Проект БЗК на Артемьевском руднике ВКО

    ВВЕДЕНИЕ

   ^{Восточный Казахстан - один из основных в республике производителей свинца, цинка, меди, аффинированных золота, серебра и единственный производитель титана, магния, тантала, топлива для АЭС. В настоящее время в области функционирует более 150 крупных и средних предприятий промышленности.}

   ^{Основа  экономического развития Восточного Казахстана - наличие} уникальных месторождений руд цветных металлов. Удельный вес производимого в области свинца, включая вторичный, составляет 84,5% от общереспубликанского объема, аффинированного серебра - 38,7%, аффинированного золота - 62,5%, титана и магния -100%.

   Для того чтобы целесообразно использовать природные богатства нужно применять закладку выработанного пространства.

   З. в. п. применяется для управления горн. давлением, снижения потерь п. и. в недрах, выемки законсервированных охранных целиков, предотвращения подземных  пожаров и внезапных выбросов угля и газа, уменьшения деформаций поверхности земли и охраны от разрушения объектов на подрабатываемых терр., оставления в шахте породы от проходческих работ, повышения безопасности горн. работ. B зависимости от полноты заполнения выработанного пространства З. в. п. может быть полной или частичной (в виде охранных полос при поддержании выработок). Пo способу транспортирования закладочного материала и формирования из него массива закладка разделяется на гидравлич., пневматич., твердеющую, самотёчную, механическую.

    Настоящая курсовая работа написана на тему “ Проект БЗК”. В ней рассмотрены  вопросы, по разделам: общие сведения о предприятии и горно-геологическая характеристика Артемьевского месторождения; Закладочное хозяйство Артемьевского рудника, Состав и объекты . Технология закладочных работ.

    В первой части рассматривается общие  сведения о районе  Артемьевского  месторождения,  краткая геологическая характеристика месторождения, горнотехнические условия месторождения.

    Во  втором, основном  разделе приведены: Закладочное хозяйство Артемьевского рудника, Состав и объекты . Технология закладочных работ., описание и характеристика БЗК1,БЗК2,БЗК3. 
 
 
 
 

    1.    ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  О ПРЕДПРИЯТИИ  И ГОРНО-

    ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРТЕМЬЕВСКОГО

    МЕСТОРОЖДЕНИЯ

    1.1. Общие сведения  о районе и месторождении

    Артемьевское  месторождение находится на территории Шемонайхинского района Восточно-Казахстанской облости Республики Казахстан в 9 км юго-западнее г. Шемонаихи. Областной центр – город Усть-Каменогорск, расположен в 120 км к юго-востоку от месторождения и связан с г. Шемонаихой железнодорожной веткой Рубцовск-Риддер и шоссейной дорогой, пригородной для передвижения автомобилей круглый год.

    Рельеф  района месторождения представляет собой плоские и широкие холмы  с очень пологими склонами, плавно понижающимися к долине реки Убы. Абсолютные отметки на месторождении  не превышают +395м. Превышение над уровнем реки Убы составляет не более 140м. Вершины и отроги сопок имеют скальные выступы.

    Гидрографическая  сеть представлена рекой Убой, протекающей  в 4 км юго-восточнее месторождения, и ее притоками Таловкой, Шемонаихой, Поперечной, Березовкой, а так же ручьями Холодный, Мостовка и Артемьев, имеющими V-образные профили долин с крутыми бортами высотой до 10 м. Обнаженность составляет около 30% от общей площади. Залесенных и заболоченных участков нет. Карстовые явления не отмечены, оползни и сели не характерны. Сейсмичность района 6 баллов.

    Климат  района резко континентальный. Лето сухое и жаркое с температурой воздуха до +40 ºC, а зима холодная, морозы достигают -40ºC. Глубина промерзания  почвы от 1 до 1,5 м. Часты сильные  метели и заносы. Продолжительность зимнего периода составляет шесть месяцев – с 15 октября до 15 апреля. Годовое количество осадков колеблется от 270 до 500 мм, число дней с осадками в году достигает иногда 150. В районе преобладают ветры северо-западного, южного, юго-западного и северного направлений при средней скорости до 5÷7 м/сек.

