Мукуланский карьер Тырныаузского комбината

Основные запасы вольфрамо-молибденовых руд Тырныаузского месторождения сосредоточены в рудных телах «Главный скарн» и «Слепая залежь». «Главный скарн» представлен залежью седловидной формы с углом падения 60—70°. Мощность залежи изменяется от нескольких метров на флангах до 140 м в центре. Висячий бок залежи представлен биотитовыми роговиками, лежачий бок — слаботрещиноватыми мраморами.

«Слепая залежь» состоит из скарнов пластообразной формы и роговиков, расположенных в висячем боку. Мощность залежи изменяется от 15 до 100 м. Руды и вмещающие породы характеризуются высокой крепостью. Так, скарны, содержащие вольфрам, имеют крепость 16—18. Роговики, к которым приурочены молибденовые руды, имеют крепость 12—14. На рис. II.6 показан совмещенный разрез Тырныаузского месторождения.

Горные работы на Тырныаузском комбинате были начаты в 1934 г. с разработки подземным способом Главного скарна, который имел выход на дневную поверхность. На первых этапах на верхних горизонтах рудника применяли в основном этажнокамерные системы разработки с отбойкой минными зарядами. Впоследствии на предприятии были внедрены высокопроизводительные системы этажного принудительного обрушения с отбойкой скважинами на подконсольное пространство и одностадийная система разработки с отбойкой взрывными скважинами в зажатой среде. Высота этажа принята равной 75 м; ширина и длина блоков зависит от размеров рудных тел на горизонте разработки. В настоящее время горные работы ведутся на глубине 400—450 м. С 1970 г. аналогичные системы разработки применяются при подземной отработке скарнов и роговиков Слепой залежи.

Подземная разработка Тырныаузского месторождения с применением систем с массовым обрушением повлекла за собой формирование над отработанными блоками рудника мощной зоны обрушения, а на дневной поверхности появление воронок обрушения. На рис. II.6 показаны отработанные участки Главного скарна и Слепой залежи подземным способом.

В 1968 г. МЦМ бывш. СССР было принято решение о значительном увеличении производственной мощности Тырныаузского комбината за счет разработки основных запасов Слепой залежи месторождения открытым способом. Первоначально по проекту Кавказгипроцветмета предусматривалась отработка лишь восточной части залежи, с тем чтобы контур карьера остался за пределами воронки обрушения, образовавшейся от ведения работ в Главном скарне. Проектом были установлены следующие параметры карьера и основные технико-экономические показатели открытой разработки месторождения:

В 1972 г. институт Гипроникель рассмотрел возможность и доказал экономическую целесообразность увеличения масштабов открытой добычи руды. Техническим проектом расширения Тырныаузского комбината было установлено, что открытые горные работы экономически целесообразны до нижней границы оруденения. При этом величина граничного коэффициента вскрыши была увеличена до 10,5 м3/м3.

Эффективность открытых горных работ обеспечивается лишь при угле откоса рабочего борта, близкого к 34°, что возможно в случае оставления рабочих площадок минимально допустимой ширины только в зоне работы экскаваторов. На остальных участках уступов в этот момент оставляются транспортные бермы. Рабочие площадки на смежных уступах рассредоточены по длине фронта работ.

Проектом предусматривается многоярусное размещение всего объема вскрышных пород в Большой Мукуланской балке, расположенной юго-западнее карьера. Общая высота многоярусного отвала на конец отработки карьера будет составлять 1505 м; высота отдельных ярусов достигает 400 м. В настоящее время породы в отвальные ярусы размещаются с помощью бульдозеров.

