WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Пташник Александр Игоревич

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ

ЗАЛЕЖЕЙ, АДАПТИРОВАННОЙ К ЗАДАННОЙ ДИНАМИКЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ КАРЬЕРА

Специальность 25.00.22 –Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2011 1

Работа выполнена в Институте горного дела, геологии и геотехнологий ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Косолапов Александр Иннокентьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Холодняков Генрих Александрович кандидат технических наук, ст. науч.

сотр. Вашлаев Иван Иванович

Ведущая организация Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

Защита состоится «2» декабря 2011 г. в 10.00 ч на заседании диссертационного совета Д 212.099.09 в ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», 660025, г. Красноярск, проспект им. газ. Красноярский рабочий, 95, ауд. 200 (зал заседаний учёного совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Сибирского федерального университета».

Автореферат разослан «24» октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.099.09, СФУ, канд. геол.-минерал. наук М.В.Вульф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Рынок минерально-сырьевой продукции горнодобывающих производств издавна стратегически важен для Российской Федерации, а значительная их доля приходится на открытые разработки. На сегодняшний день, сырьевые рынки характеризуются меняющейся во времени потребностью, что предопределяет отсутствие у субъекта хозяйствования стабильного объёма заказов. Поэтому, предприятия открытой разработки, работая с постоянной производственной мощностью карьера, сталкиваются с большими расходами, связанными с хранением нереализованной готовой продукции на складе – в период падения спроса, а также упускают возможность покрытия потребности рынка, за счёт оперативной интенсификации производства – в период роста спроса.

Опыт большинства карьеров, разрабатывающих крутопадающие залежи, свидетельствуют о том, что принятые механизмы адаптации технологии ведения горных работ к современным условиям производства, не решают вопрос эффективной интенсификации производственной мощности карьера.

В этой связи, обоснование технологии разработки, обеспечивающей заданную интенсивность производства, с учётом конъюнктуры рынка сбыта, является одним из путей повышения эффективности разработки месторождений.

Однако, отсутствие, как надлежащей технологии разработки, так и механизмов оперативной оценки адаптационных возможностей карьеров, сдерживает в настоящее время их отработку с управляемой вариацией производственной мощностью карьера. Поэтому, обоснование технологии ведения горных работ, обеспечивающей заданную интенсивность производства, является на сегодня актуальной научно-практической задачей.

Цель работы – Повышение эффективности открытой разработки крутопадающих залежей в условиях заданной динамики производственной мощности карьера.

Идея работы состоит в том, что эффективность отработки крутопадающих залежей в условиях заданной динамики производственной мощности карьера можно повысить за счёт разработки технологии, позволяющей оперативно управлять параметрами рабочей зоны с учётом адаптационных возможностей карьера.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

- изучить опыт отечественных и зарубежных компаний по вариации производственной мощности карьера и регулированию режима горных работ;

- разработать методику определения потенциальных возможностей предприятия при интенсификации производственной мощности карьера;

- установить зависимости для оперативной оценки адаптационных возможностей карьера по интенсификации его производственной мощности;

- обосновать технологию, обеспечивающую повышение эффективности ведения работ при изменении интенсивности производства, за счёт синхронизации режима горных работ и динамики спроса на продукцию;

- провести апробацию разработанных технологических решений применительно к реальному объекту.

Защищаемые научные положения:

1. Для повышения эффективности отработки крутопадающих залежей технологию их разработки следует увязывать с динамикой производственной мощности карьера по руде, учитывающей изменение спроса на полезное ископаемое и максимально возможную мощность карьера по горной массе при существующем комплексе горнотранспортного оборудования.

2. Возможность интенсификации производственной мощности карьера разрабатываемого этапами следует оценивать для параметров рабочей зоны карьера, исключающих выбытие производственной мощности при установленных скоростях понижения горных работ в зонах ведения добычных работ и разноса временно нерабочего борта.



3. Оперативное управление режимом горных работ при разработке крутопадающих залежей обеспечивает технология разработки, при которой соблюдается необходимая динамика текущего коэффициента вскрыши за счёт выделения в контуре этапа участков с дифференцированными параметрами рабочей зоны, обеспечивающими заданные объемы полезного ископаемого в горной массе и требуемые объемы добычи руды в целом.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- сформулированы условия, при которых следует оценивать возможность интенсификации производственной мощности карьера, и обоснован принцип управления ею, применительно к современным условиям разработки;

- установлены зависимости максимальной величины возможного приращения производственной мощности карьера при поэтапной разработке крутопадающих залежей и продолжительности этого приращения от параметров системы разработки, главных параметров карьера и существующего состояния рабочей зоны карьера;

- выявлена зависимость производственной мощности карьера от параметров локальных участков по ведению горных работ с дифференцированными параметрами рабочей зоны и размеров рудного тела в плане.

Методы исследования включают: анализ и обобщение проектной документации, научно-технической литературы, патентных материалов; теоретических разработок и производственного опыта; аналитическое, математическое и горногеометрическое моделирование и обработка его результатов с применением программного обеспечения на ЭВМ, а также метод технико-экономического анализа.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследования; разработке методики оценки потенциальных возможностей по интенсификации производственной мощности карьера; установлении зависимостей по оперативному определению величины приращения производственной мощности и продолжительности последнего; в обосновании технологии горных работ при интенсификации производственной мощности карьера.