    В экономическом отношении месторождение  расположено в крупном густонаселенном  промышленном районе Рудного Алтая. Население занято, преимущественно, сельским хозяйством и, в меньшей  мере, в горнодобывающей промышленности, которая развита на базе Николаевского, Камышинского и Шемонаихинского месторождений. Вблизи пос. Усть-Таловка, расположенного в 10 км южнее г. Шемонаихи, действует обогатительная фабрика и другие вспомогательные производства Медно-Химического комбината (МХК корпорации «Казахмыс»).

    Источниками электроэнергии являются Усть-Каменогорская  и Бухтарминская ГЭС. В непосредственной близости от месторождения проходят две высоковольтные линии электропередач от г. Усть-Каменогорск до г.Семей (220кВ) и до г. Рубцовска (100кВ). Через месторождение проходит линия электропередачи (10кВ) от подстанции г. Шемонаиха до села Сугатовка.

    1.2. Горно-геологические  условия месторождения

    Артемьевское  месторождении расположено на юго-восточном  продолжении рудоносных структур Камышинского рудного поля в пределах мощной рудной зоны (до 500м), сложенной вулканогенно-осадочных пород среднего и верхнего девона. Зона приурочена к контакту пород Гериховской и таловской свит и состоит из гидротермально измененных осадочных пород с наложенной с полиметаллической минерализацией.

    Породы  таловской свиты слагают лежачий  бок рудных залежей. Они представлены лавами, лавобрекчиями и туфами липаритовых  порфиров иногда имеют флюидально-полосчатое строение с порфиритовыми выделениями кварца в фельзитовой основной массе. Значительным распространением пользуются лавобрекчии. Они имеют пятнистую текстуру, обусловленную наличием хлоритизированных  и серитизированных обломков порфиров. Туфы распространены значительно меньше  и образуют маломощные линзовидные скопления, структура их основной массы витрокластическая.

    В пределах зоны гидротермальной проработки вулканогенные образования таловской  свиты превращены в метасоматиты серицит-кварцевого, серицит-хлорит-кварцевого, хлорит-кварцевого состава, сопровождающиеся сульфидной минерализацией.

    Структура месторождения определяется его  положением на северо-восточном крыле  Камышинской синклинали, осложняющей  юго-западное крыло Алейского антиклинория. Северо-восточное крыло синклинали имеет падение 40÷60º на юго-запад, юго-западное крыло в основном занято субвулканическими телами диабазовых порфиритов и срезает гранитоидами Змеиногорского комплекса. Общее склонение Камышинской синклинали юго-восточней под углом 20÷30º с ундуляцией оси. На северо-восточном крыле развиты мелкие складки с пологими (10÷20º) крыльями. 

    На  Артемьевском месторождении выделено семь рудных залежей (с северо-запада на юго-восток): Камышинская, Основная, Промежуточная, Восточная, Юго-Восточная, Западная и Центральная.

    Согласно  «классификации  запасов месторождений  и природных ресурсов твердых  полезных ископаемых» (ГКЗ СССР, 1981г.) Артемьевское месторождение отнесено к III группе сложности.

    Наиболее  крупной является Основная залежь, рассматриваемая настоящим проектом. Положение ее контролируется мощной зоной дробления на контакте пород гериховской и таловской свит. Она расположена на глубинах от  160÷200м на северо-западе до 600м на юго-востоке. По простиранию залежь прослежена на 1300м при ширине до 400м и мощности более 200м. В плане залежь имеет неправильную форму, обусловленную наличием резких вздувов и пережимов по падению и склонению, при этом ширина ее изменяется от 60 до 400м. Основная залежь представлена главным рудным телом  и серией сопровождающих его со стороны обоих контактов рудных линз с балансовым и забалансовым содержанием металлов.

    Основными полезными компонентами Артемьевского  месторождения являются медь, свинец и цинк, которые представлены собственными минералами (пирит, сфалерит, халькопирит, галенит). Из попутных компонентов имеют значение золото, серебро, сера пиритная, барит, кадмий, мышьяк и сурьма (два последних – вредные примеси). Попутные компоненты встречаются как в виде собственных минералов, так и в виде изоморфных примесей в сульфидах основных компонентов.

