Проблемы и перспективы освоения урановых месторождений Восточной Сибири

Е.Н. Камнев, д.г.-м.н., зам. директора ВНИПИпромтехнологии
Ю.В. Михайлов, д.т.н., проф., зав. кафедрой, декан горно-нефтяного факультета МГОУ
В.Н. Морозов, д.т.н., проф., Геофизический Центр РАН

Наиболее значительные резервные запасы урана России расположены в Эльконском урановорудном районе Восточной Сибири на Алданском щите (Республика Саха). Утвержденные запасы урана по 15 основным рудным зонам здесь составляют около 350 тыс. т при среднем содержании урана 0.147%, прогнозные запасы района оцениваются в 650 тыс. т. Урановые месторождения характеризуются наличием попутных полезных ископаемых: золота с запасами по месторождениям зоны Южной более 140 т при среднем его содержании 0.8 г/т; серебра — около 1800 т при среднем содержании 10 г/т; молибдена с суммарными запасами на месторождениях Дружном и Минеевском 97 тыс. т при среднем содержании 0.12%.

Исследования по изысканию технологии подземной разработки урановых месторождений в этом районе начаты в 2007 г [ 1-4]. При этом было установлено, что эффективная стратегия отработки месторождений урана Эльконского рудного поля должна быть основана на решении новых, нетрадиционных задач при проектировании и реализации всех технологических процессов подземной добычи урана, что определяется, в первую очередь, следующими факторами:

- резко континентальным климатом с высоким перепадом температур, оказывающим значительное влияние на формирование криолитозоны и управление тепловым режимом шахт в зоне пониженных температур горного массива (от -5...7°C и до +8... + 10°C). По данным ИМЗ СО РАН глубина распространения пониженных температур в этом регионе превышает 600 м от поверхности и достигает отметки 800-1000 м. В связи с этим возникает проблема пы-леподавления и обеспечения безопасности радоновыделе-ния в условиях пониженных температур, необходимость обеспечения экологической безопасности поверхностных и подземных водных ресурсов;

- высоким уровнем сейсмичности (более 7 баллов), что указывает на высокий уровень концентрации тектонических напряжений, определяющих напряженно-деформированное состояние (НДС) массива, изменения которого необходимо учитывать при проходке шахтных стволов, под-
готовительных и очистных выработок и на весь период эксплуатации горного предприятия; - приуроченностью оруднения к тектоническим разломам, что затрудняет обеспечение безопасности и эффективности ведения горных работ.

Особенности, определяющие выбор технологии разработки урановых месторождений Эльконского района


Низкотемпературное состояние вмещающих пород и рудных массивов в сочетании с крайне неблагоприятными географическими условиями и слабо развитой инфраструктурой предъявляют целый ряд специфических требований к экотех-нологии освоения минерального сырья Восточной Сибири.

Из производственного опыта известно, что низкотемпературный режим горных пород и подземных вод в вечной мерзлоте, как и весь комплекс ее природных условий, оказывают весьма неблагоприятное влияние на все процессы горного производства. Это связано с высокой плотностью и вязкостью мерзлых пород, предопределяющих повышенную энергоемкость их разрушения и высокую степень пылеобра-зования при бурении и взрывных работах.

Кроме того, для месторождений, залегающих в вечной мерзлоте, характерны слабая устойчивость мерзлых и талых пород в зоне перехода в подмерзлотные зоны на границе нулевой изотермы и значительное ухудшение горнотехнических условий на нижних горизонтах рудника. При этом специфические гидрогеологические условия с разрывами сплошности мерзлых пород требуют учета проявления горного давления наряду с гидростатическим напором подземных вод.

Запыленность рудничного воздуха в шахтах и рудниках в области вечной мерзлоты нередко в сотни раз превышает санитарные нормы. Изыскание эффективных средств борьбы с пылью осложняется недостаточной изученностью особенностей и условий пылеобразования, естественного пылео-саждения, а также связи этих процессов с тепловым режимом выработок, пройденных по многолетнемерзлым породам.

