книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината
..pdfСРЕДНЕАЗИАТСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
(СРЕДАЗНИПРОЦВЕТМЕТ)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ГОРНЫХ
РАБОТ
НА КАРЬЕРАХ
АЛМАЛЫКСКОГО
ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО
КОМБИНАТА
МОСКВА «НЕДРА» 1974
УДК 622.271.001.5(06)
i |
Гос. п б- и'-и |
' |
] |
|
|
|
i |
научно- |
■ |
ча- |
] |
/ / |
, ■ |
j |
библио |
. 1 |
Р |
j |
|
|
1 |
з к з с . |
г -.р |
|
|
|
|
! |
ЧИТА Л Ь - ' О ^ |
|
‘ |
|
|
Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината. СРЕДАЗНИПРОЦВЕТМЕТ. М., «Недра», 1974. 264 с.
В книге освещаются вопросы совершенствования технологии горных работ при открытой разработке сложных месторождений цветных металлов. Обобщен опыт и теоретически обосновываются рациональные методы оконтуривания рудных тел с использованием ядерной геофизики, повышения эффективности ша рошечного бурения и качества дробления горных пород. Приведены исследования эффективности тех нологии выемки руд сложного состава экскаваторами, обоснования основных параметров системы разработки
ирационального использования горнотранспортного оборудования. Изложены вопросы борьбы с пылью
игазами в карьерах, прогнозирование эффективности
разработки крупных рудных месторождений.
Книга рассчитана на инженерно-технических ра ботников предприятий, научно-исследовательских ин ститутов и организаций, а также может быть исполь зована студентами горных вузов и учащимися техни кумов.
Табл. 82, ил. 90, список лит. — 148 назв.
© |
Среднеазиатский научно-исследова |
30703—475 |
тельский и проектный институт |
цветной металлургии |
|
043(01)—74 |
(СРЕДАЗНИПРОЦВЕТМЕТ), 1974 |
Предисловие
Дальнейшее развитие горнодобывающей про мышленности должно быть подчинено выполне нию исторических решений XXIV съезда КПСС, среди которых одним из важных является уве личение добычи цветных металлов.
Вэтой связи особое значение приобретает задача по совершенствованию открытой разра ботки сложных рудных месторождений.
Вданном направлении институтом Средазнипроцветмет в 1965—1973 гг. проведен комп лекс научно-исследовательских работ по улуч шению качества и полноты извлечения полезных ископаемых и совершенствованию работы горно
го оборудования на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината, резуль таты которых прошли промышленную проверку и внедрены в производство.
Рассматриваемые авторами в данной моногра фии вопросы не исчерпывают полностью пробле мы повышения эффективности разработки место рождений Алмалыкского рудного района. Весьма важными являются вопросы устойчивости бор
тов карьеров, режима горных работ |
и другие, |
||||
которые в данной работе не рассматриваются. |
|||||
Главы |
I, |
IV написаны канд. техн. |
наук |
||
П. С. Поклонским, И. И. Пляскиным и А. |
Кен- |
||||
жебаевым; гл. |
II — канд. техн. наук |
П. С. |
По |
||
клонским, X. Н. Фатхутдиновым и И. И. Пляс |
|||||
киным; гл. |
III |
— канд. техн. наук |
П. С. |
По |
|
клонским, |
инж. |
В. Г. Удачным и Ф. |
Н. Пысь; |
гл. |
V |
— канд. |
техн. наук И. И. Пляскиным* |
||
П. |
G. |
Лондонским и инж. В. А. Косых; |
|||
гл. |
VI — канд. |
техн. наук П. С. Лондонским* |
|||
И. И. |
Пляскиным и инж. Г. М. Филиппович |
||||
( § 2 |
написан с участием инж. В. А. Косых и |
||||
Ш. |
В. |
Иткина, |
§ 3 — совместно с Н. А. Шме |
||
левым); гл. VII |
— канд. техн. наук П. С. Ло |
||||
ндонским и Б. Ф. |
Единым; гл. |
VIII — канд. |
|||
техн. |
наук И. И. |
Пляскиным (§ |
4 написан с |
участием инж. Б. Г. Рыбалка и С. Г. Чунихина, § 5 — с участием С. Г. Чунихина).
Г л а в а I
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
§ 1. Горно-геологическая характеристика месторождений
Около 30% мировой добычи меди получают из месторождений порфирового типа, залегающих на сравнительно небольшой глубине, что дает возможность вести их разработку открытым способом.