    Существенной  отличительной особенностью Артемьевского  месторождения является решающая роль в его запасах наиболее высоких  классов содержаний цинка, свинца, золота, серебра и связанных с ними попутных компонентов. Содержание свинца в рядовых пробах барит - полиметаллических руд достигает 25%, цинка – 52,1%. В медных рудах таловской свиты, которые по классификации ГКЗ могут быть отнесены к богатым, ведущая роль также принадлежит высоким классам содержаний меди – до 28%. Уровни содержаний меди и цинка в медно-цинковых и медных рудах Основной залежи обычно не выходят за пределы рядовых и повышенных. Руды полиметаллического сорта являются богатыми, но не ультробогатыми.  Золото и серебро концентрируются в рудах полиметаллической группы. В обогащенных частях подсчетных блоков О-2С₁ и О-11С₁ Основной залежи  содержания золота и серебра составляет, соответственно 5,25 и 3,04 г/т (Au), 409,3 и 306,3 г/т (Ag), т.е. достигается уровня руд в золото – серебряных месторождениях.

    Наиболее  активными к окислению являются медноколчеданные руды как сплошные, так и вкрапленные, что объясняется высоким содержанием халькопирита. В полиметаллических рудах основную роль в окислении играют пирит и халькопирит. Таким образом, руды проектируемого участка склонны к окислению и самовозгоранию. По степени пожароопасность Артемьевское месторождение относится к потенциально пожароопасным.

    Содержание  SiO₂  в рудах и окремненных разновидностях пород месторождения в среднем составляет 63%, вследствие чего условия отработки оцениваются как пневмокониозоопасные.

    Согласно  геологических данных, в отдельных  залежах, не вскрытых горными работами (БлРЗ-ТС₂  гор 12, БлОл-5С₁ гор 11, БлРЗ-5С₂ гор 10 м ) содержание SiO₂ в рудах и породах достигает до 74%. Горные работы в этих блоках, согласно календарного графика, будут производится в 2013-2015г.г. Вследствии чего предельно-допустимая концентрация по пыли в расчетах определяется как n= 2 мг/м³ (в последствии, коэффициент будет пересчитан).

    К взрывоопасным относятся серно-колчеданные, медно-колчеданные, колчеданно-полиметаллические руды, которые содержат в свое составе более 65% пирита или более 35% пиритной серы. Радиационная характеристика массива пород благоприятная. По материалам каротажа и лабораторным определениям активности пород, руд и продуктов обогащения следует, что согласно НРБ-76 разработка мероприятий по радиационной безопасности не требуется.

    Обобщение результатов большого объема проведенных  исследований позволило получить достаточно полное представление о гидрогеологических условиях Артемьевского месторождения, которые характеризуются средней сложностью.

    Непосредственно над рудными  залежами Артемьевского  месторождения протекают левые  притоки р. Убы (с запада на восток), ручьи: Холодный ключ со своими двумя  левыми притоками, берущими начало прямо на участке месторождения, Артемьев ключ и на восточном фланге – ручей Безымянный.

    Для всех ручьев с их водосборной площадью 37,8 км² расход составляет, порядка, 249л/с (или 896,4 м³/ч). Модуль поверхностного стока на площади месторождения составляет 1,5 л/с (5,4 м³/ч) с 1 км² водосборной площади. В летнюю межень поверхностный водосток в ручьях частично пересыхает.

    Подземные воды в делювиально-пролювиальных  отложениях развиты спорадически. Водовмещающими являются пески, дресвяники, гравийники, залегающие линзами невыдержанными прослоями в толще суглинков и глин.

    Зеркало этих подземных вод фиксируется  на глубинах 2,2 – 15,0м. В понижении  рельефа они разгружаются (выходят) на дневную поверхность, образуя  мочажины, заболоченные участки, родники с дебитами до 0,4 л/с. Воды пресные с минерализацией 0,3 -0,9 г/л.

