламентируются содержанием MgO — не более

2 %.

При изменении содержания указанных компонентов в пределах как одного месторождения (карьера), так и не­ скольких карьеров и участков горные работы должны вестись с учетом селективной разработки фосфатного и и кремнистого сырья с соблюдением качества исходной руды по возможности постоянного состава с дальней­ шим усреднением на прикарьерных и Фабричных складах сырья.

Месторождения фосфоритов платформенного типа представлены несколькими пластами руды малой мощ­ ности и прослойками породы, а также большой мощно­ стью вскрыши, что требует особого подхода к решению вопросов ведения вскрышных работ и отвалообразования.

Подводные залежи ценного и дефицитного рудного сырья для химической промышленности находятся в об­ водненной зоне с огромными запасами статических вод

и рассолов — более 680 млн. м3. Вскрыть рудные залежи

втаких условиях невозможно не только из-за большой обводненности, но и потому, что их подстилает раствори­ мое основание в виде соляного штока. При откачке воды будет происходить растворение вершины соляного-штока

7

и порча месторождения. Поэтому подводные залежи раз­ рабатываются непосредственно под водой без осушения месторождения и водоотлива.

Классификация месторождений

При разнообразии условий залегания и свойств руды, а также масштабов добычи и вскрыши по горнотехниче­ ским условиям все месторождения можно разделить иа три группы.

1) со скальными и полускальными породами вскрыш­ ной толщи и руды. (Апатит, фосфориты Каратау и Маарду, сера Гаурдакского п Водинского месторождений

и др.); 2) с мягкими породами вскрышной толщи, скальны­

ми и полускальными рудами (Роздольское, Подорожненское и Язовское месторождения серы);

3) с мягкими породами вскрышной толщи и мягкими рудными пластами (фосфориты платформенного типа Егорьевского, Полпинского, Вятско-Камского и других месторождений).

Способы разработки, механизация горных работ и карьерный транспорт для указанных трех групп раз­ личны.

Для разработки месторождений первой группы при­ меняются в основном транспортные системы — с экска­ ваторами цикличного действия (мехлопаты с ковшом емкостью 4,6; 6 ; 8 и 12 м3 и автосамосвалы грузоподъ­ емностью 10, 27 и 40 т).

Для разработки месторождений второй группы при­ меняются схемы циклично-поточной технологии вскрыш­ ных работ с использованием роторных комплексов и кон­ вейеров (производительностью 5000 м3/ч) и транспорт­ ные системы с использованием оборудования цикличного действия при разработке и погрузке руды в автосамо­ свалы грузоподъемностью 10 и 27 т.

На нижних уступах вскрыши, отрабатываемых по бестранспортной системе, частично применяются драг­ лайны ЭШ-14/75 и ЭШ-15/90.

Для разработки месторождений третьей группы при­ меняются в основном транспортно-отвальная система и многоковшовые агрегаты, состоящие из комплекта одно­ типных экскаваторов вскрышного, добычного и отвалооб-

3