Характерной особенностью пылевого режима рассматриваемых шахт и рудников является его зависимость от времени года: результаты исследований, полученные ВНИИ-1 при изучении пылевого режима одной из шахт, показали, что при одинаковых условиях транспорта и проветривания концентрация пыли в рудничном воздухе зимой оказалась в 6-9 раз выше, чем летом [1]. При этом зависимость содержания пыли в водухе от времени года сохраняется и на шахтах, оборудованных калориферными установками.

Данные И.А. Арнольди по одной из угольных шахт Норильска показывают, что при неизменной скорости и относительной влажности воздуха и сравнительно небольших изменениях его температуры (зимой осуществляется подогрев до +2°C) запыленность атмосферы в различных выработках зимой увеличивается примерно в два раза по сравнению с летним периодом.

Наряду с проблемами борьбы с пылеобразованием разработка урановых месторождений связана с проблемой обеспечения радиационной безопасности. Радиационная составляющая отработки урановых месторождений Эльконского урановорудного поля заключается в оценке радонового дебита будущих рудников, а затем на его основе в расчете количества воздуха, необходимого для их оптимального проветривания. В дальнейшем производится также расчет рационального воздухораспределения по горным выработкам в зависимости от их радиационных характеристик [3].

Предпроектными проработками определены пять самостоятельных участков в пределах Эльконского рудного поля для строительства на них главных и вентиляционных стволов: Элькон, Эльконское плато, Курунг, Непроходимый и Дружный. Каждый из этих участков характеризуется своим радоновым дебитом, на величину которого влияют следующие факторы: среднее содержание урана в руде, коэффициент эманирования руд, коэффициент радиоактивного равновесия урана и радия в них, общие запасы урана, объемный вес пород в естественном залегании, трещиноватость массива и некоторые другие.

Основной вклад в общерудничный дебит радона вносят: очистные блоки (целики рудного массива, отбитая и замага-зинированная руда); подготовительные выработки в зоне очистных работ (рудные и полевые); подготовительные выработки вне зоны очистных работ (квершлаги и штреки, стволы); потерянная руда (в том числе, в зоне обрушения и в закладке); участки, потерявшие производственное значение, и зона обрушения; шахтная вода.

Ориентировочную потребность в воздухе QTp для рудников Эльконского горно-металлургического комбината по основным технологическим показателям можно рассчитать по эмпирической формуле:

Проведенные расчеты количества воздуха, необходимого для соблюдения нормальных санитарно-гигиенических условий труда шахтеров, показали, что при выходе их на максимальную производительность по руде необходимое количество подаваемого по вентиляционным стволам свежего воздуха должно составлять от 400 м3/с (участок Непроходимый) до 1000 м3/с (Эльконское плато и Дружный).

Снижение столь большой воздухопотребности рудников может быть обеспечено за счет выбора оптимальной системы разработки, исключающей продолжительное нахождение отбитой горной массы в блоках, создания вентиляционных концентрационных горизонтов, где будет собираться отработанный воздух, выбора оптимальных вариантов буровзрывных работ, исключения рабочих мест на исходящей вентиляционной струе и т.д.

В любом случае, обеспечение радиационной безопасности в горных выработках ЭГМК, как и исключение горных ударов в них, требует постоянного уточнения исходных данных для расчетов, совершенствования методической базы, поиска оптимальных технических и технологических решений. Наряду с этим, большое значение приобретают методы борьбы с пылеобразованием.

Методы борьбы с рудничной пылью при отрицательных температурах


До последнего времени на большинстве шахт и рудников в области вечной мерзлоты борьба с пылью осуществлялась только методами «сухого» пылеулавливания. Различные способы пылеподавления при бурении, аспирация и отсос пыли с последующей ее коагуляцией или улавливанием в фильтрах при погрузочно-разгрузочных работах получили на рудниках Северо-Востока наибольшее распространение.

Эффективность сухого пылеулавливания практически не зависит от уровня температур. Этим и объясняется его широкое использование на шахтах и рудниках с естественным тепловым режимом выработок. Однако рассматриваемый метод не является универсальным. При работе комбайнов и погрузочных машин, а также при взрывных работах улавливание пыли является трудноосуществимой задачей. К тому же пылеулавливающие установки загромождают выработки, а их сооружение и эксплуатация требуют значительных затрат. В большинстве случаев эти установки не обеспечивают снижения запыленности рудничного воздуха до санитарных норм.