Достоверность научных положений обосновывается применением аналитического, графического и математического моделирования, а также техникоэкономического анализа; сопоставимостью результатов, полученных различными методами исследований; применением графических и математических редакторов ЭВМ для подсчета объемов горной массы; сходимостью результатов исследования с производственной практикой.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- обоснован принцип установления и управления производственной мощностью карьера в современных условиях;

- предложена методика количественной оценки величины возможного приращения производственной мощности карьера, и продолжительности этого приращения, а также установлены зависимости по их оперативному определению;

- разработана технология ведения горных работ при интенсификации производственной мощности карьера, обоснованы её параметры и установлена область эффективного использования;

- обоснована эффективность использования площади рабочей зоны при ведении горных работ горнотранспортным оборудованием различного типа и единичной мощности.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке проекта технического перевооружения карьера «Горевский ГОК», 2010 г. Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 15,3 млн.руб./год.

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

на VI и VII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодёжь и наука» (г. Красноярск, 2010, 2011);

на Международной научной конференции «Технические науки и современное производство» (Испания, 2011); на Международной научной конференции «Европейская интеграция высшего образования», «Фундаментальные исследования» (Хорватия, 2011).

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, аннотированных ВАК. Получено 3 патента Российской Федерации на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 161 странице машинописного текста, включает таблиц, 61 рисунок, 3 приложения и список литературы из 80 наименований.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю профессору, доктору технических наук А.И. Косолапову, высокопрофессиональное руководство, идеи, постоянное внимание и помощь которого способствовали успешному выполнению работы, а также всем сотрудникам кафедры «Открытые горные работы» СФУ ИГДГиГ за ценные советы при написании и обсуждении квалификационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ современного состояния исследований, касающихся вариации производственной мощности карьера при разработке крутопадающих залежей. По результатам проведённого анализа определены объект и задачи настоящего исследования.

Во второй главе изучены технологические приёмы по управлению режимом горных работ и соотнесены со стадиями разработки месторождения, а также исследовано влияние динамики развития рабочей зоны карьера, на показатели определяющие интенсивность ведения горных работ на глубоких карьерах.

В третьей главе разработана методика количественной оценки потенциальных возможностей по интенсификации производственной мощности карьера, основанная на сопоставлении существующего состояния рабочей зоны карьера и предельно допустимого. Выполнено математическое моделирование развития рабочей зоны карьера с целью выявления зависимостей, позволяющих в оперативном порядке и с высокой точностью, установить максимальную величину возможного приращения производственной мощности карьера при поэтапной разработке месторождений и продолжительность этого приращения, в зависимости от параметров системы разработки, главных параметров карьера и показателей состояния рабочей зоны карьера.

В четвертой главе разработана технология ведения горных работ, адаптированная под оперативное изменение интенсивности производства, и определены её параметры, а также исследована возможная интенсивность разработки при использовании горнотранспортного оборудования (ГТО) различной единичной мощности. Сформулирована эффективная технология разноса временно нерабочего борта (ВНБ) с использованием в его основании улавливающей площадки, обоснованы её параметры и дана оценка их влияния на интенсивность разноса ВНБ.

В пятой главе проведена апробация результатов настоящего исследования применительно к условиям карьера «Горевский ГОК», разработаны рекомендации по развитию и конструкции рабочей зоны карьера в современных условиях, определён эффект от внедрения разработанных мероприятий по сравнению с действующим проектом.

Диссертационная работа базируется на трудах отечественных учёных в области разработки твёрдых полезных ископаемых открытым способом, с заимствованием опыта передовой производственной практики зарубежных карьеров.

Исследования по научному обоснованию проблем управления и регулирования режима горных работ, отражены в работах академиков Ржевского В.В., Мельникова Н.В. и профессоров Арсентьева А.И., Анистратова Ю.И., Новожилова М.Г., Бунина Ж.В., Оводенко Б.К., Холоднякова Г.А., Юматова Б.П. и др.

учёных.

Глубокий интерес вызывают современные исследования, выполненные Бурмистровым К.В., Сенаторовой О.Н., Черепановым Е.В., Данильченко В.Н., Донченко Т.В. и Проломовой Т.А.

Основные результаты проведенных исследований отражены в следующих ниже приведенных защищаемых положениях.

По оценкам промышленных экспертов, а также отчётным данным таможенных служб, наблюдается устойчивая тенденция к расширению присутствия отечественных производителей минерального сырья на внешних рынках, долгое время функционирующих в условиях рыночной экономики. Согласно данным Госкомстата РФ, за последние 10 лет установлена положительная динамика, как производства товарной продукции, так и доли её экспорта.

Налоговые поступления от горнодобывающих предприятий составляют значительную долю бюджета регионов, следовательно, повышение эффективности разработки месторождений за счёт синхронизации объёмов выпуска продукции с динамикой спроса, обеспечит рост экономики в масштабах страны в целом. Поэтому, в настоящее время, целесообразно в режиме постоянного мониторинга вести маркетинговые исследования конъюнктуры рынка, что позволит сократить расходы, связанные с хранением нереализованной готовой продукции на складе – в период падения спроса, и увеличить доходную часть, за счёт оперативной интенсификации производства – в период роста спроса.

