Вулканогенно-осадочные образования, слагающие месторожление, простираются в северо-восточном направлении по азимуту 70-80°. Лайковые породы представлены плагиоклазовыми и роговообманковыми кварцевыми диоритовыми порфиритами.
Рудные тела, залегающие среди скарнов и метасоматитов согласно с вмещающими породами, на участке Саяк-III падают на юго-восток под углами 25-28°, на участке Таустау падают полого (8-15°) на северо-запад. В плане рудные тела, вытянутые вдоль контакта с известняками, имеют удлиненную форму и протяженность 550-850 м при ширине от 25 до 220 м. Наблюдается значительное изменение интенсивности оруденения (содержание меди от 0,5-3 до 5-7 %), мощности рудных тел (от 1-3 до 22-44 м) и их вещественного состава как по простиранию, так и по падению.
Месторождение характеризуется благоприятными горнотехническими условиями. Оно сложено скальными, слабодислоцированными и маловы-ветрелыми породами. Плотность пород — 2,8 т/м3, руды — в среднем 3,4 т/м3. Устойчивость пород изменяется от средней до высокой, наиболее устойчивы песчаники, гранатовые скарны и диоритовые порфириты. Коэффициент крепости по Прото-дьяконову колеблется от 14 до 20. Коэффициент разрыхления — 1,5-1,6. Руды повышенно абразивны (присутствие граната) и силикозоопасны (содержание свободной окиси кремнезема варьирует в пределах 1-12,67 %. Разработка месторождения велась по техническому проекту Гипроцветмета (г. Москва) карьерами «Тастау» — с 1974 г. и «Саяк-III» — с 1975 г., входящими в состав Саякского рудника. В настоящее время запасы карьера «Саяк- III» отработаны в пределах проектного контура, карьер «Тастау» находится в стадии доработки. Оставшиеся запасы месторождения в основном расположены между этими карьерами и представлены четырьмя рудными телами участков Саяк- III и Тастау. Запасы составляют около 7 млн т руды со средним содержанием меди 1,52 %. Глубина залегания 80-200 м. Ранее выполненные Гипроцветметом проектные решения по отработке этих запасов единым карьером показали, что из-за большого объема вскрышных работ открытый способ разработки является малоэффективным, и прибыль обеспечивается только при условии использования вскрышных пород в качестве строительных материалов. Однако отсутствие крупной промышленной базы в районе месторождения, а также отдельных развитых промышленных структур является сдерживающим фактором реализации данного проекта.
.jpg)
Рис. 1. Схема вскрытия запасов руды между карьерами «Тастау» и «Саяк- III»:
1 — карьер «Тастау»; 2 — карьер «Саяк- III»; 3 — штольня; 4 — порталы № 1 и 2; 5 — портал № 3; 6 — портал № 4; 7 — транспортный уклон; 8 — сборно-вентиляционный штрек
В 1998-2000 гг. институтом ЖезказганНИПИцветмет выполнены проектные разработки по вовлечению в отработку оставшихся законтурных запасов между карьерами «Саяк-III» и «Тастау» подземным способом. С учетом условий залегания рудных тел приняты следующие проектные решения:
- вскрытие штольней со дна карьера «Тастау» и сбойка вскрывающих выработок с карьером «Саяк-1»;
- выполнение горнопроходческих работ с применением самоходного оборудования;
- доставка руды по подземным выработкам до перегрузочного пункта, расположенного на дне карьера, автосамосвалами Торо-40А, а на поверхности — карьерными автосамосвалами БелАЗ на рудный склад, расположенный в районе карьера «Тастау».
Схема вскрытия (рис. 1) позволяет осуществлять постепенный переход к подземным горным работам по мере выработки карьера «Тастау». Исходя из организации работ по совмещению открытой и подземной разработки производительность подземного рудника составляет: I очередь — 700 тыс. т/год и II очередь —- 1200 тыс. т/год.
На стадии ведения работ I очереди осуществляется доработка запасов карьера «Тастау», а подземные горные работы (вскрытие, подготовка и выработка) ведутся со стороны отработанного карьера «Саяк-III» с вовлечением в отработку запасов рудных тел (р. Т.) 1-4 участка Саяк-III. Во II очередь полностью осуществляется переход на подземные горные работы с использованием транспортного уклона, проходимого со дна карьера «Тастау». По условиям залегания рудных тел участка Саяк- III и геологических блоков С1-55 и С1-14 участка «Тастау» подготовку и отработку их принято вести камерно-столбовой системой разработки. Наиболее сложными горно-геологическими условиями характеризуются геологические блоки С1-56, С1-49 и С1-64 участка Тастау. Углы падения в пределах одного блока изменяются от 10 до 60°, что не позволяет эффективно использовать камерно-столбовую систему разработки. Аля данных условий наиболее эффективной является система подэтажного обрушения налегаюших пород. Учитывая пологое залегание и значительную мощность рудного тела в пределах геологического блока С1-55, подготовка и отработка его предусмотрена несколькими очередями с использованием различных систем разработки:
I очередь — верхняя подсечка высотой до 8 м камерно-столбовой системой;
II очередь — выемка МКЦ из открытого выработанного пространства при помощи ПДМ с дистанционным управлением;
III очередь — отработка оставшейся части блока системой подэтажных штреков с ториовым выпуском руды из-под обрушения.
Условия применения систем разработки, исходя из горно-геологических характеристик залегания рудных тел и геологических блоков, приведены в табл. 1. Основные технико-экономические показатели различных вариантов систем разработки даны в табл. 2. Принятые варианты систем разработки позволяют использовать во всех технологических процессах комплекс высокопроизводительного самоходного оборудования, широко применяемый на подземных рудниках Жезказгана.