    Питание подземных и поверхностных вод  происходит, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков. В меженные периоды идет подпитка за счет трещинных  вод.

    1.3 Горнотехнические условия месторождения

    Артемьевское  колчеданно-полиметаллическое месторождение  представляет собой систему пластообразных залежей, локализующихся в Северо-Восточной  и Юго-Западной ветвях единой рудной зоны мощностью до 500м.

    Северо-Восточная  ветвь рудной зоны имеет северо-западное простирание (305º) и представлена залежами «Камышенская», «Основная», «Промежуточная», «Восточная» и «Юго-Восточная».

    «Камышенская» залежь занимает крайнее северо-западное положение. Протяженность ее – 450м  при ширине до 350м. Глубина залегания – от 350-400м на юго-востоке до выхода на поверхность на северо-западе. Верхняя часть залежи отработана карьером. Карьер до отметки  +295м в настоящее время заполнен водой, объем которой составляет около 500000м³.

    «Основная»  рудная залежь прослеживается на 1300м, при ширине до 400м и мощности более 200м. Глубина залегания изменяется от 160-200м на северо-западе до 600м на юго-востоке.

    В пределах залежи выделяется Главное  рудное тело, сложенное богатыми рудами, представляющее собой сложнопостроенную плитообразную линзу с резкими перепадами мощности от 8-10 до 42м.

    Главное рудное тело сопровождается системой линз лежачего и висячего боков залежи шириной до 140м и мощностью  до 12м.

    «Промежуточная» залежь, являясь продолжением залежи «Основная», залегает на глубине 660-670м и представлена рудными телами мощностью от 0,3 до 12,3м.

    «Восточная» и «Юго-Восточная» залежи залегают на глубине более 700м, их запасы незначительны.

    В составе Юго-Западной ветви рудной зоны месторождения выделяются Западная, Центральная и прогнозируемые Южная и Глубокая рудные залежи. Разведочные работы на этих залежах не производились.

    По  природным факторам месторождение  отнесено к 3 группе сложности.

    Наиболее  разведанной является «Основная» рудная залежь. В рудных телах залежи выделено пять природных сортов руд, объединенных в два технологических сорта – медно-цинковый и серебро-полиметаллический.

    Надрудная толща сложена осадочными породами, представленными алевролитами, углисто-глинистыми сланцами, андезито-дацитовыми порфирами. Породы, в основном, плотные, монолитные со слабой трещиноватостью, но при обнажении склонны к разрушению. 

    Подрудная толща, сложенная лавами и лавобрекчиями  липаритовых порфиров, примыкает  к рудному телу, породы в этих местах претерпели гидротермальные изменения и превратились в метасоматиты. Наличие в этих измененных породах серицитолита и хлоритолита понижает их устойчивость, они быстро разрушаются даже при рудничной атмосфере.

    Коэффициент крепости составляет: для руды – 5-6, для породы – 5-12. Увлажнение или замачивание метасоматитов приводит к их размоканию и размягчению, прочностные показатели понижаются в 1,3-1,8 раза.

    Средняя плотность руд – 3,56 т/м³, коэффициент разрыхления руд и пород – 1,7.

    По  заключению института «Унипромедь» месторождение отнесено к пожароопасным. При ведении горных работ возможны взрывы сульфидной пыли в связи с содержанием пиритной серы в руде более 35%.

    Содержание  свободной кремнекислоты в рудах  и породах в среднем составляет 63%, поэтому месторождение является силикозоопасным.

    Обводненность месторождения незначительная. Ожидаемый  водоприток в горные выработки при  отработке месторождения до уровня 10 горизонта максимально составит 260÷310м³/час. Шахтные воды по отношению к бетонным и железобетонным конструкциям обладают слабой сульфатной агрессией, по отношению к металлоконструкциям и насосному оборудованию – среднеагрессивные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.   ЗАКЛАДОЧНОЕ ХОЗЯЙСТВО АРТЕМЬЕВСКОГО РУДНИКА, СОСТАВ И ОБЪЕКТЫ. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ

    2.1 Закладочное хозяйство Артемьевского рудника, состав и объекты.