Анализ параметров существующих карьеров по разработке крутопадающих залежей свидетельствует о том, что у большинства из них углы откосов нерабочих бортов варьируют в пределах 450, а глубина разработки может достигать 500 м, при углах рабочих бортов 12 21 0. На таких карьерах перераспределить объёмы вскрышных работ на последующие периоды можно за счёт этапной разработки, с выделением в пределах этапов ВНБ (рис.1).

Рис. 1. Принципиальная схема открытой разработки месторождения этапами: и 2 – границы, соответственно первого и второго этапов.

Традиционно, при необходимости увеличения производственной мощности увеличивают угол рабочего борта карьера и формируют ВНБ. В ряде случаев, это может привести к сокращению фронта добычных работ и как следствие к резкому снижению производственной мощности после временного её наращивания.

В свою очередь, при рациональных скоростях углубки промежуточного контура h п и контура разносимого борта h р, можно исключить выбытие производственной мощности карьера за счёт выхода на контур первого этапа разработки (точки АІPBCQDI) и разноса ВНБ (АIPBJ и DІQCO). Поэтому, регулируя этими скоростями можно обеспечить заданный режим горных работ.

Вместе с тем, известные методы не позволяют определить потенциальные возможности управляемой интенсификации производственной мощности карьера и необходимые условия для её реализации. Выполненные исследования по моделированию развития рабочей зоны карьера показали, что количественные пределы интенсификации обусловлены производственной мощностью карьера по горной массе и возможностями ввода дополнительного оборудования. Установлено, что любой из описанных выше механизмов адаптации производственной мощности карьера к спросу, будь то технологические приёмы, либо приобретение дополнительного ГТО, имеют определённую инерционность конечного результата, которая свойственна горной технологии в целом, исходя из масштабов производства. Поэтому, в начале интенсификация обеспечивается переводом ГТО с вскрышных работ на добычные, сохраняя производственную мощность карьера по горной массе.

С целью исключения в последующем выбытия производственной мощности карьера, в заданное минимальное время необходимо вводить дополнительное ГТО (рис.2, табл.1).

Nэ, ед Результаты расчётов интенсификации производственной мощности для условий карьера «Горевский ГОК» приведены в таблице 1.

Оценка возможности приращения производственной мощности карьера Эксплуатационная производительность вводимого оборудования, тыс.м3/год Относительное приращение производственной мощности карьера, % Количество дополнительно вводимого оборудования, ед.

Экономическая оценка интенсификации производственной мощности показала, что реализация предложенного подхода в условиях карьера «Горевский ГОК» обеспечивает рост показателей эффективности более чем на 15%.

Вышеизложенное является доказательством первого научного положения выносимого на защиту, а именно: для повышения эффективности отработки крутопадающих залежей технологию их разработки следует увязывать с динамикой производственной мощности карьера по руде, учитывающей изменение спроса на полезное ископаемое и максимально возможную мощность карьера по горной массе при существующем комплексе горнотранспортного оборудования.

Для определения величины возможной интенсификации производственной мощности карьера и её продолжительности, разработана методика количественной оценки данных показателей. В первую очередь, необходимо определить по известной формуле В.П. Линева максимально допустимую высоту ВНБ для текущей глубины карьера и параметров системы разработки, и сравнить её с существующей на карьере. Если значение высоты ВНБ меньше максимально допустимой, то возможно приращение производственной мощности без ввода дополнительных комплексов ГТО, без выбытия в последующем производственной мощности. При этом моментом прекращения наращивания мощности, является условие, когда существующая высота ВНБ достигнет своего максимально допустимого значения для текущей глубины карьера. Во всех остальных случаях необходим ввод дополнительных комплексов ГТО.

Ниже приведены принципиально возможные варианты условий интенсификации производственной мощности карьера, причём для первых двух случаев общим условием является исключение выбытия производственной мощности в последующем. Во всех вариантах интенсификация производственной мощности обеспечивается за счёт внутренних ресурсов предприятия, т.е. за счёт переноса части вскрышного оборудования в добычную зону.

1. Задана проектная производственная мощность (А пи ) и требуемая величина её приращения (А пи ). Необходимо определить продолжительность работы карьера (T) с заданной (А пи +А пи ) производственной мощностью в пределах этапа разработки, количество (N э ) дополнительных комплексов ГТО и срок их ввода (ТI).

2. Для проектной производственной мощности (А пи ), возможного количества (N э ) дополнительных комплексов ГТО и срока их ввода (ТI), необходимо установить величину возможного приращения производственной мощности (А пи ) и продолжительность работы карьера (T) в пределах этапа разработки с производственной мощностью (А пи +А пи ).

3. Известна проектная производственная мощность (А пи ) и задана величина её приращения (А пи ). Необходимо определить, продолжительность работы карьера (T) с заданной производственной мощностью (А пи +А пи ) в пределах этапа разработки до момента полного выбытия производственной мощности, при условии, что ГТО дополнительно вводиться не будет.

Для исключения выбытия достигнутой производственной мощности (А пи +А пи ) необходимо соблюдать условие:

где hВНБ – существующая высота ВНБ к моменту приращения производственной мощности, м; h раз – вертикальная скорость разноса ВНБ, м/год.