Исследованиями С-ПбГУ, ИГД им. А.А. Скочинского и ВНИИ-1 доказана возможность и целесообразность мокрого пылеподавления при умеренных отрицательных температурах рудничного воздуха. При температурах, близких к 0°C, для этих целей может быть использована подогретая вода, а при низких значениях - незамерзающие растворы солей — эвтектические растворы.

Внедрение мокрого пылеподавления обеспечивает резкое снижение запыленности рудничного воздуха при его температуре не ниже -2.. .-3°C. Например, на шахте «Восточная» содержание пыли в воздухе уменьшалось до 20 мг/м3, а на некоторых погрузочных пунктах — до 5 мг/м3. На шахтах Норильска при испытаниях систем орошения водным раствором поваренной соли обеспечивалось снижение запыленности воздуха на 69-92%.

Исследованиями на шахте «Центральная» при взрывных работах в забое откаточного штрека с t= -3°C установлено: средняя эффективность гидрозабойки обеспечивает снижение запыленности воздуха на 74-92%, опрыскивания при-забойного пространства - на 69% (А.Н. Курочкин и др.).

К другим способам борьбы с пылью в условиях отрицательных температур могут быть отнесены: отключение калориферных установок; изменение схем проветривания; опрокидывание вентиляционной струи в нерабочие дни и перерывы между сменами.

Одним из способов предотвращения поступления пылевидных твердых отходов горного производства в окружающую среду является локализация технологической пыли в подземном пространстве. С другой стороны экологическая проблема устранения источников пыли, загрязняющей природную среду, тесно увязана с проблемой уменьшения количества пыли во внутришахтных воздушных потоках исходя из требований обеспечения безопасности труда человека в подземных условиях [6].

Пылеосаждение в очистном пространстве отработанных блоков возможно при использовании систем, обеспечивающих выемку руды монорельсовыми комплексами из восстающих или самоходными машинами из подэтажных штреков.

Принципиальная схема выемки жил с пылеосаждением в очистном пространстве отработанных блоков разработана в ИПКОНе РАН (К.Н.Трубецкой, Ю.П. Галченко и др.). Выполненные расчеты показывают, что, например, при принятых (в условиях отработки рудных тел малой и средней мощности) геометрических параметрах очистных блоков частицы пыли размером свыше 5 мкм выпадут из вентиляционной струи в пределах длины одного-двух очистных блоков при любых углах падения жил.

Вывод всех пылевых потоков в нерабочие пустоты открывает принципиальную возможность использования известных физических методов воздействия для коагуляции наиболее мелких фракций (ультразвук, периодические ударные волны, электростатическое воздействие и т.д.) и позволяет резко интенсифицировать процесс осаждения наиболее опасных для здоровья людей фракций пыли.

Кроме того, это позволяет реализовать основное требование экотехнологии по созданию замкнутого обращения пылевидной компоненты, получаемой при разрушении материала литосферы.

Исследование влияния напряженно-деформированного состояния (НДС) Эльконского урановорудного поля на технологию добычи полезного ископаемого


Эльконский горст Центрального Алдана характеризуется тектоникой, активно проявляющейся на современном этапе геодинамического развития региона. В зонах активного тектогенеза горизонтальные напряжения, как правило, в 3-4 раза превышают вертикальные и являются основной причиной, вызывающей горные удары, обрушения и вывалы в горных выработках и шахтных стволах [4].

В настоящее время в регионе продолжаются активные геодинамические процессы. Олекмо-Становая сейсмическая зона широкой полосой эпицентров землетрясений (200 км) протягивается на 1000 км вдоль южной окраины Алданского щита Сибирской платформы. В ней зарегистрировано около 4000 землетрясений. Для 16 сильных землетрясений Олек-мо-Становой и Амазарско-Джагдинской зон определен механизм очагов. В очагах землетрясений обеих зон преобладают смешения типа сдвига, надвига и взброса.

