WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Черепанов Евгений Викторович ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ ВЫТЯНУТЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ОТСТАВАНИЯ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ Специальность 25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово - 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» Научный руководитель доктор технических наук, профессор Косолапов Александр Иннокентьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Колесников Валерий Федорович кандидат технических наук Вагнер Виктор Андреевич Ведущая организация Новационная фирма «КУЗБАСС-НИИОГР»

Защита состоится «25 » декабря 2008 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.02 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования ''Кузбасский государственный технический университет'' по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет".

Автореферат разослан « 19 » ноября 2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванов В.В.

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема нормализации работы карьеров, которые находятся в критическом положении вследствие значительного отставания вскрышных работ (вскрышного отставания), всегда присутствовала на предприятиях горнодобывающей промышленности.

Экономический кризис 90-х годов привел к систематическому невыполнению планов вскрышных работ и стихийному созданию временно нерабочих участков в карьерах. Например на Кия-Шалтырском нефелиновом руднике к 1999 г. невыполненный объем вскрыши составил 14,2 млн.м3, а на карьерах Криворожского горно-обогатительного комбината – 64 млн.м3. В числе предприятий, на которых были созданы внеплановые временно нерабочие борта из-за вскрышного отставания, можно назвать и Оленегорский, Учалинский, ЮГОК, Сорский, Коршуновский и другие.

За последнее десятилетие обстановка на карьерах улучшилась, однако вопрос удаления вскрыши, законсервированной на карьерах в период экономического спада, до сих пор не потерял своей актуальности. Подобная ситуация характерна для Лучегорского разрезоуправления, где объем вскрышного отставания по карьерам составлял 30 млн.м3, для Костомукшского месторождения железной руды – 5,млн.м3, Центрального ГОКа (Кривой Рог) – 100 млн.м3, рудника «Железный» Ковдорского ГОКа – 1,8 млн.м3, разреза «Ангренский» (Узбекистан) – 54 млн.м3;

Стойленского, Качканарского, Сарбайского и других карьеров, которые разрабатывают вытянутые месторождения полезных ископаемых. Для некоторых предприятий эти объемы составляют 5-10 годовых планов производства вскрышных работ.  В настоящее время, при разработке программ выхода предприятий из кризиса возникают значительные трудности, связанные с отсутствием конкретных научных исследований, посвященных ликвидации вскрышного отставания на карьерах. Отсутствие четкой стратегии развития горных работ становится тем фактором, который удерживает инвесторов от вложений в развитие карьеров, на которых необходимо провести ликвидацию вскрышного отставания, при том, что существуют все условия для привлечения на горные предприятия необходимых объемов инвестиций.

Таким образом, обоснование технологии горных работ при ликвидации вскрышного отставания на карьерах, разрабатывающих вытянутые мес торождения полезных ископаемых предс тавляет собой актуальную научнопрактическую задачу.

Цель работы – обоснование технологических решений для повышения эффективности отработки мес торождений в период ликвидации вскрышного отставания.

Основная идея работы заключается в управлении параметрами рабочей зоны карьера при опережающей разработке час ти законсервированного борта в период ликвидации вскрышного отставания для обеспечения требуемого объема добычи руды при минимальных затратах средств и времени.

Задачи исследований:

-разработка методики расчета объема и времени ликвидации вскрышного отставания;

-обоснование технологии и производительности горных работ в период ликвидации и управляемого накопления вскрышного отставания;

-исследование влияния сброса в добычную зону взорванных пород с уступов расконсервируемого борта на процесс ликвидации вскрышного отставания.

Научные положения, выносимые на защиту:

– для повышения эффективности разработки месторождения во время ликвидации вскрышного отставания рабочую зону карьера необходимо восстановить до проектных размеров, извлекая такой объем горной массы, в границах которого время выемки руды и вскрыши одинаково, а время восстановления добычной зоны минимально.

– при возникновении ситуации, вызывающей снижение производительности карьера по вскрыше, следует сохранять проектную схему вскрытия на формируемом временно нерабочем борту карьера, с целью последующего упрощения работ по ликвидации вскрышного отставания.