Равенство выражения (1) нулю указывает на то, что к моменту достижения верхней бровки добычного уступа рабочего борта (точка контакта с рудным телом) предельного положения границы текущего этапа, соответствующий ВНБ будет разнесён. При значении выражения меньше нуля, hраз необходимо уменьшить, а в противном случае – увеличить.

При этом, следует различать значения скоростей разноса соответствующие определенным периодам времени:

а) hраз – до приращения производственной мощности;

б) hраз I – сначала приращения производственной мощности и до ввода дополнительного ГТО;

в) hраз II – после ввода дополнительного ГТО.

С учётом этого выражение (1) можно записать следующим образом:

Минимальное значение Т определяем из затрат времени на закупку, поI ставку и монтаж ГТО. Из выражения (2) устанавливают необходимую hраз II, которая предопределяет потребное количество оборудования.

В практической работе важно уметь оперативно оценивать потенциальные возможности карьера. Для установления зависимостей, выполнено математическое моделирование развития рабочей зоны карьера, в основу которого положен алгоритм, реализующий разработанную методику. При этом, в качестве результирующих показателей приняты N Э и Т.

При этом исследованы следующие зависимости:

где р.б – угол рабочего борта карьера, град.; внб – угол ВНБ карьера, град.; к – угол нерабочего борта карьера, град.; Н т и Н к – соответственно, текущая и конечная глубина карьера, м; S р.т – площадь рудного тела, м2; К ф – коэффициент, учитывающий отношение горизонтальной мощности рудного тела к его длине по простиранию.

Для получения репрезентативных данных часть независимых переменных (Апи ; к ; h раз ; Н т ; Нк ; S р.т ; К ф ) детерминированы.

Для проведения регрессионного анализа было рассчитано 12150 и значений соответственно N Э и Т. Это позволило получить уравнения регрессии, достоверно описывающие искомые зависимости. В результате регрессионного анализа установлены эмпирические коэффициенты для каждой группы ( … ; ; ; ) и получены искомые уравнения регрессии в каноническом карьеров с соответствующими им детерминированными переменными виде:

- при ВНБ в границах последнего этапа разработки:

- при ВНБ в границах предыдущих этапов разработки:

где е – основание натурального логарифма; ln – натуральный логарифм; k 1 …k – коэффициенты регрессии при независимых переменных (для формул 5-8); a, b, - коэффициенты регрессии при независимых переменных (для формулы 9).

Полученные уравнения характеризуются высокой степенью сходимости.

рия Стьюдента (t) и F-критерия Фишера (F) составляет для N Э и А пи : || = Так, среднее значение множественного коэффициента корреляции (||), критедля Т: || = 0,9954; = 34,52; = 104,93, при табличных значениях t и F, соответственно для N Э и А пи : = 3,37; = 1,715;

и для Т: = 3,77; = 3,82.

Для определения возможности интенсификации горных работ при использовании оборудования различной единичной мощности выполнены необходимые исследования для условий разработки экскаваторами серии ЭКГ типа прямая лопата и мобильными гидравлическими экскаваторами типа обратная лопата. В этом случае были приняты автосамосвалы, соответствующие типоразмеру экскаватора. В основе исследований лежит оценка эффективности использования площади рабочей зоны карьера, вышеуказанным оборудованием.

Результаты приведены в относительной форме в виде номограммы (рис.3). При этом, относительные показатели определены их отношением в абсолютных величинах (i-го комплекса к базовому). Высота уступа в расчётах принималась равной максимальной высоте черпания для экскаваторов серии ЭКГ, а для экскаваторов типа обратная лопата – равной максимальной при условии работы на подуступе с нижней погрузкой в средства транспорта.

Рис. 3. Номограмма по определению относительной производственной мощности карьера (А пи ) в зависимости от относительных показателей: вместимости ковша экскаватора (Е к ), высоты уступа (h у ) и эксплуатационной производительности экскаватора (Q э ) Анализ соответствующих графиков позволяет сделать вывод о том, что оборудование различной единичной мощности при работе с рациональными параметрами системы разработки, использует имеющуюся площадь рабочей зоны с разной эффективностью. Так, величина приращения относительной производственной мощности карьера при использовании экскаваторов типа ЭКГ с увеличением их единичной мощности больше, чем - гидравлических экскаваторов типа обратная лопата. Также установлено, что между этими показателями нет пропорциональной зависимости, а величина приращения производственной мощности карьера изменяется неравномерно и зависит от вместимости ковша и типа экскаватора. Указанное выше, позволяет сделать вывод, что при рациональном использовании оборудования, обеспечивающем его полную загрузку, увеличение его типоразмеров не обеспечивает требуемую динамику увеличения производственной мощности карьера.

Вышеизложенное является доказательством второго научного положения выносимого на защиту, а именно: возможность интенсификации производственной мощности карьера разрабатываемого этапами следует оценивать для параметров рабочей зоны карьера, исключающих выбытие производственной мощности при установленных скоростях понижения горных работ в зонах ведения добычных работ и разноса временно нерабочего борта.