Структурно-тектоническая модель района, будучи исходной для проведения тектонофизического моделирования, должна включать все структурные парагенезисы с соответствующими характеристиками. На протяжении длительной геологической истории превалировала обстановка сжатия, в условиях которой возникли древние разрывные структуры. Данные о современных движениях могут быть получены при проведении наблюдений на основе применения спутниковых навигационных систем (GPS и ГЛОНАСС) [5].

Моделирование НДС породных массивов предусматривает соблюдение условий подобия модели и реальной геологической среды. Для реализации этого условия на основании детального анализа и обобщения особенностей геологического строения была построена структурно-тектоническая модель Эльконского ураново-рудного района, представленная на рис. 1.

Для описания НДС в массиве использована упругая модель обобщенного плоского напряженного состояния. Таким образом, при моделировании НДС Эльконского урано-во-рудного района его структура представляется двумя типами неоднородностей: разломами, характеризуемыми приведенными механическими характеристиками (модулем упругости, коэффициентом Пуассона); структурно-тектоническими блоками, имеющими различные физико-механические характеристики.

В дальнейшем параметры модели и граничные условия будут уточняться по мере получения новой информации в ходе специализированных геолого-структурных исследований, планируемых в Эльконском урановорудном районе, включая и проведение наблюдений методами космической геодезии.

Основу программного комплекса составляют пакеты программ на «Фортран 77». Структурно комплекс состоит из трех независимых пакетов программ, обеспечивающих работу следующих его функциональных составляющих: препроцессора, предназначенного для интерактивного ввода исходных данных задачи и автоматизированного генерирования сетки конечных элементов; решателя, осуществляющего формирование глобальной матрицы жесткости и численное решение конечно-элементной задачи; постпроцессора, предоставляющего информацию о результатах расчета.

В качестве обобщенного критерия уровня НДС локальных участков массива используется интенсивность напряжений, представленная в виде карты изолиний напряжений и ее объемной модели. При анализе результатов использовалось также распределение сдвиговой компоненты касательных напряжений [5].

Полученное поле распределений интенсивности напряжений в массиве горных пород и трехмерное распределение интенсивности напряжений отражено на рис. 2 и 3.

Основные предварительные выводы из анализа распределения полей напряжений и смещений, следующие.

1. С учетом свойств горных пород средняя интенсивность напряжений в массиве на ненарушенных участках составляет приблизительно 25 МПа. На некоторых локальных участках массива расчетные значения напряжений превышают 80 МПа, а в зонах пониженных напряжений уменьшаются до 20 МПа и менее. Высокий уровень дифференциации напряжений позволяет выделять потенциально опасные зоны.

2. Отличительной особенностью распределения интенсивности напряжений является наличие мощной зоны концентрации напряжений, простирающейся с севера на юг в западной части района. Остальные зоны концентрации напряжений оказались ориентированными под углами близкими к 45° в направлении СВ-ЮЗ и СЗ-ЮВ. Это в целом подчиняется существующему полю напряжений и ориентации рудных урановых тел, генетически связанных с системами разломов подобной ориентации.

3. Выполненные исследования и изложенный метод моделирования позволяют выбрать не только места вскрытия и проведения капитальных выработок, но и проводить наблюдения с применением методов космической геодезии за современной активностью основных тектонических нарушений в пределах района радиусом до 30 км.

4. Необходимы геодинамические наблюдения, позволяющие не только оценить тектоническую активность района на современном этапе его развития, но и выполнять мониторинг за изменениями напряженно-деформированного состояния региона при ведении горных работ с целью предупреждения негативных проявлений горного давления в процессе эксплуатации месторождений.

Основные технические решения добычи полезных ископаемых в условиях пониженных температур горного массива


Тенденция развития добычи полезных ископаемых в районах востока и севера страны резко возросла в сороковые и пятидесятые годы и сохраняется в настоящее время. Однако добыча ценных руд в зоне многолетней мерзлоты подземным способом ведется по проектам 30-40 летней давности с большими потерями руды и разубоживанием во все ухудшающихся горнотехнических и горно-геологических условиях [6].

