Технико-экономические соображения «целесообразность применения безвзрывной тонкослоевой разработки шавазсайского месторождения цементных известняков ОАО ”Ахангаранцемент” с помощью горных комбайнов фирмы wirtgen GmbH» (стр. 2 )

1.2. Существующее положение горных работ на карьере.

Как указывалось выше, действующая сырьевая база - Карахтайское месторождение дорабатывается, в связи с чем, решением Кабинета Министров Республики Узбекистан предусмотрена реконструкция Ахангаранского завода с освоением нового Шавазсайского месторождения карбонатных пород, расположенного в 3-4 км от эксплуатируемого карьера.

Кроме увеличения дальности транспортирования сырья, сложность разработки месторождения заключается в его близости к жилому массиву (поселок Тут). Все это требует изыскания новых нетрадиционных способов открытой разработки.

Освоенная на предприятии традиционная технология горных работ предусматривает буровзрывное рыхление известняка, погрузку отбитой горной массы экскаваторами ЭКГ-5 в автосамосвалы грузоподъемностью 40 тонн и транспортирование сырья до отделения дробления со средним расстоянием около 2,2 км.

Далее после дробления известняка до крупности – 25 мм, осуществляется транспортирование его на расстояние свыше 6 км конвейерным транспортом на цементный завод.

Конвейерная линия для транспортировки дробленого известняка, соединяющая Карахтайский карьер с цементным заводом, начала эксплуатироваться в 1961 году. Длина ее составляет 6,3 км. По трассе смонтировано пять конвейеров КРУ-350 с резинотросовой лентой, длиной: два става по 1000 м, два по 1250 м и один - 1850 м. Около карьера установлены дробилка крупного дробления и две - среднего дробления. Конвейерная линия покрыта навесом из асбоцементных плит, уложенных по металлическому каркасу.

Ленточный конвейер КРУ-350 производительностью 350 м3/час при скорости движения ленты 1,5 м/сек, имеет двух барабанный привод с тремя короткозамкнутыми двигателями мощностью по 85 кВт. Конструктивно звено конвейера состоит из эстакады, высотой от ленты до основания 880 мм, которая укладывается на спланированную поверхность земляного полотна.

Лента конвейера имеет ширину 1200 мм, армирована 120 стальными тросами диаметром 4,2 мм. Общая разрывная прочность ленты 140 Т.

Режим работы на карьере круглогодовой, 3 смены по 8 часов. Годовая производительность карьера 2280 тыс. тонн, суточная 6.300 тонн.

Таким образом, для рассматриваемого месторождения характерны следующие особенности горнотехнических условий, определяющие подход к обоснованию наиболее рациональной техники и технологии горных работ:

—  Нагорный характер месторождения, значительная мощность и протяженность полезной толщи;

—  падение полезной толщи под углами (5–16°);

—  при подсчете запасов к забалансовым отнесены запасы мергеля выемочной мощностью менее 2 м. Последнее предопределяется параметрами применяемой технологии горных работ и при применении новой технологии тонкослоевой выемки могут быть вовлечены в отработку за счет чего может быть расширена сырьевая база.

3. Обобщение мирового опыта эксплуатации карьерных комбайнов фирмы Wirtgen GmbH на месторождениях карбонатных пород. Оценка области применения новой безвзрывной тонкослоевой технологии выемки

3.1. Общие положения

При разработке карбонатных месторождений, представленных скальными и полускальными породами, традиционным является буровзрывной способ подготовки горных пород к выемочно-погрузочным работам. Наряду с определенными преимуществами, буровзрывные работы имеют ряд недостатков, важнейшими из которых является значительная опасность ведения горных работ, как по сейсмике, повышенному пыле - и газовыделению, так и по разлету осколков. Одновременно при разработке разнопрочностных массивов, какими в основном представлены месторождения карбонатных пород, качество взрывания низкое и высок выход негабарита, что приводит к высоким затратам на подготовку горной массы к выемочно-погрузочным работам.

Весьма важными являются также вопросы чистоты и полноты выемки полезных ископаемых из недр.

Невозможность обеспечить традиционной горной техникой тонкослоевую выемку приводит к тому, что в настоящее время значительные по мощности (0,5-3,0 м - в зависимости от горно-геологических условий) пропластки с резко худшим качеством или вообще пустые породы включаются в полезную толщу.

Одновременно при отработке полезного ископаемого выемка без потери качества невозможна, в результате чего при традиционной технологии при подсчете запасов потенциально полезное ископаемое относится к низшему сорту или вообще считается некондиционным.

Анализ последних достижений в области техники и технологии безвзрывной тонкослоевой разработки массивов горных пород позволил выделить новые тенденции развития технологии горных работ.

Перспективное поколение технологии начало реализовываться в середине 80-х годов, когда на карьерах мира появились горные комбайны Surface Miner фирмы Wirtgen GmbH (Германия), осуществляющие поточную разработку массивов скальных горных пород, характеризующихся пределом прочности при сжатии до 100-120 МПа (одновременно имеется информация об отработке отдельных слоев пород крепостью до 200 МПа).