    Закладочное хозяйство Артемьевского рудника  включает в себя:

• участок 1 добычи, доставки и подготовки инертного заполнителя;
• центральные склады цемента и золы-уноса;
• бетонозакладочный комплекс БЗК-1 производительностью 80 м /ч;
• бетонозакладочный комплекс БЗК-2 производительностью 40 м /ч;
• бетонозакладочный комплекс БЗК-З производительностью 60 м /ч.

    6.1.1 Участок 1 добычи, доставки и подготовки  заполнителя

    Для добычи инертного заполнителя организуется карьер, в функции которого входят: добыча отвальных пород, их доставка и складирование на площадке БЗК.

    Для получения готового продукта класса на площадке БЗК-1 и 2 организован дробильно-сортировочный  участок (ДСУ-1), включающий:

    -дробилку 1-ой стадии дробления; 

    -дробилку 2-ой стадии дробления;

    -дробилку 3-ей стадии дробления.

    На 1-ой стадии дробление отвальных  пород производится мобильной дробильной установкой МС 120 Z С110, которая обеспечивает выход дробленой породы крупностью материала 80-130 мм и готового продукта (отсев)

    Готовый продукт (отсев) классом поступает на площадку складирования, откуда погрузчиком доставляется в приемный бункер конвейерного тракта и далее в расходный бункер БЗК-2.

    Проектная техническая производительность дробильной установки МС 120 Z С110 при ширине зазора 85-130 мм составляет 140-180 и 215-280 т/ч.

    После щековой дробилки дробленая порода поступает на конусную дробилку 2-ой стадии дробления GР 500 ф. Ме1sо Minerals с технической производительностью 230-250 т/ч материала крупностью -30 мм.

    После 2-ой стадии материал поступает на 3-тью стадию дробления дробилкой мелкого дробления типа КМД-1750 Т производительностью 80-110 м ³/ ч готового продукта классом.

    После дробилки КМД-1750Т дробленая порода по конвейерному тракту поступает в  расходный бункер БЗК-1 и на площадку складирования.

    Для получения готового продукта класса на площадке БЗК-З организован дробильно-сортировочный участок (ДСУ-2).

    Дробленая порода классом с площадки складирования  погрузчиком доставляется в приемный бункер роторной дробилки В 8100 производительностью до 200-300 т/ч. После дробления порода поступает на грохот N403 с ситом 3 мм и далее готовый материал классом в приемный бункер БЗК-З.

    Для формирования штабелей заполнителя  и подачи его в расходные  принят фронтальный погрузчик ZL-50G с емкостью ковша V=2 м³ Аппаратурно-технологическая схема ДСУ-1 и 2 приведена на рис. 6.6.

    6.1.3 Центральные склады цемента и  золы-уноса 

    Центральные склады цемента и золы-уноса являются общими для БЗК-1,2 и 3 и предназначены  для приема, хранения и подачи вяжущих материалов  в расходные силосы комплексов. Склады выполнены по типовому проекту ТП 409-29-65.

    Разгрузка вяжущих материалов из вагонов и  загрузка их осуществляется пневмотранспортными  устройствами. От центрального склада до расходных силосов (бункеров) закладочных комплексов цемент и зола-унос доставляют автоцементовозами ТЦ-12 с «тической разгрузкой, грузоподъемностью 20 т.

    Рисунок 6.6- Аппаратурно-технологическая схема объединенного дробильно- сортировочного комплекса бетонозакладочного хозяйства Артемьевского рудника

    6.1.4 Бетонозакладочный  комплекс БЗК-1

1. Состав и объекты БЗК-1

    Бетонозакладочный комплекс БЗК-1 входит в состав Артемьевского рудника и включает в себя следующие объекты:

• линию 1-1 приема и подачи дробленого заполнителя в мельницу;
• линии 1-2 приема и подачи дробленого заполнителя в смеситель;
• линия 2-1 приема, хранения и подачи цемента;
• линия 2-2 приема, хранения и подачи золы-уноса;
• линия 3 подачи воды;
• отделение приготовления цементного молока (режим 1);
• отделение приготовления цементно-зольного молока (режим 2);
• линия 4 подачи сжатого воздуха;
• помольный участок 5;
• смесительный участок 6;
• технологические скважины, магистральные и участковые бетоноводы 7;
• лаборатория 8 технологического контроля.