Известные способы поэтапной разработки месторождений и их частные случаи, не позволяют оперативно регулировать режим горных работ. Поэтому, технология ведения горных работ в современных условиях, должна базироваться либо на исключении жёсткой увязки между скоростями понижения в зонах производства работ, либо на наличии участков, позволяющих вести отработку месторождения с различным значением текущего коэффициента вскрыши.

Рис. 4 схематически иллюстрирует способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, который предусматривает выделение дискретных участков в контуре карьерного поля округлой формы в плане. Причём, этот способ может быть реализован и на вытянутых в плане месторождениях. Рис. наглядно демонстрирует технологию разработки, исключающую жёсткую связь между скоростями понижения горных работ.

Сущность способа разработки (рис.4) заключается в следующем. Карьерное поле, с нанесёнными контурами этапов разработки, разбивают в плане на участки, размеры которых обеспечивают различную величину сосредоточенных в них запасов в пределах этапа разработки. При этом, в каждом из участков карьерного поля формируют участки ВНБ, с проходкой в них системы вскрывающих выработок. Расположение участков ВНБ, на участках карьерного поля, по высоте этапа должно обеспечивать сопряжение вскрывающих выработок между соседними участками карьерного поля. Следовательно, участки ВНБ для формирования спиральной формы трассы должны располагаться на различной высоте этапа, что также влияет и на объём консервируемой ими породы в пределах этапа разработки. Таким образом, обеспечивается наличие участков карьерного поля различающихся по величине запасов, размерам активных рудных площадей, текущему коэффициенту вскрыши и продолжительности их отработки в пределах этапа при заданной производительности карьера по руде.

Оперативное изменение режима горных работ возможно за счёт управляемого перераспределения основной нагрузки по консервации вскрышных пород в пределах этапа разработки по участкам карьерного поля. Реализация способа разработки, основанного на разделении карьера на дискретные участки по ведению горных работ в условиях конкретного месторождения, позволило обеспечить: сглаживание пиковых нагрузок по вскрышным работам, необходимую динамику добычи руды определённого качества, сократить объёмы складирования бедных руд (рис.6).

Помимо этого, предложенная конструкция рабочей зоны карьера, создала принципиальную возможность оперативной интенсификации производственной мощности, сопровождающуюся допустимой динамикой текущего коэффициента вскрыши.

Рис. 4. Схема разделения карьера на дискретные участки ведения Рис. 5.Схема разделения карьера в плане на сектора горных работ: 1 – граница распространения рудного тела на ведения горных работ: 1- контур первого этапа по погор.+40; 2 – система поступательных съездов, образующих спи- верхности; 2 – контур второго этапа по поверхности; ральную форму трассы; 3 – контур второго этапа по поверхно- – полустационарные съезды; 4 – временные съезды.

сти.

Объём вскрышных работ, тыс.м Объём добычных работ, тыс.т.;

Однако, организация работы по данному принципу не исключает жёсткую взаимосвязь между скоростями понижения в зонах ведения горных работ.

Способ разработки (рис. 5) позволяет снизить эту взаимосвязь и заключается в следующем. Рабочую зону карьера, с учетом контуров этапов разработки, разбивают на участки в плане. При этом, в границах каждого участка формируют сектора. И в пределах каждого сектора формируют участок ВНБ, а на участках рабочей зоны карьера ведут отработку рабочими площадками, бровки уступов которых ориентированы в плане со смещением по отношению к центру карьерного поля, что позволяет избежать существенного снижения с глубиной длины фронта работ на нижних горизонтах в пределах разрабатываемых участков.

Также, в границах участков рабочих зон выделяют регулирующие целики, для управления величиной общего объёма консервации пород в пределах этапа, а размещение данных участков с регулирующими целиками по высоте этапа, целесообразно в верхней части последнего. При этом, обеспечивается максимально возможная стационарность транспортных съездов в пределах этапов, а также исключаются значительные осыпи породы, с расконсервируемого ВНБ, на добычные рабочие горизонты в пределах разрабатываемых участков. В этом случае уменьшается текущий коэффициент вскрыши при этапной разработке месторождений округлой формы в плане, за счёт обеспечения отработки в пределах очереди до конечной её глубины, без начала разноса сформированного в ней участка ВНБ.

Параметры выделяемых участков характеризуются углом развёртки (р ), длиной фронта работ добычных уступов (L ф ), площадью горизонтальной проекции зоны ведения добычных работ и эксплуатационным коэффициентом вскрыши.

Настоящими исследованиями установлены зависимости для округлых в плане месторождений (работающие в интервалах: диаметр рудного тела – 100500 м; угол развёртки участка – 36180 град.): по определению производственной мощности с учётом параметров дискретных участков рабочей зоны карьера и размеров рудного тела в плане (формула 10); расчёта средней длины фронта работ на добычном уступе (формула 11):

где d р.т – диаметр рудного тела, м; hг – скорость углубки, м/год; р – плотность руды, т/м3; р – угол развёртки участка, град.

Таким образом, можно сделать вывод, что при определении размеров дискретного участка на округлых в плане месторождениях, необходимо обязательно учитывать размеры рудного тела и типоразмер используемого ГТО, и сопоставлять эти данные с планируемой величиной производственной мощности карьера.

