Север и рынок. 2018, № 6.

Введение Выбор схемы вскрытия является одним из основных вопросов при проектировании новых и реконструкции действующих рудников [1]. Значительный вклад в развитие методических подходов сравнения и выбора схем вскрытия мощных месторождений в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий внесли такие отечественные ученые, как М. И. Агошков, А. С. Воронюк, Л. Д. Шевяков, В. А. Щелканов, В. Л. Яковлев и многие др. Авторы отмечают, что затратына строительство рудника, зависящие от схемы вскрытия и подготовки, составляют не менее 50-60 % от общих капитальных вложений [2]. Тенденции к быстрому увеличению глубины горных работ, наращиванию производственной мощности предприятий приводят к еще большему росту доли затрат на вскрытие месторождений и транспортирование руды, а также отрицательно влияют на безопасность горных работ [3]. Повысить экономическую эффективность и безопасность работ возможно при применении высокопроизводительных автоматизированных [4], а в перспективе автономных [5] транспортных систем. Это требует совершенствования условий и организации труда [6], анализа горно-геологических [7], горнотехнических [8] и иных факторов и условий, оказывающих влияние на вскрытие месторождений. Отчасти эти вопросы будут затронуты в настоящей работе. В качестве объектов исследования приняты месторождения, расположенные в наиболее развитом и перспективном в транспортно-логистическом отношении регионе Арктической зоны РФ - - Кольском секторе БЕАР, представляющем неограниченную в обозримом будущем возможность наращивания производственных мощностей горнодобывающих и перерабатывающих предприятий. Рассмотрены Ковдорское месторождение комплексных железных руд и месторождения апатит-нефелиновых руд «Олений ручей» и «Партомчорр». Все рассматриваемые объекты представлены апатитсодержащими рудами и разрабатываются (либо планируются к разработке) комбинированным открыто-подземным способом, системами разработки с обрушением (на этапе подземных горных работ), что позволяет использовать общие подходы к выбору способов вскрытия и схем размещения вскрывающих выработок относительно дневной поверхности и рудных зон. Для обоснования способов вскрытия используется комплексный методический подход базирующийся на интеграции методов пространственного (проектирование 3-D моделей комбинированной геотехнологии) и экономико-математического моделирования (эксплуатационный расчет горного оборудования и оценка экономической эффективности рассматриваемых вариантов вскрытия). Ковдорское месторождение комплексных железных руд Исследование возможностей совершенствования транспортной схемы рудника «Железный» Ковдорского ГОКа выполнялось в период 2011-2013 гг. В это время на руднике эксплуатировался дробильно-конвейерный комплекс (РДКК) в составе циклично-поточной технологии транспортирования (ЦПТ) комплексной железной руды с производительностью 16 млн т/год. Данная технология предусматривала использование комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта. Глубина карьера составляла около 480 м (отм. -240 м) при проектной глубине - - 900 м (отм. -660 м). Развитие проектной производительности карьера до 22,5 млн т/год, рост глубины работ до 900 м и ограниченные горизонтальные размеры залежи способствовали усугублению таких неблагоприятных факторов, как повышение концентрации работ, критическое увеличение длины транспортирования до 6 ч 10 км, рост парка техники (более 40 ед.), ухудшение условий проветривания, повышение эксплуатационных расходов и снижение безопасности работ. В связи с перспективой подземной отработки месторождения были рассмотрены альтернативные ЦПТ варианты выдачи руды - - через горные выработки будущего подземного рудника. Первоначально производилась укрупненная оценка 4 вариантов вскрытия, для которых в горно-геологической информационной системе (ГГИС) MINEFRAME были построены 3-D модели и определены капитальные затраты и сроки строительства (табл. 1) [9]. Из альтернативных вариантов на основе технико-экономического сравнения предварительно интеграцией вариантов 2 и 3 был сформирован способ вскрытия наклонными конвейерными стволами, штольней на гор. -260 м и рудоспусками (РС), пройденными из дна карьера. На следующем этапе посредством экономико-математического моделирования затрат на добычу и обогащение руды (на основе 3-D блочных моделей месторождения (рис. 1)) для каждой схемы приведен тренд и определена величина достоверности аппроксимации R2. Разброс точек на графике объясняется различной дальностью транспортирования руды, заключенной в блоках. По моделям установлено, что с отметки дна карьера -300 ч -330 м целесообразен переход на выдачу руды через подземные выработки. 65