По морфологическим признакам медно-порфировые месторожде ния относятся к типу штокверковых. Условием для отнесения место рождений к этому типу является не только специфическая текстура руды, выраженная сложной сетью мелких рудных прожилков в со провождении более или менее интенсивной тонкой вкрапленности
рудных минералов, но и форма — неправильная, |
обычно близкая |
к изометрической. |
i |
Наиболее важными, с точки зрения эксплуатации, геолого-морфо логическими особенностями сложных штокверков являются:
относительно низкое среднее содержание и неравномерность рас пределения полезных компонентов — содержание их в направлении от участков максимальной минерализации к неминерализованным породам понижается большей частью постепенно, но не закономерно; отсутствие, как правило, четких визуально определяемых гра ниц как у промышленных частей штокверка, так и между участками, сложенными рудами различных типов и сортов, поэтому условные контуры участков промышленных руд, а следовательно их размеры и форма, могут быть определены только в зависимости от установ
ленных кондиций на руду путем детального опробования; большие размеры в длину, ширину и глубину — объем штоквер
ков обычно варьирует в пределах от 0,001 до 1 км3, в уникальных случаях оказывается и большим.
Наиболее крупными карьерами за рубежом, разрабатывающими медно-порфировые месторождения, являются: в США — Бингем (шт. Юта), Моренси и Нью-Корнелия (шт. Аризона), Чино (шт. НьюМексико); в Чили — Чукикамата, в Перу — Токепала.
Горно-геологические условия и технико-экономические показа тели работы зарубежных карьеров, разрабатывающих месторожде ния медно-порфировых руд, приведены в табл. 1.
5
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
Запасы |
Среднее геологиче |
Мощность |
Месторождение |
ское содержание |
||
РУДЫ, |
меди в руде, |
рудного |
|
|
млн. т |
% |
тела, м |
|
|
|
|
Бингем ........................................... |
376 |
0,75 |
Шток |
Чукикамата .................................... |
595 |
1,95 |
330—400 |
Мореной ........................................... |
284 |
1,04-0,69 |
Шток |
Чино ................................................ |
88 |
1,4 |
» |
Токепала ........................................ |
400 |
1,0 |
Н. д. |
Нью-Корнелия ................................ |
210 |
0,8 |
Шток |
Из данных табл. 1 видно, что для зарубежных медно-порфиро вых месторождений, разрабатываемых открытым способом, харак терны весьма благоприятные форма и условия залегания рудных тел. Месторождения имеют штокверковый характер или представ лены крупными зонами оруденения со средним содержанием метал ла, это обусловливает небольшую величину коэффициентов вскрыши.
В Советском Союзе удельный вес добычи меди из медно-порфи ровых месторождений составляет более 20%.
Карьерами, разрабатывающими месторождения порфирового типа, являются: Кальмакырский из группы Алмалыкских медных место рождений, Коунрадский и Каджаранский.
Кроме того, в Алмалыкском горнорудном районе и Казахстане имеется ряд медно-порфировых месторождений, которые также намечается разрабатывать открытым способом.
Приведем краткие сведения о геологических особенностях раз рабатываемых месторождений медно-порфировых руд в СССР.
К о у н р а д с к о е |
м е с т о р о ж д е н и е |
представлено шток |
верком неправильной |
формы, в плане близкой |
к изометрической, |
с извилистыми границами, обусловленными сложной конфигурацией контакта измененных гранодиорит-порфиров с эффузивами.
Нижняя граница неровная — то опускающаяся на несколько сотен метров, то поднимающаяся почти до поверхности.
Месторождение в целом характеризуется неравномерным рас пределением меди как в горизонтальном, так и в вертикальном на
правлениях. |
м е с т о р о ж д е н и е |
медно-молиб |
К а д ж а р а н с к о е |
деновых руд, представлено штокверком, который не имеет четких границ и еще вполне не оконтурен. Наиболее детально изученная его часть имеет в плане неправильную удлиненную в меридиональ ном направлении форму. Оруденение прослежено скважинами на
значительную глубину. |
м е с т о р о ж д е н и е |
сложено сиенито- |
А г а р а к с к о е |
гранитами, прерванными мощным дайкообразным телом гранодио рит-порфиров.
6
Штокверк имеет простую линзообразную форму, в плане сильно вытянут в меридиональном направлении, падает вертикально, на глубине постепенно сужается.
Одним из наиболее классических примеров медно-порфировых месторождений являются месторождения Алмалыкского медно рудного района, на геологических особенностях которых мы остано вимся более подробно.
Алмалыкский меднорудный район расположен на северном склоне Кураминского хребта, представляющего юго-западный отрог Чаткальской горной системы.
Район месторождений имеет гористый рельеф, расчлененный системой мелких речек. Высота над уровнем моря в пределах извест ных месторождений не превышает 300 м и лишь на отдельных участ ках достигает 1500 м.
С точки зрения геологического строения район представляет свиту палеозойских известняков нижнего и среднего карбона, перекрытых мощной толщей палеозойских эффузивных пород и интрузированных серией глубинных и гипабиссальных изверженных пород кислого и среднего состава, принадлежащих к варисцийскому циклу.
Площадь района уже известных групп месторождений по левому склону реки Ангрен превышает 250 км2. Однако общие черты геоло гического строения района как по левому, так и по правому склонам долины реки Ангрен дают право предполагать о наличии
еще не открытых месторождений. Весьма |
перспективным в |
этом |
отношении является малоразведанный |
район в урочище |
Бал- |
галы. |
|
|
В Алмалыкском районе в настоящее время известны две основ ные группы медно-порфировых месторождений.