Для управления режимом горных работ дополнительно необходимы специальные технологические решения по формированию и разносу ВНБ, обеспечивающие интенсификацию горных работ в карьере. В соответствии с этим разработана технологическая схема расконсервации ВНБ с формированием в основании последнего насыпной призмы (рис.7).

Рис. 7. Схема формирования транспортных съездов и отработки ВНБ: 1 – насыпная призма из вскрышных пород; 2 – улавливающая площадка в основании ВНБ; 3 –развал породы на верхнем разносимом горизонте; 4 – контур блока опережающего бурения; 5 – экскаваторы на расконсервации ВНБ; 6 – экскаватор, осуществляющий формирование рабочих площадок на насыпной призме; – бульдозер для формирования системы съездов.

Для реализации данной схемы над зоной ведения добычных работ в основании ВНБ формируют улавливающую площадку, обеспечивающую использование взрывных работ при разработке ВНБ и размещение нисходящей насыпной призмы из вскрышных пород, вынимаемых при разносе ВНБ. В призме бульдозером формируют новую систему транспортных съездов, а затем экскаватором нарезают рабочие площадки. За счет этого осуществляется подготовка к единовременной разработке нескольких уступов ВНБ, обеспечивая высокую скорость его разноса и необходимые грузотранспортные связи.

Вышеизложенное является доказательством третьего научного положения выносимого на защиту, а именно: оперативное управление режимом горных работ при разработке крутопадающих залежей обеспечивает технология разработки, при которой соблюдается необходимая динамика текущего коэффициента вскрыши за счёт выделения в контуре этапа участков с дифференцированными параметрами рабочей зоны, обеспечивающими заданные объемы полезного ископаемого в горной массе и требуемые объемы добычи руды в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе проведённых исследований изложены научно-обоснованные решения, позволяющие определять рациональные параметры технологии горных работ при интенсификации производственной мощности карьера, обеспечивающей повышение эффективности разработки крутопадающих рудных месторождений как вытянутой, так и округлой форм.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации состоят в следующем.

1. Основными факторами, определяющими эффективность регулирования режима горных работ в современных условиях, являются время приведения рабочей зоны к необходимым размерам, обеспечивающим требуемую интенсивность разработки и возможность оперативной поставки и монтажа ГТО.

2. Разработана методика, позволяющая на основе данных о существующем состоянии рабочей зоны карьера выполнить количественную оценку возможного приращения производственной мощности карьера с учётом сроков и количества ввода ГТО.

3. Получены уравнения регрессии, позволяющие оперативно с высокой точностью для заданной величины приращения производственной мощности карьера устанавливать продолжительность работы с учетом параметров системы разработки и главных параметров карьера, а также существующего состояния рабочей зоны карьера.

4. Обоснована технология ведения горных работ, которая предусматривает выделение дискретных участков в контуре карьера, формирование участков ВНБ на различной высоте в пределах этапа, обеспечивающих их сопряжение с соседними участками ВНБ, а также проходкой в них системы транспортных съездов.

5. Установлено, что для снижения взаимного влияния горных работ в добычной зоне и зоне разноса ВНБ целесообразно выделять участки в пределах рабочей зоны карьера с рабочими площадками, бровки уступов которых ориентированы в плане со смещением по отношению к центру карьерного поля, формированием в них секторов по консервации вскрышных пород.

6. Доказано, что при определении размеров дискретного участка в плане на крутопадающих месторождениях, необходимо учитывать размеры рудного тела и типоразмер используемого ГТО, и сопоставлять эти данные с планируемой величиной производственной мощности карьера.

7. Предложена технология расконсервации ВНБ, предусматривающая сооружение насыпной призмы в основании последнего, обеспечивающая повышение интенсивности разноса ВНБ и производственной мощности карьера.

8. Исследована возможная интенсивность ведения горных работ при использовании оборудования различной единичной мощности в условиях разработки крутопадающих залежей. Установлено, что при рациональном использовании оборудования, обеспечивающем его полную загрузку, увеличение его типоразмеров не обеспечивает требуемую динамику увеличения производственной мощности карьера.

9. Апробация полученных результатов диссертационной работы на карьере «Горевский ГОК», позволила обосновать динамику развития и конструкцию рабочей зоны карьера, обеспечивающую по сравнению с проектом большее перераспределение вскрыши на последующие периоды разработки, сглаживание пиковых нагрузок по вскрышным работам, большую стабильность коэффициента вскрыши за срок отработки карьера, необходимую динамику добычи руды определённого качества, а также сокращение объёмов складирования бедных свинцово-цинковых руд. В этих условиях применение разработанных технологических решений по сравнению с традиционными позволит повысить эффективность разработки месторождения более, чем на 15%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Пташник А.И. Возможные вариации производственной мощности карьера. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня: Труды студентов и молодых учёных-1. – 2010. №2. – С. 114-116.

2. Пташник А.И. Исследование потенциальных возможностей интенсификации производственной мощности карьеров при этапной разработке крутопадающих месторождений в современных условиях/А.И. Косолапов, А.И.

Пташник// Горный информационно-аналитический бюллетень. – М., МГГУ,2011, №6. – С.50 – 56.

3. Пташник А.И. Оценка возможности приращения производственной мощности карьера при разработке крутопадающих месторождений/А.И. Косолапов, А.И. Пташник// Горный информационно-аналитический бюллетень. – М., МГГУ, 2011, №9. – С.80 – 83.