Предусмотренное проектом значительное расширение границ карьера привело к необходимости ведения открытых горных работ в зоне обрушения рудника «Молибден». К этому моменту в контуре карьера Мукуланского сформировались четыре воронки обрушения. Максимальными размерами характеризуется воронка обрушения, образовавшаяся от подземной разработки Главного скарна и имеющая длину более 500 м, ширину 150—170 м и глубину свыше 50 м. Три другие воронки образовались в результате подземной разработки отдельных блоков Слепой залежи. Диаметр этих воронок составлял 60—100 м, глубина — 20—30 м. На рис. II.7 показан план участка карьера Мукуланского с нанесенными контурами воронок обрушения.

Для безопасного ведения открытых горных работ в зоне подземного рудника «Молибден» на Тырныаузском комбинате была создана специальная служба сдвижения, основной задачей которой являются наблюдения за зоной и воронками обрушения. В 1975 г. институтом Гипроникель были разработаны «Временные мероприятия по обеспечению безопасности работ при совместной отработке Тырныаузского месторождения подземным и открытым способами». При составлении этих мероприятий был использован опыт работы карьера «Мукуланский» в зоне влияния подземных выработок рудника «Молибден», а также результаты инструментальных наблюдений, выполненных ВНИМИ и маркшейдерской службой Тырныаузского комбината, и исследований, проводимых различными организациями и институтами.

В соответствии с данными мероприятиями в пределах проектного контура карьера Мукуланского выделяются три зоны: зона плавных сдвижений, зона трещин и зона обрушения. Границы зон определяются службой сдвижения по величине угла сдвижения и по величине углов разрыва и наносятся ежемесячно на всех основных планах и разрезах карьера.

Зона обрушения ограничивается углом обрушения, равным 70°, и характеризуется наличием крупных трещин, уступов и террас. В зоне обрушения выделяется опасная зона, которая определяется углами воронкообразования, равными 85°. Граница опасной зоны выносится в натуру и обозначается соответствующими опознавательными знаками. В пределах опасной зоны категорически запрещается производство горных работ, пребывание людей и размещение оборудования.

На участке зоны обрушения при углах обрушения от 70 до 85° разрешается производить горные работы при скорости оседания поверхности не более 20 мм в сутки.

Предусматривается проведение профилактических мероприятий на подземном руднике по предотвращению образования пустот в период очистной выемки. Разработаны также мероприятия, обеспечивающие безопасность открытых горных работ, проводимых над подземными капитальными, подготовительными и другими горными выработками.

Исследованиями, выполненными МГРИ им. С. Орджоникидзе при участии авторов, доказана возможность и установлена рациональная область применения геофизических методов наблюдения за зонами обрушения и подземными пустотами. Обнаружение подземных пустот и границы зоны обрушения возможно одним из методов электроразведки — методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Гравиметрические наблюдения более целесообразно вести из подземных выработок рудника «Молибден». Доказана возможность применения в условиях Тырныаузского месторождения звукометрического метода для обнаружения зон обрушения, оценки состояния кровли выработок, междукамерных целиков, стенок рудоспусков и т. п.

В настоящее время горные работы на карьере Мукуланском ведутся на 24 уступах. Бурение взрывных скважин осуществляется станками СБШ-250МН. Взорванная горная масса грузится экскаваторами ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8И в автосамосвалы БелаАЗ-540 и БелАЗ-548. Намечено применение автосамосвалов грузоподъемностью до 75 т.

Руда из карьера на обогатительную фабрику транспортируется с помощью автосамосвалов и подвесной канатной дороги. Проектом предусматривается строительство рудоспусков, которые соединят карьер с откаточными штольнями рудника «Молибден», расположенными на отметке 2005 м. Намечается замена электровозной откатки в штольнях конвейерной, с помощью которой руда будет доставляться к цеху дробления и самоизмельчения. Из цеха самоизмельчения, строительство которого в настоящее время заканчивается, руда будет доставляться на обогатительную фабрику самотечным гидравлическим транспортом.

Выполнение в процессе строительства Мукуланского карьера и реконструкции Тырныаузского комбината всех намеченных проектом решений позволит значительно увеличить объемы добываемой и перерабатываемой руды и улучшить технико-экономические показатели работы предприятия.