Повышение полноты извлечения руды, склонной к смерзанию, при торцевом выпуске в условиях подземной разработки месторождений криолитозоны

Рассмотрена возможность применения растворов хлорида кальция (CaCl2) и хлорида натрия (NaCl) для профилактики снижения потерь отбитой руды от смерзания в условиях отрицательных температур очистного пространства при подземной разработке рудных месторождений криолитозоны. Экспериментальные исследования проводились методом физического моделирования на стенде, установленном в криокамере, оснащенной сплит-системой Polaris, при температурных условиях, аналогичных условиям подземной разработки Нежданинского золоторудного месторождения. Исходя из анализа научно-технической информации и температурных условий подземной разработки рудных месторождений криолитозоны, для обработки отбитой руды были приняты 10% раствор хлорида кальция (CaCl2) и 15% раствор хлорида натрия (NaCl). Одна из важнейших характеристик предотвращения смерзаемости сыпучих материалов — расход раствора изменялся в ходе эксперимента и составлял 2,5 л/т; 5 л/т; 7,5 л/т и 10 л/т для каждой серии. Все операции по подготовке материала, заполнению стенда и выпуску руды производились в криокамере, при температуре –5 °С. Торцевой выпуск продолжался до достижения разубоживания в дозе выпуска значения, превышающего 50%. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что при обработке рудной массы 10% раствором хлорида кальция в количестве 2,5 л на тонну отбитой руды с влажностью 1,0% при температуре –5˚С, происходит значительное снижение ее потерь от смерзания при выпуске (на 20,7%). Применение 15% раствора хлорида натрия в аналогичных условиях позволяет снизить потери от смерзания на 16,5% при расходе 5 л/т. Дальнейшее увеличение расхода раствора в обоих случаях приводит к снижению сыпучих свойств руды и возрастанию ее потерь в блоке (до 48%). Полученные результаты позволяют качественно оценить закономерности изменения показателей полноты извлечения руды, склонной к повторному смерзанию, при системе подэтажного обрушения с торцевым выпуском, после обработки ее растворами солей различной концентрации. Установленные зависимости будут использованы при разработке рекомендаций по выбору параметров технологии с подэтажным обрушением и торцевым выпуском руды в условиях подземной разработки месторождений криолитозоны.

Зубков В. П., Петров Д. Н. Повышение полноты извлечения руды, склонной к смерзанию, при торцевом выпуске в условиях подземной разработки месторождений криолитозоны // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 12. – С. 16–24. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-16-24.

Зубков Владимир Петрович¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, зам. директора по научной работе, e-mail: zubkov@igds.ysn.ru,
Петров Дмитрий Николаевич¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: petrovdn74@mail.ru,
¹ Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН.

Зубков В.П., e-mail: petrovdn74@mail.ru.

1. Shekhar G., Gustafson A., Schunnesson H. Draw control strategy and resource efficiency in sublevel caving. State-of-the-art. Research report. Luleå University of Tecnology, Luleå 2017, 96 p.

2. Nordqvist A., Wimmer X. Holistic approach to study gravity flow at the Kiruna sublevel caving mine / Proceedings Seventh International Conference and Exhibition on Mass Mining (Mass Min 2016). Sydney. 2016. Pp. 401—414.

3. Голик В. И., Белодедов А. А., Логачев А. В., Шурыгин Д. Н. Совершенствование параметров выпуска руд при подэтажном обрушении с торцовым выпуском // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 1. — С. 150—159.

4. Zong-Xian Zhang Failure of hanging roofs in sublevel caving by shock collision and stress superposition // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. No 6. Pp. 886—895.

5. Matthews T. Dilution and ore loss projections: Strategies and considerations / SME Annual Conference and Expo and CMA 117th National Western Mining Conference. Mining: Navigating the Global Waters. Denver, United States. 15–18 February 2015. Pp. 529–532.

6. Yu K., Ren F., Chitombo G., Puscasu R., Kang L. Optimum sublevel height and drift spacing in sublevel cave mining based on random medium theory // Mining, Metallurgy & Exploration. 2020. Vol. 37. Pp. 681–690.

7. Эвертовский В. М. Системы подземной отработки с массовым обрушением руды // Золотодобыча. — 2014. — № 193, Декабрь. URL: http://zolotodb.ru/news/11164 (дата обращения: 17.06.2017).

8. Skawina B., Greberg J., Salama A., Gustafson A. The effects of orepass loss on loading, hauling, and dumping operations and production rates in a sublevel caving mine // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2018, Vol. 118, Pp. 409–418.

9. Гущин А. А., Ермаков А. Ю., Мирошников А. М. Аналитический обзор реагентов для предотвращения смерзания угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 3. — С. 256—268.

10. Шишкин Ю. П., Микулевич А. П., Бураков А. М. Экспериментальные исследования безвзрывного разупрочнения многолетнемерзлых пород на алмазоносном месторождении // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 1990. — № 4. — С. 79—84.

11. Курилко А. С., Каймонов М. В. К вопросу вторичного смерзания минерального сырья в процессе его добычи на рудниках Севера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2005. — ОВ 3. — С. 290–297.

12. Зубков В. П., Петров Д. Н. Влияние интенсивности торцевого выпуска руды из блока на потери запасов при подземной отработке месторождений криолитозоны системами с подэтажным обрушением // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 8. — С. 5—13.

13. Башков В. И., Копытов А. И. Расчет параметров и конструктивное оформление варианта системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2015. — № 2. — С. 75—77.

14. Голик В. И., Лукьянов В. Г., Комащенко В. И. Моделирование качества руд при технологии с обрушением // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2016. — Т. 327. — № 10. — С. 6–12.