Характеристика горного предприятия и описание технологического процесса работы шахты.

Учалинский горно-обогатительный комбинат – крупнейшее предприятие Республики Башкортостан и России по производству медного, цинкового и пиритного концентратов.

Минерально-сырьевой базой комбината являются разрабатываемые Учалинское, Молодежное и Узельгинское, разведанные – Озерное, западно-Озерное, Чебачье, Талганское и находящиеся в разведке Новоучалинское месторождения.

Ближайшими железнодорожными станциями являются станция Учалы (9 км к северу), с выходом на станцию Миасс и станцию города Магнитогорск (120км к югу), Южно-Уральской железной дороги.

Внешняя транспортная связь осуществляется через ширококолейную железную дорогу Миасс-Учалы, протяженностью 110 км. В 40 км южнее месторождения находится автотрасса Челябинск - Магнитогорск. На юго-запад проходит автотрасса Учалы - Белорецк. Электроэнергией район Учалинского месторождения снабжается от проходящих вблизи высоковольтных ЛЭП-110 кВ Златоуст-Магнитогорск и Магнитогорск-Учалы.

Учалинское месторождение представляет собой крупное линзообразное тело сплошных колчеданных руд, с прерывистыми зонами рассеянной сульфидной минерализацией.

Рудное тело вытянуто по меридиане и при этом имеет крутое падение (80-85 градусов) к западу. Длина по простиранию составляет 1,4 км. Горизонтальная мощность изменяется от нескольких метров до сотни.

Геология месторождения

В пределах залежи выделяются массивные и вкрапленные руды с различным содержанием промышленных компонентов, которые отрабатываются селективно.

Вмещающие породы представлены в висячем боку устойчивыми образованиями с крепостью 9-14 по шкале профессора М.М.Протодьяконова. Породы лежачего бока, примыкающие к рудному телу, слабоустойчивые и представляют собой кварц-серитоциты метасоматиты. При обводнении, они приобретают плывунообразное состояние.

Рудный массив достаточно устойчив. Крепость руды составляет 14- 18

Руды рассматриваемого месторождения, представляют собой сложный конгломерат минералов меди, цинка, железа, редких и благородных металлов с небольшим количеством нерудных минералов.

По вещественному составу руды Учалинского месторождения определяются как типично колчеданными, состоящими в основном из пирита и подчинённых количеств первичных и вторичных сульфидов меди и сфалерита.

      Минералогический состав руд

Главными рудными минералами являются пирит, сфалерит и халькопирит» второстепенными - теннантит, галенит, гематит, барит, самородное золото и магнетит; редкими - алтаит, арсенопирит, гессит, калаверит, киноварь, марказит, моусонит, мельниковит, пирротин, станноидит, рутил, халькозин и др. Из нерудних минералов наиболее распространены кварц, серицит, хлорит, кальцит и барит, второстепенные и редкие минералы представлены эпйдотом, цоизитом, сидеритом, арагонитом, гипсом, гранатом, турмалином, опалом.

По минеральному составу руды Учалинского месторождения подразделяются на серноколчеданные (пиритовая ассоциация), медно-цинковоколчеданные (халькопирит-сфалерит-пиритовая ассоциация), медноколчеданные (халькопирит-пиритовая ассоциация). Отношение меди к цинку в рудах варьирует от 3:1 до 1:6, в среднем 1:3,5.

Наибольшее развитие в рудах получили кристаллически-зернистые и метаколлоидные структуры. Широко представлены также структуры замещения - коррозионная, петельчатая; распада твердых растворов и метаморфогенные структуры.

Таблица 1.1

                                               Физико-механические свойства пород и руд.          

Наименование         пород	Объемная    плотность,т/м3.	Коэффициент по Протодъяконову	Предел прочности при сдвиге, Мпа
1.Кварц-серицитовые породы с густой вкраклейностью пирита.	3,02-3,28	4-6	6,8-11
2.Сплошные медно-колчедановые руды.	4,8-4,87	8-10	20-27,5

 

 

Система разработки месторождения.

Руда, расположенная ниже дна карьера, отрабатываются единым шахтным полем и характеризуются следующими параметрами (табл. 1.2 [2]).Таблица 1.2 

 

Наименование	Единица   измерения	Значение параметра
Протяжённость в меридиальном направлении	м	1400
Площадь (с учётом размещения комплекса зданий и сооружений на поверхности	км2	3
Глубина разработки на поверхности	м	430
Вертикальный размер залежи, в том числе ниже дна карьера	м	20
Средняя мощность рудных тел	м	57
Угол падения залежи	градус	80-85
Углы движения гонных пород	градус	55-65
Геологические запасы руды категорий В+С1(до горизонта 460 м)	тыс.тонн	30186,7
Геологические запасы руды категории С2	тыс.тонн	1574,9

 

Система вскрытия и для разработки месторождения, принят этажно-камерный способ разработки с последующей твердеющей закладкой выработанного пространства

       Учалинское месторождение вскрывается следующими выработками:

- стволом шахты «Вспомогательная»;

- наклонным съездом, начиная с поверхности;

- стволом шахты «Северный-вентиляционный»;

 -шахтой «Разведочная-водоотливная» пройденной до гор. 120м.;

 -штольнями гор. 300м.,пройденным в западном и восточном борту карьера;

 -грузовыми и людскими механизированными уклонами. Разведочно-водоотливной шахты, пройденными с гор. 120м. до гор. 380м.;

- стволом шахты «Главная».