    Аппаратурно-технологическая  схема БЗК-1 представлена на рис.6.7.

2. Технология закладочных работ.

    В качестве основного технологического оборудования БЗК-1 приняты шаровая  мельница и уравнительный смеситель, на базе которых предложена и реализована универсальная технология закладочных работ по мельнично- смесительному способу подготовки и приготовления закладочных смесей заданных параметров на мелком и крупном заполнителях с возможностью оперативного трансформирования схемы технологического процесса в зависимости от типа вяжущего и заполнителя и объемов производства с последующей доставкой закладочных смесей трубопроводным транспортом в выработанное пространство в самотечным режиме.

    6.1.4.2.1 Технология закладочных работ  включает следующие операции, которые входят в объем работ, выполняемых обслуживающим персоналом бетонозакладочного комплекса БЗК-1:

    -подача  продукта дробления классом Р-15+омм  в расходные бункера мельницы и смесителя;

    -выпуск, дозирование заполнителя и подача  его в мельницу;

    -выпуск, дозирование заполнителя и подача  его в смеситель;

    -загрузка  цементом расходных силосов, дозирование  и подача цемента в затворитель,  приготовление цементного молока  и подача его в мельницу (режим 1);

    -загрузка  золой-уносом расходных силосов,  дозирование и подача золы-уноса в затворитель, приготовление цементно-зольнго молока и подача его в мельницу (режим 2);

    -прием  в мельнице отдозированных закладочных  материалов (цементное молоко и порода), их совместный помол, активации и приготовление пес- чаноцементной пульпы (ПЦП) заданных параметров и объемов с их последующей подачей в смесительное отделение (режим 1);

    -прием  в мельнице отдозированных закладочных  материалов (цементнокольное молоко и порода), их совместный помол, активации и приготовления песчаноцементнозольной пульпы (ПЦЗП) заданных параметров и объемов с их последующей подачей в смесительное отделение (режим 2);

     -прием  в смесителе отдозированных закладочных  компонентов (ПЦП и дробленой породы) заданных параметров и объемов, их совместное, перемешивание и приготовление закладочной смеси в смесителе (режим 1);

     -прием  в смесителе отдозированных закладочных  компонентов (ПЦЗП и дробленой  породы) заданных параметров и  объемов, их совместное, перемешивание и приготовление закладочной смеси в смесителе (режим 2);

    -подача  смеси в приемную воронку трубопровода  и транспортирование ее к месту  укладки;

    -технологический  контроль за процессом приготовления  закладочной смеси.

3. Материалы со складов в расходные емкости подают: цемент и золу-унос - пневмотранспортом, дробленую породу — конвейерами.
4. Дозирование твердых компонентов производится по массе. Допускается их объемное дозирование путем регулирования скорости движения Вы конвейера или толщины слоя.
5. Производительность закладочного комплекса по сыпучим заполнителям следует определять по суммарному расходу, согласно показаний весоизмерительных устройств или по данным последней тарировки дозаторов.
6. Цемент и золу-унос из расходных силосов подают ротационными нагнетателями на весовые дозаторы непрерывного действия, работающие в автоматическом режиме.
7. Расход воды должен устанавливаться в зависимости от влажности твердых заполнителей и состава смеси.
8. Для исключения попадания в технологический процесс негабаритных кусков и посторонних включений линии подачи твердых инертных заявителей должны быть оборудованы грохотами, шиберами и металлоуловителями.
9. Бункера дробленой породы, цемента и золы-уноса должны быть оснащены вибраторами для ликвидации возможного зависания в них материалов.
10. Необходимым условием качественного приготовления закладочных смесей является полная автоматизация технологического процесса через систему АСУ ТП.
11. Работа закладочного комплекса производится согласно утвержденнойной главным инженером рудника "Технологическрй картой приготовления подачи в выработанное пространство закладочной смеси на БЗК-1 Артемьевского рудника" (Приложение 6).