4. Пташник А.И. Технология разработки крутопадающих месторождений при интенсификации производственной мощности карьера/А.И. Косолапов, А.И. Пташник// Горный информационно-аналитический бюллетень. – М., МГГУ, 2011, №9. – С.75 – 79.

В прочих изданиях:

5. Пташник А.И. Методологические аспекты обеспечения заданной вариации производственной мощности карьера/А.И. Косолапов, А.И. Пташник// Современные технологии освоения минеральных ресурсов: сб. материалов 7-й Международной науч.-техн. конф. – Красноярск: ИПК СФУ, 2009, – Ч.1. – С.

260 – 264.

6. Пташник А.И. К вопросу возможной адаптации временной динамики производственной мощности глубоких карьеров к условиям рынка// Молодёжь и наука: сборник материалов студенческой конференции [Электронный ресурс].

– Красноярск, 2010, 0,324 уч-изд. листа.

7. Пташник А.И. О возможности управления производственной мощностью карьеров при вариации спроса на их продукцию при разработке крутопадающих месторождений/А.И. Косолапов, А.И. Пташник//Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований.– М., РАЕ, 2011. - №6. – С.

33-36.

8. Пташник А.И. Влияние параметров этапной разработки на интенсификацию производственной мощности карьера/А.И. Пташник, А.И. Косолапов, Е.В. Черепанов//Современные технологии освоения минеральных ресурсов. сб.

материалов 9-й Международной науч.-техн. конф. – Красноярск: ИПК СФУ, 2011, – С. 259 – 263.

9. Пташник А.И. К вопросу обоснования режима горных работ при этапной разработке крутопадающих месторождений в современных условиях/А.И.

Пташник, А.И. Косолапов //Современные технологии освоения минеральных ресурсов. сб. материалов 9-й Международной науч.-техн. конф. – Красноярск:

ИПК СФУ, 2011, – С. 255 – 259.

10. Пташник А.И. К вопросу о количественной оценке возможной интенсификации производственной мощности карьера при этапной разработке крутопадающих месторождений// Молодёжь и наука: сборник материалов студенческой конференции [Электронный ресурс]. – Красноярск, 2011, 0,131 уч-изд.

листа.

11. Решение о выдаче патента на способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // А.И. Косолапов, А.И. Пташник, Ю.П. Пташник.

Заявка № (21)2010120335/03(028891), решение выдачи 20.06.2011.

12.Решение о выдаче патента на способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // А.И. Косолапов, А.И. Пташник, Ю.П. Пташник.

Заявка № (21)2010107719/03(010822), решение выдачи 01.03.2011.

13. Решение о выдаче патента на способ расконсервации временно нерабочего борта карьера // А.И. Косолапов, А.И. Пташник, Ю.П. Пташник. Заявка № (21)2010107653/03(010742), решение выдачи 03.03.2011.





Похожие работы:

«Баженова Надежда Геннадьевна МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ НЕВЕРБАЛЬНЫМ СРЕДСТВАМ ОБЩЕНИЯ В КУРСЕ ФРАНЦУЗСКОГО ЯЗЫКА Специальность: 13.00.02. - теория и методика обучения иностранным языкам АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Работа выполнена на факультете иностранных языков Московского педагогического государственного университета на кафедре методики преподавания иностранных языков Научный руководитель : доктор педагогических наук, профессор...»

«Калиниченко Алла Викторовна МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЙ ПОДСИСТЕМЫ АСУП Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владикавказ – 2012 1 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Северо-Кавказский горнометаллургический институт (государственный технологический университет) Научный...»

«Нестеров Юрий Евгеньевич Алгоритмическая выпуклая оптимизация Специальность 01.01.07 - вычислительная математика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук МОСКВА - 2013 Работа выполнена в Лаборатории структурных методов анализа данных в предсказательном моделировании (ПреМоЛаб) Московского физико-технического института (государственного университета) Официальные оппоненты : доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН...»

«Купрюхин Александр Александрович ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ГИПЕРЗВУКОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПУТЕМ ВАРИАЦИИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ И ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ Специальность 01.04.14 Теплофизика и теоретическая теплотехника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010 Работа выполнена в Московском авиационном институте (государственном техническом университете) Научный руководитель : Заслуженный деятель науки Р.Ф., д.т.н.,...»

«ФЕДОСОВ КОНСТАНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КРУПНАГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СУДОСТРОЕНИИ (на примере ОАО ПО СЕВМАШ) Специальность 05.11.15 – Метрология и метрологическое обеспечение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук МОСКВА, 2009 г. 1 Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ФГУП...»

«Гафуров Мехриддин Садридинович КОНСТИТУЦИОННО - ПРАВОВАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ОРГАНОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ В РЕСПУБЛИКЕ ТАДЖИКИСТАН Специальность: 12.00.02 - конституционное право; конституционный судебный процесс; муниципальное право. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва – 2013 Диссертация выполнена на кафедре государственно-правовых дисциплин Академия управления МВД России и кафедре конституционного права и муниципального права...»