Повысить уровень производства с одновременным сокращением нерентабельных предприятий в условиях
рынка можно только за счет внедрения систем разработки, позволяющих значительно снизить потери и разубожи-вание ценных руд при их добыче с одновременным увеличением производительности предприятий. Для целей разрешения этой проблемы из существующих систем разработки более всего подходят системы подземной добычи полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Однако ни одно из месторождений в условиях пониженных температур в настоящее время не разрабатывается данными системами. Это связано с их трудоемкостью, необходимостью строительства дорогостоящих закладочных комплексов и трубопроводов, дефицита вяжущих материалов (цемент и проч.), резкого подорожания материалов, услуг, транспорта, высокой себестоимости закладочных работ, отсутствия технологий,адаптированных к местным условиям, отрицательного влияния низких температур на время и технологию формирования цементного закладочного массива.

Высокая себестоимость закладки твердеющими смесями на основе цементных вяжущих материалов и сложность ее формирования при отрицательных температурах исключает ее применение в условиях вечной мерзлоты в настоящее время. Минимальной себестоимостью обладает ледяная или льдопородная закладка, образуемая за счет естественного холода криолито-зоны без применения специальных криогенных установок или применения простейших охлаждающих устройств (калориферы, охлаждение воздушными массами отрицательных температур окружающей среды и др.). Однако, проблема состоит в том, что применение этого вида закладки сдерживается большой продолжительностью затвердевания закладочного массива, отставанием объемов его образования от объема высокопроизводительных очистных работ.

Задача оптимизации формирования ледяной и льдопо-родной закладок в подземных условиях состоит в определении параметров, обеспечивающих минимум времени замерзания искусственного целика, исследовании механизма замораживания ледяного и льдопородного целика и разработке принципов формирования закладочного массива без отставания от очистных работ. С другой стороны, при переходе на подмерзлотные горизонты приходится сталкиваться с проблемами обеспечения устойчивости обнажений, как при проведении горных выработок, так и при очистных работах.

Экспериментальные работы на одном из рудников цветной металлургии пятидесятых годов (В.П. Бакакин) показали, что технология формирования льдопородной закладки трудоемка и низкопроизводительна.

Было установлено, что скорость замерзания воды в камерах в слое 5-10 см заметно возрастает с понижением температуры воздуха от -1 до -10°C, а при дальнейшем ее понижении скорость процесса изменяется незначительно. Выявлено, что процесс намораживания значительно интенсифицируется при увеличении скорости движения воздуха: при увеличении скорости движения воздуха на 50% процесс намораживания возростает в 5 раз. Температура горного массива составляла -7°C зимой и поднималась в летний период до -2.5°C. Температура воздуха оказывает значительное влияние на промерзание горного массива и закладки и является мощным рычагом температурного режима, способного не только удерживать массив в отрицательных температурах, но и при необходимости аккумулировать холод для использования его в летний период.

Охлажденная до температуры 0.5-1°°C вода подавалась два раза в месяц в камеру центробежным насосом по восстающему. Таким образом, камеру емкостью около 1.5 тыс. м3 заполняли намораживаемым льдом в течение 2.0-2.5 месяцев. При смешанной закладке льдом и породой закладочный массив формировали в течение 1.0-1.5 месяцев. Опыт такого способа закладки проводили в течение четырех лет и к концу этого срока достигли интенсивности закладки льдом почти 5000 м3 в месяц.

На одной из шахт при разработке угольного пласта мощностью 1.4-2.0 м и углом падения 27-35°, залегающего на глубине 250 м, температура горного
массива на глубине 30 м от поверхности составляла -7°C, среднегодовая температура воздуха -12°C. Выемка осуществлялась лавами длиной 90 м. Опытные работы показали, что вентиляционная струя с расходом 400 м3/мин при температуре воздуха -20°C обеспечивала получение только 40-50 м3 льда в сутки, что в 4-5 раз меньше объема очистных работ.

Промышленное использование льда для закладки выработанного пространства на полиметаллическом руднике, проводимое в 1950-е годы, позволило достигнуть объема закладочных работ до 40000 м3 в год.

Приведенные выше примеры показывают техническую возможность применения льдопородной и ледяной закладок в различных горно-геологических условиях. Выявлено, что благоприятными условиями можно считать территорию с устойчивыми холодными зимами, где число дней с температурой ниже -10°C составляет более 100 дней в году. Такими районами Российской Федерации являются: Восточная Сибирь, Якутия, Забайкалье, Амурская область, Заполярье, Алтай, Север Урала.

