Введение к работе
Актуальность работы. После распада Советского Союза достаточно остро встал вопрос об обеспечении российской металлургической промышленности марганцевым сырьем, поскольку, с одной стороны, основные источники марганцевой руды отошли к Украине, Грузии и Казахстану (более 90% запасов окисленных марганцевых руд СССР), а с другой, - потребителями марганца являются все предприятия черной металлургии и машиностроения. Практически ни одна плавка стали не может обойтись без добавления марганцево-содержащих ферросплавов, которые необходимы для раскисления, обессеривания и легирования стали, что придает ей вязкость и стойкость. Непрерывный характер работы сталеплавильной промышленности определяет стабильный непрерывный спрос на марганцевое сырье, так что импортная зависимость является для России достаточно обременительной. Скорейшее освоение залежей железо-марганцевых конкреций Финского залива позволит в значительной степени устранить импортную зависимость по этому стратегическому сырью при несравненно меньших капитальных вложениях по сравнению с добычей и обогащением марганцевых руд при разработке материковых залежей.
Однако, при всем разнообразии предложений модельного ряда добычной техники до сих пор не существует научного обоснования технологии по разработке подводных месторождений, что в значительной степени затрудняет разработку шельфовых месторождений ЖМК. В данной работе основное внимание уделено анализу предложенной ранее техники и технологии отработки подводных месторождений и обоснованию перспективной технологии горных работ а также разработке инженерного способа определения производительности подводного забоя.
Общей теоретической базой работы послужили труды
ведущих ученых в области гидромеханизации,
гидротранспортирования, а также открытых и подводных горных работ: А.И. Арсентьева, В.Б. Добрецова, А.П. Юфина, Д.М. Шкундина, А.И. Харина, В.А. Раздольного, Б.С. Маховикова, А.А. Кулешова, Ю.В. Бубиса, Г.А. Нурока, В.И. Богоявленского, Л.Н.
т, ^___
С.-Петербург
ОЭ 20C^aKT.ffi6
Молочникова, Ю.В. Бруякина, Дж. Меро и других ученых, а также коллектива института ВСЕГЕИ.
Цель диссертационной работы. Создание методики определения производительности подводного забоя при использовании современных добычных агрегатов.
Идея работы. Предприятие по подводной разработке полезных ископаемых является "подводным карьером", параметры и показатели которого должны определяться на базе закона динамичности рабочих забоев, сформулированного для горных работ.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
разработать метод инженерного расчета производительности подводного добычного забоя,
определить степень влияния различных факторов на производительность подводного добычного забоя,
рассмотреть возможные варианты систем разработки для современной техники, удовлетворяющей условиям выбранного месторождения,
установить факторы, влияющие на выбор системы разработки и особенности систем разработки подводного месторождения.
Защищаемые научные положения:
1. Производительность подводного добычного забоя должна
определяться на основе закона динамичности рабочих забоев, из
которого следует, что забои перемещаются в пространстве со
скоростью прямо пропорциональной производительности землесоса
по пульпе и обратно пропорциональной площади обрабатываемой
поверхности.
-
Производительность подводного забоя в наибольшей степени зависит от следующих факторов (в порядке убывания коэффициента эластичности): продолжительности смены, коэффициента использования добычного агрегата во времени, объёмной консистенции пульпы и производительности землесоса.
-
Выбор системы разработки в "подводном карьере" отличается от выбора при наземном способе добычи
необходимостью учёта дополнительных факторов: возможность маневрирования и движения добычного агрегата; конструктивные особенности пульповодов и способы транспортировки пульпы; наличие якорных канатов, ограничивающих сектор разработки; морские течения; наличие облака мелких фракций; необходимость обслуживания механизмов, их наладки и ремонта водолазами. Научная новизна работы:
установлены аналитические зависимости взаимодействия факторов работы подводного забоя, на базе которых создана методика определения показателей и параметров "подводного карьера";
определена степень влияния геологических, технических, технологических и организационных факторов на производительность подводного забоя.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы научного анализа и обобщения теоретических исследований, производственной и проектной практики. Использованы теории развития горных работ в пространстве.
Достоверность научных положений обосновывается представительным объёмом проанализированной и обобщённой исходной информации. Приведенные в работе аналитические результаты хорошо согласуются с новейшими данными, опубликованными другими авторами.
Практическая значимость работы. Предложена аналитическая методика инженерного расчета производительности подводного забоя для проектирования и планирования подводных горных работ с целью принятия обоснованных решений.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научной конференции молодых учёных "Полезные ископаемые России и их освоение" г. Санкт-Петербург (2004 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы и 8 патентов на изобретение РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и библиографического списка.
Содержит 93 страницы машинописного текста, 28 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 94 наименований. Автор приносит искреннюю благодарность научному руководителю профессору А.И. Арсентьеву, развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали успешному выполнению работы, а также сотрудникам кафедры РМПИ за практические советы при написании и обсуждении диссертации и лично профессору В.Б. Добрецову за руководство при разработке новых технических средств.