– для ограничения взаимного влияния работ по ликвидации вскрышного отставания и добыче руды на подошве нижнего вскрышного уступа необходима улавливающая площадка с размерами, требуемыми для размещения объема сброса породы с верхних вскрышных уступов и создания подпорной стенки, ограждающей сбросы вскрышных пород в добычную зону.

Научная новизна работы заключается:

-в обосновании полиноминальной зависимости второго порядка между временем ликвидации вскрышного отставания и количес твом звеньев оборудования с заданной его производительностью;

-в выявлении того, что увеличение на 10% количества звеньев оборудования при ликвидации вскрышного отставания приводит к соответствующему уменьшению его времени на 6-12%;

-в доказательстве возможности управления процессом накопления вскрышного отставания для обеспечения его последующей ликвидации при добыче требуемых объемов руды.

Методы исследований включают: анализ и обобщение проектной документации, научно-технической литературы, данных производственной практики; аналитическое и горно-геометрическое моделирование с применением программного обеспечения и ЭВМ; метод технико-экономического анализа.

Личный вклад автора заключается:

-в анализе опыта работы карьеров в условиях ликвидации вскрышного отставания и поэтапной разработки месторождений;

-в разработке методики расчета объемов и времени ликвидации вскрышного отставания;

-в обосновании технологии горных работ для ликвидации и управляемого накопления вскрышного отставания;

-в исследовании влияния сброса взорванных пород с уступов расконсервируемого борта в добычную зону и разработке методики обоснования места и размеров улавливающей площадки;

-в проведении численных исследований, влияния времени ликвидации вскрышного отставания на эффективность работы карьера.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением апробированных научных методов исследований, а также сопоставимостью полученных с их помощью результатов; применением для оценки экономических критериев, длительное время используемых в рыночных экономических системах; применением графических редакторов ЭВМ для подсчета объемов горных пород.

Отличие от ранее выполненных работ заключается в том, что доказана эффективность применения в период ликвидации вскрышного отставания опережающей выемки части временного нерабочего борта для восстановления добычной рабочей зоны карьера до проектных параметров, а также принципиальная возможность управления вскрышным отставанием с использованием разработанной для этого технологии горных работ.

Практическая ценность работы заключается:

-в методике обоснования размеров рабочей зоны, восстанавливаемой во время ликвидации вскрышного отставания;

-в разработанной технологии горных работ в стесненных условиях, уменьшающей простои оборудования;

-в методике расчета времени ликвидации вскрышного отставания с учетом количества вводимого в этот период оборудования;

-в обосновании мест консервации горных работ при управляемом накоплении вскрышного отставания;

-в установлении параметров и местоположения улавливающей площадки на участке ликвидации вскрышного отставания.

Реализация работы. Результаты проведенных в работе исследований по определению параметров улавливающих площадок и технологии подготовки горизонтов на временно нерабочем борту использованы и приняты к внедрению ОАО «Сибцветметниипроект» при разработке проекта отработки КияШалтырского нефелинового месторождения.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Открытые горные работы» СФУ;

на Международной научно-практической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (г. Красноярск, 2005); на Всероссийской научно-практической конференции «Экономика природопользования» (г. Пенза, 2005); на Международной научно-практической конференции «Эффективные инновационные решения в геотехнологии» (г. Красноярск, 2005); на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование технологий производства цветных металлов» (г. Красноярск, 2005); на Международной научно-практической конференции «Стратегические приоритеты и инновации в производстве цветных металлов и золота» (г. Красноярск, 2006).

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 - в изданиях рекомендованных ВАК России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложена на 138 с траницах машинописного текста, включает 14 таблиц, 46 рисунков, 1 приложение и список использованной литературы из 74 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, профессору, д.т.н. А.И. Косолапову, постоянное внимание, идеи и помощь которого способствовали успешному выполнению работы, а также профессору, к.т.н. В.Н. Синьчковскому и всем сотрудникам кафедры ОГР за практические советы при написании работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертационная работа базируется на трудах отечес твенных и зарубежных ученых и практиков в области открытой разработки мес торождений этапами и взрывного дела М.И. Агошкова, Ю.И. Анис тратова, А.И. Арсентьева, С.С. Аршинова, Ж.В. Бунина, В.Д. Буткина, В.А. Вагнера, С. Е. Гавришева, В.А. Галкина, А.В. Гальянова, А.Л. Грицая, В.Б. Добрецова, С.А. Ильина, В.В.