Первая из них — собственно Алмалыкская, куда входят доста точно хорошо разведанные месторождения: Кальмакыр, Ак-Чеку, Джаныбек, Бялыкты и Дальнее; вторая группа — Сары-Чеку, находящаяся на расстоянии 12—15 км к юго-востоку от первой и относящаяся к южной полосе интрузивных пород. Наиболее мощ ным месторождением из указанных групп является месторождение Кальмакыр, сложенное интрузивными образованиями сиенитового и гранодиорит-порфирового комплексов, перекрытыми лёссами. Наиболее распространены в пределах месторождения породы сие нитовой группы, в которых заключено более 90% запасов первич ных руд.
Рудные тела в виде мощных зон и линз расположены вокруг штока гранодиорит-порфиров и образуют общее тело орудеиелых пород в форме опрокинутой чаши или конуса (рис. 1).
По интенсивности первичного медного оруденения, а также вторичных процессов концентрации меди месторождение имеет сле дующие технологические сорта медных порфировых руд: окислен ные руды, руды зоны вторичного сульфидного обогащения, про мышленные первичные руды.
7
Основными минералами указанных сортов руд являются: окис ленных руд — малахит, азюрит и хризокола; вторичные минералы — халькозин, ковеллин, борнит, брошантит и лимонит; первичные минералы — пирит, халькопирит, молибденит, магнетит.
Зона окисленных руд находится во внутренней части общего рудного контура и распространяется на глубину до 65 м.
Окисленные руды образуют пластообразные или линзообразные тела, располагающиеся в верхней и средней, а иногда и в нижней
Рис.. 1. Схематический геологический разрез Кальмакырского месторождения
части выщелоченных пород. Содержание меди в этих рудах, как правило, более высокое, чем в других сортах руд месторождения.
Зона вторичных сульфидных руд сложена линзообразными
телами халькозиновых |
руд, залегающими ниже зоны |
окисления |
на 60—70 м. Границы |
залегания зоны вторичных руд |
колеблются |
в значительных пределах, что обусловливает выделение в процессе эксплуатации промежуточного сорта смешанных руд (зона смешан ных руд колеблется в пределах от 8 до 15 м).
Наибольшее значение имеют первичные руды, так как они состав ляют более 80% запасов месторождения.
Максимальные размеры первичного оруденения достигают в го ризонтальной плоскости 1600 м, а по глубине залегания — 600 м.
В распределении меди наблюдается определенная зональность по вертикали, причем с глубиной содержание меди постепенно снимается до полного исчезновения.
8
Для молибдена характерной является обратная зональность по отношению к меди. С глубиной содержание молибдена постепенно повышается.
Во всех случаях при увеличении содержания меди уменьшается содержание молибдена, и наоборот. Сопутствующими компонентами являются золото и серебро, содержащиеся в рудах и вмещающих породах неравномерно.
Промышленное значение для месторождения имеют селен и тел лур. В основном эти элементы сопутствуют пириту и халькопириту.
В последние годы геологоразведочными работами Алмалыкской ГРЭ установлено, что рудные поля Ак-Чеку и Джаныбек, рассматри вавшиеся ранее как самостоятельные месторождения, являются
|
1 |
|
|
|
|
S'S' |
|
|
|
|
Кальмакыр |
|
чеку |
|
|
_ Ак~ |
|||
|
Vv<rY^Hy« |
* i\V////У |
||
о ч |
g r r i |
|
|
|
/ |
|
J |
|
. |
___ _____=/______\\H |
11,11 |
|||
1 |
\ |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
I I |
|
f l |
|
!§. |
||
|
|
|||
Дманыбен |
|
|
||
\ |
\ .• . 7 •> |
\ V |
\ |
|
\ |
||||
-'V )1 |
||||
\ |
v ■ ы~/ — |
|
|
|
\ |
\ A |
! |
\ |
|
^ |
rp |
^ |
V |
|
|
|
|||
i |
|
------ — |
— — 1— \ |
Рис. 2. Схематический геологический разрез Кальмакырского рудного поля
непосредственным продолжением Кальмакырского: месторождения (рис. 2). Есть так же предположения, что и месторождения Балыкты и Дальнее, расположенные на левом берегу реки Алмалыксай, гене тически связаны с Кальмакыром.
С точки зрения морфологической оценки месторождения Кальмакыр относится к весьма сложным, что явилось главным определя ющим фактором в выборе параметров системы — высоты уступа, размера выемочного блока и рабочей площадки.
Особенно сложное залегание рудных залежей наблюдается на нижележащих горизонтах, в которых содержится более 80% запа сов месторождения. Залегание первичных руд представлено в виде эллиптических колец с безрудной сердцевиной, имеющих весьма неправильные, извилистые внешние и внутренние контуры. Рудные тела в пределах разрабатываемого горизонта имеют часз*ые переходы балансовых руд в забалансовые, что вынуждает делить выемочную заходку на рудные и безрудные блоки. Степень перемежаемости
9