Таблица 1. Условия применения систем разработки
| Рудное тело, геологический блок | Характеристика рудных тел (геологических блоков] | ||||
| Условия залегания | Размеры, м | ||||
| глубина Н, м | угол падения Δ, градус | длина | ширина | мощность | |
| Камерно-столбовая система | |||||
| Участок Саяк-III: | |||||
| рудное тело 1 | 80-120 | 25-30 | 220 | 60 | 6,0 |
| рудное тело 2б | 120-150 | 25-30 | 85 | 80 | 6,6 |
| рудное тело 2 | 130-200 | 20-35 | 370 | 80 | 5,5 |
| рудное тело 3 | 145-205 | 15-25 | 260 | 100 | 16 |
| рудное тело 4 | 190-215 | 20-25 | 90 | 50 | 2,5 |
| Участок Тастау: | |||||
| блок С1-14 | 195-230 | 10-15 | 270 | 90 | 12 |
| блок С1-55 (I очередь) | 180-200 | 5-10 | 220 | 130 | 8,0 |
| Система поэтажного обрушения | |||||
| блок С1-55 (II очередь) | 180-200 | 5-10 | 220 | 130 | 20,0 |
| блок С1-56 | 115-180 | 15-60 | 300 | 160 | 25,0 |
| блок С1-49 | 150-190 | 10-25 | 200 | 130 | 15,0 |
| блок С1-64 | 200 | 10-25 | 100 | 90 | 7,0 |
Таблица 2. Основные технико-экономические показатели различных вариантов систем разработки
| Вариант системы разработки | Рудное тело, геологический блок | Основные технико-экономические показатели | Удельный вес систем разработки | |||
| годовая производительность, тыс. т | удельный объем ГПР, м3 / 1000 т | потери, % | разубоживание, % | |||
| Камерно-столбовая система | Рудные ьела 1-4, блоки С1-55 (I очередь) и С1-14 | 500-700 | 25-26 | 10-15 | 10-12 | 24,3 |
| Система поэтажного обрушения | Блок С1-55 (III очередь) и блоки С1-56, С1-64 и С1-49 | 800-1200 | 35-75 | 10 | 20 | 69,4 |
| Выемка МКЦ | Блок С1-55 (II очередь) | 500 | - | 10 | 10 | 1,3 |
Проветривание горных выработок обеспечивается вентиляторами главного проветривания, устанавливаемыми на борту карьера «Саяк- III». Схема проветривания — всасывающая. В зимнее время в шахту подается подогретый воздух, для чего предусмотрены электрокалориферные установки у устья штольни на дне карьера «Тастау».
В соответствии с календарным планом обеспечивается ежегодный уровень добычи 13 тыс. т меди в товарной руде в течение семи лет и продлевается срок существования Саякского рудника на 10-12 лет. Технико-экономические расчеты показали, что подземный способ отработки оставшихся запасов месторождения по предлагаемой технологии является экономически эффективным и позволит получать прибыль в размере 3,7 млн долл. ежегодно. В настоящее время ведется подготовка рудных тел 1-4 участка Саяк- III со стороны отработанного карьера «Саяк- III» и начаты опытно-промышленные работы по отработке рудных тел 1 и 2б.
Переход к подземному способу отработки является начальным этапом дальнейшего развития сырьевой базы Саякского региона по следующим перспективным направлениям:
- вовлечение в отработку оставшихся запасов между карьерами «Саяк-1-Северный» и «Саяк-1-Центральный», а также законтурных запасов западнее этих карьеров;
- отработка частично вскрытых запасов золото-кобальтового и меднорудного месторождения Саяк-IV;
- доразведка и промышленная эксплуатация запасов участков месторождений Саяк-III -Западный, Касымбековский блок и др.
Значительный положительный опыт накоплен при подземном способе отработки запасов, расположенных между карьерами «Промежуточный» и «Акчий-Спасский» Жезказганского месторождения. Подготовка залежи АС 7-II осуществлена путем проведения транспортно-доставочного штрека со дна карьера «Промежуточный» и вентиляционно-разрезного штрека. Для выдачи исходящей струи воздуха и запасного выхода пройден вентиляционно-ходовой восстающий на поверхность. Отработка ведется камерно-столбовой системой разработки с оставлением регулярных междукамерных целиков по сетке 20x20 м. Схема подготовки и отработки приведена на рис. 2. Удельный объем ГПР составляет 25 м3 на 1000 т товарной руды. К настоящему времени добыто 875 тыс. т руды со средним содержанием меди 1,11 %. В дальнейшем предусматриваются вскрытие и подготовка около 10 млн т запасов залежей AC 9-I, II, III с вывозкой руды автосамосвалами Торо-40Д на карьеры «Промежуточный» и «Акчий-Спасский».
.jpg)
Рис. 2. Схема подготовки и отработки запасов рудных залежей между карьерами «Промежуточный» и «Акчий-Спасский»:
1 - карьер «Промежуточный»; 2 - карьер «Акчий-Спасский»; 3 - залежь АС 7-11; 4 - доставочный штрек; 5 - вентиляционно-ходовой восстающий:, 6 - залежь. AC 9-III; 7 – проектируемые выработки.
Кроме Саякского и Жезказганского рудников институт ЖезказганНИПИиветмет приступил к проектной проработке вариантов вовлечения в отработку подземным способом законтурных запасов карьеров «Николаевский» и «Шемонаихинский» Восточно-Казахстанского медно-химического комбината.
Р. М. Шальтыкова, С. Куанышбайулы, Н. А. Шеметова