Ствол шахты «Главная» предназначен для выдачи руды на поверхность, в сечении ствола размещаются два скиповых отделения.

Ствол шахты «Вспомогательная» предназначен для спуска-подъема людей, оборудования и материалов; канализации, передачи электроэнергии, воды и сжатого воздуха, а также для подачи свежего воздуха. В сечении ствола размещены клетьевое, лестничное и трубо-кабельное отделение.

Ствол шахты «Северный-вентиляционный» расположен на фланге шахтного поля, предназначен для выдачи загрязненного воздуха и механизированного выхода на поверхность.

Наклонный съезд заложен на центральной пром.площадке и служит для доставки самоходного оборудования на эксплутационные горизонты. Наклонный съезд пройден с поверхности сечения в 14,2-10,8м^2 под углом 5.5-8 градусов.

 

 

Ствол шахты «Разведочная-Водоотливная» заложен на центральной пром.площадке и служит для спуска-подъема людей, оборудования и материалов, а также для водоотлива, подачи свежего воздуха, электроэнергии, воды и сжатого воздуха. В сечении ствола размещается клетьевое, лестничное и трубо-кабельное оборудование.

Штольни служат для выдачи руды с гор. 380м. в карьер, для выдачи загрязненного воздуха, а также обеспечивают запасные выходы из шахты.

Людской уклон предназначен для спуска и подъема людей,

подачи свежего воздуха, воды, электроэнергии и сжатого воздуха. Уклон оборудован механизированным подъемом в вагонах, типа ВПН 2-10/600, а также трапами и маршевыми лестницами.

На руднике предусмотрено две системы разработки с твердеющей закладкой: горизонтальными слоями и этажно-камерной.

       Камерная система с закладкой.

Высота этажа принята 80м. из условия отработки месторождения двумя подэтажными высотой 40м. Подготовка блока при подэтажно-камерной системе разработки заключается в проведении полевых транспортного и вентиляционного штреков, которые соединяются доставочными ортами при расположении камер вкрест простирания или ортами через 60м. (по длине камеры) при расположении камер по простиранию.

Учитывая устойчивость руды и закладочного материала, а также время твердения закладки, выемку камер целесообразно осуществлять в 4 стадии, обнажая искусственный массив(целик) только с одной стороны. Отработка камер намечается от наиболее устойчивого висячего бока к лежащему. Очистные работы начинаются с образованием отрезной цепи (на всю ширину камеры) путем взрывания вертикальных скважин, расположенных по сетке 1,3~1,3м при диаметре =89мм или 1,5~1,5 при диаметре =102мм. Отбойку руды ведут вертикальными слоями, взрыванием нисходящих и восходящих веерных скважин, пробуриваемых из буровых ортов или штреков. Отбитая руда выпускается через траншею на погрузочные заезды доставочного горизонта, где грузится и транспортируется самоходным погрузочно-доставочными машинами типа TORO-501 к рудоспуску.

        Гидрогеологические условия разработки горных пород.

Условия разработки месторождения относятся к категории средней сложности. На месторождении развиты порово-трещинные (до глубин 6-70 м), трещинные (до глубин 100-120 м), трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений (на глубинах ниже 120 м, до 350-400 м). Скорость фильтрации трещинных вод 0.14-0.58 м/сут.                   

  

 

 

Осушение карьера осуществлялось системой водосбросных дренажных скважин и подземных горных выработок разведочно-водоотливной (РВ) шахты. По мере развития сети горных выработок при начавшейся подземной разработке месторождения возникла необходимость строительства водонепроницаемых перемычек для регулирования водопритоков в выработки и зашиты добычных забоев от затопления. Водоприток в РВ шахту составлял от 200 до 650 м3/час, особенно в сезон дождей, когда потоки воды с бортов карьера и с верхних площадок породных отвалов по капитальным съездам устремляются на дно карьера и в подземные горные выра­ботки. Это создает опасность нарушения устойчивости восточного борта карьера и очень сложные условия для проведения подземных горных работ. Объем откачиваемых дренажных вод измеряется вели­чиной 1.8 - 2.8 млн.м3 в год. Воды сбрасываются в хвостохранилище обогатительной фабрики (в чашу бывшего озера Малые Учалы). Общая минерализация дренажных вод составляет 2154 мг/м3, рН 4.2-4.5; на отдельных участках водопритоков рН увеличивается до 5.5 - 6.5. Удельный водоприток на 100 пог.м. карьера - 0.12 м3/час.