«БЕЛОВАЛИЯ ОЛЕГОВНА АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ КАРБОФУНКЦИОНАЛЬНЪIЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ. 02.00.08- химия элементоорганических соединений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва - 2003 www.sp-department.ru Работа выполнена на кафедре химии и технологии элементооргани­ ческих соединений Московской государственной академии тонкой хими­ ческой технологии им. М. В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор...»

«НАГОРСКИЙ НИКОЛАЙ МИХАЙЛОВИЧ ФОТОИНДУЦИРОВАННАЯ ПОДВИЖНОСТЬ МОЛЕКУЛ В ТВЕРДЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПЛЕНКАХ ИЗ АЗОКРАСИТЕЛЯ AD-1 ПРИ ОДНОФОТОННОМ И ДВУХФОТОННОМ ВОЗБУЖДЕНИИ Специальность 01.04.21 — лазерная физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва — 2010 Работа выполнена на кафедре общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : кандидат физико-математических...»

«Козлов Андрей Николаевич МГД-модели физических процессов в плазменных ускорителях 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва, 2013 Работа выполнена в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук Официальные оппоненты : Ильгисонис Виктор Игоревич доктор физико-математических наук, профессор, Главный учёный секретарь НИЦ “Курчатовский институт” Гасилов...»

«МЕШКОВ Вадим Алексеевич ВЛИЯНИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ РЕАЛЬНОГО СЕКТОРА НА УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ ЭКОНОМИКИ РЕГИОНА Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (региональная экономика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Ижевск - 2007 Диссертационная работа выполнена в Пермском филиале Института экономики Уральского отделения Российской академии наук Научный руководитель – доктор экономических наук, профессор Пыткин...»

«Котенев Владимир Викторович МНОГОМАССОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД МЕХАНИЗМА НАТЯЖЕНИЯ УЧАСТКА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАПОЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Самара – 2010 Работа выполнена на кафедре Электроснабжение промышленных пред приятий Государственного образовательного учреждения высшего профес сионального образования Самарский государственный...»

«Бычков Игнат Николаевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕРИФИКАЦИИ МОДУЛЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Специальность 05.13.05 – Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 г. Работа выполнена на кафедре Информатика и вычислительная техника Московского физико-технического института (государственного университета)...»

«СЛАВКИНА Мария Владимировна ВЛИЯНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА НА МОДЕРНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В СССР - РОССИИ (1939-2008 гг.). Специальность 07.00.02 – Отечественная история АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора исторических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре истории Российского государства факультета государственного управления Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«ПОПИАШВИЛИ Давид Борисович ПРЕВЫШЕНИЕ ВЛАСТИ КАК КАТЕГОРИЯ АДМИНИСТРАТИВНОГО ПРАВА: СРАВНИТЕЛЬНО-ПРАВОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Специальность 12.00.14: Административное право; административный процесс. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва, 2013 3 Диссертация выполнена на кафедре административного и финансового права ФГБОУ ВПО Российский университет дружбы народов. Научный руководитель Зеленцов Александр Борисович доктор юридических...»

«КРИВОВА НАДЕЖДА РАШИТОВНА РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОЛЛЕКТОРОВ МНОГОПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С РАЗРЫВНЫМИ НАРУШЕНИЯМИ Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тюмень – 2009 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет (ТюмГНГУ)...»

«МИЛОВЗОРОВ АЛЕКСЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЗАДАЧАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТОПАТОГЕННЫХ ЗОН Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ижевск 2010 Работа выполнена на кафедре Приборы и методы контроля качества ГОУ ВПО Ижевский государственный технический университет...»

«КАМАРАУЛИ Елена Владимировна Южнорусская приказная изба как учреждение местного управления во второй половине XVII века Специальность 07.00.02 – Отечественная история АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Воронеж – 2006 2 Работа выполнена в Воронежском государственном университете Научный руководитель доктор исторических наук, доцент – Глазьев Владимир Николаевич Официальные оппоненты доктор исторических наук – Швейковская Елена...»

«ТБОЕВА ЗАРИНА ЭЛЬБРУСОВНА СРЕДСТВА РЕПРЕЗЕНТАЦИИ САТИРЫ ДЖ. СВИФТА (на материале сопоставительного анализа романа Путешествия Гулливераи его переводов на русский язык) Специальность 10.02.20 – сравнительно-историческое, типологическое и сопоставительное языкознание АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук Владикавказ 2011 Работа выполнена на кафедре английского языка факультета иностранных языков ГОУ ВПО Северо-Осетинский...»

«УДК 343.8 ПРОХОРОВА МАРИЯ ВЛАДИМИРОВНА ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПОЗИТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ОСУЖДЕННЫХ В ВОСПИТАТЕЛЬНЫХ КОЛОНИЯХ 12.00.08 – уголовное право и криминология; уголовно-исполнительное право Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Томск - 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Томский государственный университет Научный руководитель : заслуженный юрист Российской Федерации, доктор юридических наук, профессор Уткин...»

«АЗАРЧЕНКОВ Андрей Анатольевич РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ АВАРИЙНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ ПРОДОЛЬНЫХ СОУДАРЕНИЯХ Специальность 05.22.07 – Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Брянск – 2005 2 Работа выполнена на кафедре Вагоны государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Брянский государственный технический университет...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.