Способность разработки массива тонкими слоями (5-10 до 80 см в зависимости от типоразмера комбайна) с точностью до ± 1 см, с одновременной погрузкой горной массы крупностью на 85-95% до 50-60 мм через консольный разгрузочный конвейер, позволяет не только обеспечить поточность разработки, но и улучшить качество добываемого полезного ископаемого за счет сокращения засорения вскрышными породами, сократить до минимума потери, а также снизить затраты на дробление.

В отличие от традиционной, где забоем является откос уступа, при новой технологии с использованием комбайнов Surface Miner забоем является поверхность горизонтальной или наклонной площадки.

После осуществления комбайном рабочего прохода остается ровная поверхность, готовая для движения автотранспорта, что резко сокращает потребность в применении дополнительных средств по сооружению и содержанию автодорог. Кроме этого при погрузке комбайном (по сравнению с погрузкой экскаватором) снижаются ударные нагрузки от падающих кусков горной массы на конструкции подвижного состава автотранспорта.

Анализ результатов первых лет эксплуатации предприятий, разрабатывающих месторождения карбонатных пород по технологии тонко слоевой безвзрывной выемки с использованием горных комбайнов фирмы Wirtgen GmbH свидетельствует об эффективности новой технологии.

На карьерах по добыче известняка, доломита, мергеля и гипса в Югославии, ЮАР, Италии, Австрии, Индии и СНГ наряду с решением экологических проблем (отказ от БВР позволил освоить участки месторождений, расположенные вблизи от жилых и промышленных зданий и сооружений), снижены затраты на горных и транспортных работах, а также на дроблении. Одновременно в 2-2,5 раза повышена производительность труда.

3.2. Опыт применения тонкослоевой безвзрывной технологии горных работ с применением комбайнов Wirtgen Surface Miner

Традиционная технология горных работ, предусматривающая буровзрывную подготовку горной массы к выемочно-погрузочным работам, характеризуется ростом затрат на производство горных работ, что обусловлено постоянным повышением цен на топливо, материалы и услуги, а также ухудшением горнотехнических условий разработки.

Одним из путей снижения затрат на горные работы и транспорт - это переход на высокорентабельные технологии с применением принципиально нового для открытой разработки оборудования, способного при работе совмещать основные процессы горного производства, такие, как бурение, взрывание, погрузка и значительную часть дробильного передела.

Одним из таких видов оборудования являются горные комбайны Wirtgen Surface Miner, которые осуществляют фрезерование массива с одновременной погрузкой и получением в забое куска менее 50 мм (около 80-90% общего количества), что позволяет снижать затраты на горное производство и дробление.

Опыт создания и практической работы карьерных комбайнов, которые к настоящему времени в количестве 340 штук (из них в 2010 году 43 шт.) переданы потребителям для реализации на карьерах и разрезах, позволил в настоящее время осуществить реализацию концепции новой БЕЗВЗРЫВНОЙ разработки массивов горных пород в горном деле и гражданском строительстве.

Комбайны Wirtgen Surface Miner создаются для разработки широкой гаммы горных пород. О технических возможностях работы в массивах горных пород свидетельствует значительный опыт использования этих комбайнов в Японии (граниты с прочностными характеристиками 120-250 МПа), в США (до 120 МПа), в Ливии (80-140 МПа) и в Индии. Причем каждый раз комбайн создается для конкретных горно-геологических условий.

В настоящее время на карьерах по добыче цементного сырья и гипса в 26 странах мира используются около 80 единиц горных комбайнов. Наибольшее количество - 35 комбайнов различных моделей применяется в Индии, где три ведущих компании по производству цемента: Амбуя Цемент, Мадрас Цемент и Индия Цемент на своих предприятиях используют новую безвзрывную технологию горных работ. Комбайны начали применяться с 1994 года и к настоящему времени, большая часть из них проработала от 8 до 12 лет, после чего приобретались новые машины.

На ряде цементных заводов и предприятий по добыче известняка, мергеля и гипса в США применяются 26 комбайнов фирмы Wirtgen. В цементной промышленности Алжира и Нигерии применяются 10 комбайнов модели 2500 SM. В России в настоящее время на добыче сырья для получения цемента применяются 7 комбайнов модели 2500 SM и 3- 2200 SM.

Следует отметить, что в Австралии на разработке крупнейшего железорудного месторождения работают 20 комбайнов 2500 SM, по результатам работы, которых закуплено 5 новых комбайнов 4200 SM.

Впервые в цементной промышленности новая технология горных работ в Европе была реализована на карьере известняка цементного завода Беочин (Югославия)

Сырьевой базой завода производительностью 1.6 млн. т цемента в год являются месторождения известняка и мергеля, которые эксплуатируются двумя карьерами производственной мощностью соответственно 0.9 и 1.4 млн. т в год.

Известняк представлен горизонтальной залежью мощностью около 45 м и характеризуется следующими прочностными показателями: предел прочности на сжатие от 23 до 74 МПа, объемная масса от 2.1 до 2.6 т/м3, влажность 6-13%.