Введение к работе
Актуальность проблемы. Афанасьевский карьер строительных материалов отрабатывает одноименное месторождение, которое представляет собой сложнострук-турную залежь мергелей, известняков и доломитов. Традиционная буровзрывная технология обеспечивает добычу только цементного сырья для заводов г.Воекресен-ска Московской области. В то же время месторождение включает в себя уникальные запасы белого камня, который использовался для облицовки храма Памяти Павшим на Поклонной горе, Воскресенских ворот, Иверской часовни. Кроме цементного сырья могут быть использованы в промышленных целях и другие минеральные ресурсы месторождения.
Буровзрывная технология приводит и к интенсивному воздействию на природную среду: загрязняется атмосферный воздух, изменяется структура почв на землях, прилегающих к карьеру, угнетается растительность.
В связи с этим актуальное значение приобретает проблема комплексного освоения месторождения, которое обеспечивает одновременно рациональное использование минеральных ресурсов и охрану природной среды. Подходы к её решению при разработке угольных и рудных месторождений открытым способом отражены в работах М.Й.Агошкова, А.И.Арсентьева, А.С.Астахова, Л.И.Звягинцева, Б.А.Иванова, Н.Я.Лобанова, Г.Г.Мир-заева, Е.И.Панфилова, Л.А.Пучкова, М.Е.Певзнера, В.В.Ржевского, К.Н.Трубецкого, В.А.Харченко, Г.А.Хо-лоднякова, А.В.Хохрякова и других ученых. Несмотря на большой объем и достигнутые успехи исследований проблема остается актуальной, особенно для месторождений строительных материалов.
Цель работы - рациональное комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов Афанасьевского месторождения строительных материалов на основе без-
взрывной технологии добычи при минимальном уровн негативного воздействия на окружающую среду.
Идея работы заключается в применении новоп поколения техники, обеспечивающей селективную вы емку минеральных ресурсов месторождений строитель ных материалов с заданными потребительскими свойст вами, при комплексном извлечении минерального сыры и минимальном воздействии на природную среду.
Основные задачи работы:
провести анализ и выявить инженерно-экологически< факторы и условия, определяющие возможность ре шения проблемы;
изучить свойства всех слоев горных пород месторож дения и разработать схему направлений их использо вания с учетом потребительских качеств;
определить параметры и показатели техники и техно логии, обеспечивающей одновременно рациональнук отработку месторождения и охрану природной среды;
создать, апробировать и внедрить новую безвзрывнук технологию отработки месторождения и дать ей эко логическую и экономическую оценку.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлена закономерность изменения грануломет рического состава в зависимости от свойств горньи пород и скорости подачи (перемещения) рабочего ор гана комбайна;
определены оптимальные параметры высоты уступа обеспечивающие максимальную производительності новой техники.
Основные защищаемые научные положения
1. Разработка месторождений строительных материалої традиционной буровзрывной технологией приводит к потере потенциальных минеральных ресурсов, к нарушению и загрязнению природных компонентов.
. Изучение свойств горных пород месторождения необходимо проводить с целью определения показателей, определяющих качество продукта и выбора технологии его получения, обеспечивающих комплексность использования минерального сырья. . Потребительские качества продукта из потенциальных минеральных ресурсов достигаются путем выбора или создания специальной техники и внедрения новой технологии, заменяющей буровзрывные работы. . Малооперационная (одностадийная) технология добычи потенциальных минеральных ресурсов обеспечивает одновременно ресурсосбережение и охрану природной среды.
Методы исследований. Работа выполнена с исполь-ованием традиционных методов исследований: анализ и равнение данных из литературных источников с фак-ическими показателями на карьере, лабораторные ис-ледования свойств горных пород, стендовое моделиро-ание и натурные испытания новой техники.
Достоверность научных положений, выводов и екомендаиий обеспечена использованием современных іетодов исследований, большим объемом проведенных абораторных, стендовых и натурных испытаний, ре-ультаты которых показали достаточную их сходимость, 'абота полностью внедрена на Афанасьевском карьере и одтверждает решение поставленной цели.
Практическая значимость работы. В результате ыполненных исследований, опытно-конструкторских и роектных работ внедрены на Афанасьевском карьере овые технические и технологические решения, обеспе-ивающие: увеличение ассортимента добываемого карьером сырья за счет обеспечения потребительских качеств путем внедрения безвзрывной технологии; внедрение в эксплуатацию нового комбайна для открытых горных работ (КГФ-60), который может быть использован и на других аналогичных месторождениях.
Реализация результатов работы. Афанасьевский карьер с 1994 г. работает по предложенной безвзрывной технологии с использованием комбайна КГФ-60 и экскаватора ЭКГ-5В, что позволило обеспечить устойчивую работу в рыночных условиях. Работа послужила основанием для принятия решения Правительства г.Москвы об увеличении объемов добычи белого блочного камня и использования его для реставрации памятников архитектуры. Разработан и утвержден «Экологический паспорт Афанасьевского карьера».
Личный вклад автора:
разработка схемы направлений эффективного комплексного использования минеральных ресурсов Афанасьевского месторождения на основе анализа потребительских качеств сырья;
разработка технического задания на создание новой добычной машины с определенными характеристиками;
проведение работ по опытно-промышленным испытаниям и внедрению нового комбайна;
организация и научное руководство исследованиями по всем направлениям работы.
Апробация работы. Основные положения работы в целом и отдельные её этапы обсуждались и получили одобрение: в Санкт-Петербургском государственном горном институте (1992,1994,1996 гг.), в Московском государственном горном университете (1994,1995гг.), в Правительстве г.Москвы (1995г.), на технических совещаниях НИИПОДЗЕММАША, АО «Рудпром», Роскомме-таллургии и Госгортехнадзора РФ, Гипроцемента и в других организациях.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Изложена на / страницах машинописного текста, содержит 7^ рисунка, 4& таблиц и список литературы из 90 наименований.