Опытно-промышленные испытания систем разработки месторождений полезных ископаемых в низкотемпературных условиях (Н.И. Попов, Р.Н. Сальманов, Г.А. Курсакин, И.С. Кривошеев, С.Е. Фидря, С.Н. Красных, В.И. Емельянов и др.) подтверждают эти выводы.

Практический интерес представляют технологические схемы разработки месторождений полезных ископаемых в зоне многолетней мерзлоты, исследуемые в США, Канаде, Швеции, Норвегии, Дании, Исландии.

На одном из объектов компании «Болиден» (Швеция) ледяная закладка применялась при разработке рудной залежи по простиранию 300 м, мощностью 6 м, высота слоя составляла 6 м, температура горного массива +5°C, температура охлаждающего воздуха -20°C, скорость движения воздуха 4-5 м/с (рис. 4).

Отмечается, что важными этапами способа разработки с закладкой льдом являются: охлаждение породного массива в районе горных выработок, подлежащих закладке, созданием циркуляции холодного воздуха с температурой от -15°C до -20°C, в результате чего нулевая изотерма располагается в горном массиве на расстоянии 1-2 м от стенки выработки; образование ледяного массива путем поочередного заливания слоев воды на уже замерзший ранее массив с периодическим охлаждением слоя пропусканием холодного воздуха; сохранение ледяного массива замерзшим за счет пропускания над ним холодного воздуха с одновременным извлечением руды под ледяной закладкой. При этом важно, чтобы охлаждающий поток воздуха, имеющий температуру -15...-25°C и скорость 4-5 м/с, не смешивался и не пересекался с вентиляционной струей.

Установлены следующие константы ледяной закладки: плотность 918 кг/м3, теплоемкость 0.5 ккал/кг, теплота плавления 80 ккал/кг, коэффициент Пуассона 0.5. При современной технике охлаждения применение этого способа целесообразно при температуре горного массива не свыше +10°C.

Ледяная закладка применима как из чистой воды, так и с добавлением «хвостов» обогатительной фабрики (мелкого материала) до 70% по весу. При этом вязкость и ползучесть закладки меняются, что в конечном итоге влияет на скорость опускания (сползания) закладки по мере углубления горных работ. При применении ледяной закладки в условиях, когда нет вечной мерзлоты, во избежание быстрого плавления льда (оседания, обрушения пород) добавление хвостов обогащения целесообразно: закладка становится более прочной и температуроустойчивой.

В работах зарубежных исследователей рассматривается также способ крепления выработанного пространства путем заполнения его льдом. Отмечается, что применение такого способа разработки полезного ископаемого возможно в северных районах, где можно комбинировать искусственные и естественные способы получения льда в необходимых количествах и по приемлемым ценам. Имеются установки, позволяющие получить 1000 м3 снега в час при расходе воды 400 м3/час. Расчеты показывают, что затраты на искусственное получение 1 м3 льда составляют 0.5 долл. США. В зависимости от климатических условий на 1 м3 добытой руды потребуется до 2 м3 льда. При этом затраты на закладку 1 м3
выработки составят 1 долл. США. Себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого возрастет до 4 долл. (при 2-х долл. - без закладки выработанного пространства льдом).

В работе Х. Фангеля рассмотрена возможность использования в качестве закладочного материала глетчерного льда на руднике «Бидновэдж» (Норвегия). По расчетам применение предлагаемой технологии позволит снизить себестоимость подземной добычи до 15 норв. крон/т (себестоимость открытых горных работ - 10 норв. крон/т), получить дополнительную прибыль от разработки участков залежей низкосортных руд.

Анализ опытно-промышленных испытаний разработки сложно-структурных месторождений в низкотемпературных условиях позволяет считать, что применительно к условиям Эльконской группы урановых месторождений наиболее приемлемыми являются слоевые или камерные системы разработки с закладкой выработанного пространства с применением высокопроизводительного самоходного оборудования с дистанционным и компьютерным управлением: сплошной системы разработки с закладкой выработанного пространства и восходящим порядком выемки слоев (рис. 5), камерные системы с закладкой выработанного пространства (рис. 6).