Квитки, В.С. Коваленко, В.Ф. Колесникова, Б.Н. Кутузова, В.П. Линева, Н.Я.

Лобанова, Н.В. Мельникова, Н.Н. Мельникова, В.И. Никандрова, Б.К. Оводенко, В.А. Падукова, С.П. Решетняка, В.В. Ржевского, А.А. Пешкова, А.С.Ташкинова, П.И. Томакова, К.Н. Трубецкого, В.П. Федорко, С.И. Фомина, Г.А. Холоднякова, В.С. Хохрякова, О.В. Шпанского и др.

Анализ опыта работы горных предприятий, разрабатывающих вытянутые рудные крутопадающие залежи, таких как Ковдорский ГОК, Центральный ГОК, Сорский молибденовый комбинат, Кия-Шалтырский нефелиновый рудник и др., показывает, что большинс тво карьеров работает в условиях вскрышного отставания, объемы которого варьируют от сотен тысяч до десятков миллионов кубических метров вскрышных пород.

В работах советских и российских ученых даны понятие и методика определения размера вскрышного отс тавания в карьере, а также причины его возникновения. В частности В.Г. Близнюковым отмечено, что под вскрышным отставанием (задолженностью по вскрышным работам) обычно понимают отставание на текущий момент времени фактически выполненных за весь период работы карьера объемов вскрыши от намеченных на тот же период проектом. В работе Т.В. Донченко предложена классификация основных причин вскрышного отставания, вследствие которых на карьерах формируют временно нерабочие борта (далее ВНБ) непредусмотренные проектом:

-в результате нарушения законов развития карьерного пространства;

-из-за недостаточного количества оборудования;

-вследствие отсутс твия достоверной геологической информации.

Все указанные причины имеют стихийный характер, т.е. возможность и точное время их появления никак нельзя определить заранее. Поэтому решение о выходе из создавшегося сложного положения нередко принимают, когда уже назрела острая необходимость ликвидации вскрышного отставания (далее ЛВО).

Известные исследования данной проблемы разрозненны и касаются отдельных случаев. Ситуация осложнена тем, что ЛВО обычно идет с нарушением планомерного и соразмерного развития вскрышных и добычных работ. Поэтому, чтобы разработать порядок производства горных работ необходимо определить условия наличия вскрышного отс тавания в карьере и окончания работ по его ликвидации.

Вскрышное отставание на карьере чаще всего представлено в виде целика на рабочем борту, угол откоса которого больше проектного значения. Поэтому при вскрышном отставании будет выполняться следующее условие т > п, (1) где т – текущий угол откоса рабочего борта карьера, град.; п – проектный угол откоса того же борта, град.

Процесс ЛВО рассмотрен на примере карьера (рис. 1), отрабатывающего крутопадающее рудное месторождение по висячему боку залежи и имеющего некоторый объем вскрышного отставания abcd, вследствие чего сформирован ВНБ по линии bc. Современное положение горных работ предс тавлено линией bcоe, а проектное положение рабочей зоны линией dоe.

b a d е п п c o т n p r f s Рис. 1. Схема развития горных работ в карьере при ликвидации вскрышного отставания Развитие добычных и вскрышных работ в контуре eocfp необходимо вести совместно с отработкой контура abfsr. При этом по линии bf будет формироваться целик, высота которого варьирует в зависимости от интенсивности ведения горных работ в указанных контурах. После отработки необходимого объе ма горной массы рабочая зона займет положение rsp, соответствующее одному из ее проектных положений. Таким образом, условие т = п, (2) характеризует момент окончания работ по ЛВО.

На этой основе предложены возможные варианты ЛВО (рис. 2), учитывающие особенности вскрышного отставания:

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»