Основные направления реконструкции рудных карьеров

На многих рудных карьерах в процессе эксплуатации производится полное или частичное изменение технологических схем, способов вскрытия, расширение проектных контуров, замена оборудования более совершенным и ряд других работ, выполнение которых приводит к реконструкции горного предприятия.

Во время реконструкции обычно выполняется комплекс горно-капитальных, строительных и монтажных работ с целью увеличения добычи полезного ископаемого, продления срока службы карьера, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции.

Реконструкция действующих карьеров осуществляется по следующим основным направлениям:

- расширение границ; техническое перевооружение и совершенствование технологических процессов.

В процессе эксплуатации рудных карьеров производится доразведка месторождений, которая очень часто сопровождается приростом запасов руды и пересмотром проектных контуров. В результате доразведки месторождений и прироста запасов руды были расширены проектные контуры Коунрадского, Сорского, Кальмакырского, Соколовского, Сарбайского, «Медвежий ручей» и некоторых других отечественных рудных карьеров. Из зарубежной практики наиболее интересны карьеры «Бингэм», «Игл Маунтин», «Чино», «Багдад», «Пима», «Моррис», «Трипп», «Джеффри Майн» и другие, на которых были расширены проектные контуры.

Очень часто доразведка рудных месторождений сопровождается пересмотром бортового и минимального промышленного содержания полезных компонентов. Изменение промышленных требований к добываемым рудам происходит в результате совершенствования технологии добычи и переработки руды и приводит также к пересмотру проектных границ карьеров. Одновременно с доразведкой месторождений были снижены кондиции на Коунрадском, Сорском, Каджаранском, Кальмакырском и некоторых других карьерах. За рубежом отмечалось снижение кондиций на меднорудных карьерах «Иерингтон», «Пима», «Бингем» и др.

На некоторых крупных месторождениях в целях наиболее интенсивного и целесообразного использования запасов руды ведутся одновременно как открытые, так и подземные работы. Совершенствование открытого способа разработки позволяет в ряде случаев пересмотреть ранее принятые проектные решения и расширить проектные контуры карьеров за счет открытой добычи запасов руды, предназначавшихся ранее для подземной добычи. Расширение проектных контуров карьеров осуществляется также за счет разработки запасов руды открытым способом, разрабатываемых ранее подземным способом.

В отечественной практике за счет перехода от подземных работ на открытые расширены проектные контуры Хайдарканского, Каджаранского, Блявинского, Зыряновского, Никитовского, Тырныаузского и некоторых других карьеров. За рубежом аналогичное расширение контуров отмечалось на карьерах «Беркли», «Багдад», «Торнтон», «Рей», «Вест-Ляйел», «Боракс», «Моренси» и «Морис».

Из приведенных примеров видно, что расширение установленных ранее границ действующих карьеров осуществляется за счет: доразведки месторождений и прироста запасов руды; снижения бортового и минимального промышленного содержания полезных компонентов; перехода от подземных работ на открытые на участках месторождений, примыкающих к карьерам.

Расширение проектного контура карьера и увеличение объемов добываемой руды ведет к пересмотру всего существующего на предприятии технологического процесса. При продолжительной эксплуатации крупных рудных карьеров происходит физический и моральный износ горнотранспортного оборудования, что приводит к необходимости периодической его замены новым, более совершенным оборудованием. Замена транспортного оборудования осуществляется также при достижении такой глубины карьера, при которой ограничивается рациональная область применения принятых ранее средств транспорта.

Замена горного оборудования осуществляется периодически на всех крупных отечественных карьерах. В качестве примера можно отметить Сибайский, Коунрадский, Кальмакырский, Каджаранский, Гайские № 1 и № 2, Криворожские железорудные и многие другие карьеры. За рубежом горное оборудование было заменено на большинстве крупных карьеров, таких, как «Бингэм», «Чино», «Игл Маунтин», «Джеффри Майн», «Либерти», «Мишн», и многих других.

Переход на более совершенные схемы транспорта в отечественной практике осуществлен на карьерах «Медвежий ручей», Гороблагодатский, Сибайский, Кургашинканский, а также на Соколовско-Сарбайском и Криворожском горно-обогатительных комбинатах. Переход на более совершенные транспортные схемы предусмотрен во многих проектах глубоких карьеров. Реконструкция транспортных схем была осуществлена на таких зарубежных карьерах, как «Чино», «Пима», «Беркли», «Либерти», «Багдад», «Джеффри Майн», «Инспирэйшен», «Южный Эжнью», «Лавендер», «Спрус», «Хогарт», «Боракс» и многих др.

При пересмотре границ карьеров и понижении горных работ на определенную глубину наблюдается некоторое нарушение соответствия между отдельными звеньями технологического процесса. Наиболее часто диспропорция возникает между объемами горной массы, которые должны быть добыты в забоях карьера и доставлены на соответствующие пункты разгрузки, и пропускной способностью системы вскрывающих выработок. В этих случаях пересматриваются схемы вскрытий месторождений и устанавливаются наиболее рациональные варианты.

Варианты вскрытия рудных месторождений пересмотрены на Коунрадском, Каджаранском, Сибайском, Кургашинканском, Учалинском, Алтын-Топканском, Никитовском карьерах, на карьере Центрального горно-обогатительного комбината и некоторых др. За рубежом переход на более совершенные схемы вскрытия осуществлен на карьерах «Бингэм», «Багдад», «Инспирэйшен», «Фруд-Стоби» и ряде др.

Перечисленные мероприятия, связанные с заменой горнотранспортного оборудования и переходом на более совершенные варианты вскрытия месторождений, представляют особый вид реконструкции рудных карьеров — техническое перевооружение и совершенствование технологических процессов. Это направление включает:

- внедрение новой горной техники;

- переход на более совершенные виды транспорта;

- изменение вариантов вскрытия месторождений.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что реконструкция карьеров, как правило, сопровождается большими материальными и трудовыми затратами. Это, в первую очередь, относится к такому направлению реконструкции, как расширение границ карьеров и возобновление горных работ на погашенных участках бортов этих карьеров. В данных условиях применяется специальная технология горных работ, используются новые типы погрузочного и транспортного оборудования, что значительно удорожает вскрышные и добычные работы и снижает эффективность дополнительных капитальных вложений на реконструкцию. Характерным примером является реконструкция Коунрадского карьера, на котором горные работы возобновлялись дважды: по проекту реконструкции 1958—1962 гг. и по проекту реконструкции 1973 г.

Вместе с тем опыт показывает, что затраты на реконструкцию карьеров могут быть уменьшены, если она будет заранее планироваться. Планирование реконструкции карьеров может осуществляться при проектировании и разработке месторождений этапами. Примером может служить поэтапная разработка Сибайского, Сорского и Каджаранского месторождений цветных металлов, а также железорудных месторождений Кривбасса и Оленегорского комбината.

Поэтапная разработка месторождений возможна при сроке существования карьера свыше 15—20 лет. Она позволяет планировать затраты на геологоразведочные работы, намечать контуры карьера первой и последующих очередей, предусматривать на бортах промежуточных контуров карьеров временно законсервированные рабочие площадки уменьшенных размеров, достаточные для возобновления горных работ, производить в конце каждого этапа замену и модернизацию горнотранспортного оборудования.

Выполнение перечисленных мероприятий возможно, если при составлении проектов учитывается развитие техники и технологии открытых горных работ и решаются задачи не для всего срока службы карьера, а для конкретных, сравнительно небольших по длительности периодов.