Самыми производительными системами подземной разработки, обеспечивающими высокое качество добываемой руды, являются камерные системы с закладкой выработанного пространства. Однако для данных систем уязвимым звеном является выпуск руды, характеризующийся частыми ее зависаниями в выпускных выработках. Ликвидация зависаний требует значительных затрат времени и труда. Разрешение этой проблемы в определенной степени возможно за счет использования погрузочно-доставочных машин с дистанционным управлением, что позволяет обеспечить безопасное ведение работ не только за счет исключения дополнительного ведения взрывных работ по ликвидации зависаний и нахождения людей внутри камеры, но и внести изменения в конструкцию днищ камер. Это исключает создание выпускных отверстий и снижает потери руды на 10-15%. Кроме того, применение дистанционно управляемых погрузочно-до-ставочных машин способствует извлечению рудной массы из труднодоступных участков камеры.

Камерные системы разработки с наклонным днищем относятся к наиболее производительным (см. рис. 6). При этом варианте подготовка рудного тела заключается в проведении в его лежачем боку полевого транспортного штрека, а в висячем боку - вентиляционно-закладочного штрека, которые соединяют выработками с углом наклона в 15-20°. Соединяющие выработки, проходимые по одной на каждую камеру по ее оси, выполняют функцию буровых и доставочных выработок. При этом угол наклона выработки в 15-20° способствует лучшему наполнению ковша и доставлять рудную массу погрузочно-доставочной машиной с дистанционным управлением, а также осуществлять взрыводоставку отбитой руды. Кроме того, при ведении закладочных работ нижняя часть камеры наиболее плотно заполняется закладочным материалом и тем самым обеспечивается его устойчивость при последующем обнажении во время отработки нижнего горизонта.

Комплекс самоходного оборудования, обеспечивающий наибольшую производительность, включает: самоходные буровые установки для бурения шпуров и скважин диаметром 36-75 мм; машины для заряжания шпуров и скважин; погрузочно-доставочные машины с дистанционным управлением и ковшами вместимостью 3-8 м3; машины для перевозки людей, доставки грузов и заправки самоходного оборудования. Продолжительность отработки камер составляет 3-6 месяцев, суточная производительность блока колеблется от 400 до 1600 т, производительность рабочего-забойщика от 40 до 70 т/см, потери и разубоживание равны 3-10% и 8-12%, соответственно.

Анализ геокриологических характеристик и климатических условий Эльконской группы урановых месторождений показывает, что подземная разработка их возможна с максимальным извлечением полезного ископаемого из недр с использованием естественных отрицательных температур горного массива и воздуха системами с закладкой выработанного пространства на глубину 800-1000 м без применения криогенного оборудования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Е.Н. Камнев, Ю.В. Михайлов. Обоснование проходки горных выработок в условиях криолитозоны, пылеобразование и вентиляция в них; устойчивость породных целиков. / / Труды ФГУП «ВНИПИпромтехнологии», 2007,142 с.

2. Железняк М.Н. Климатические условия Эльконского рудного района/ ИМЗ СО РАН. - 2007 - 17 с.

3. Е.Н.Камнев, И.В.Павлов. Методы расчета радонового дебита и определение воздухопотребности рудников Эльконского урановорудного поля.//Труды ФГУП «ВНИИХТ» - «Уран России», 2007

4. Е.Н.Камнев, В.Н. Морозов, С.В. Белов, И.Ю. Колесников, Б.Г. Лукишов, В.Н. Татаринов. К разработке месторождений урана в зонах активного тектогенеза. //Труды ФГУП «ВНИИХТ» - «УранРоссии», 2007.

5. В.Н.Морозов, В.Н.Татаринов. Геофизические исследования при подземной разработке урановых месторождений.// Международная конференция «Горная геофизика-98». С-Пб. 1998. С.163-171.

6. Ю.В.Михайлов, В.И.Емельянов, Ю.П.Галченко. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых в экосистемах криолитозоны / Учебное пособие / ОГУП ПППО - Прокопьевск, 2004. - 193 с.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2008, стр.80