Введение к работе
Актуальность работы. Условия эффективного применения горного и транспортного оборудования требуют соответствия его технических и технологических характеристик основным горнотехническим условиям и параметрам карьеров. В настоящее время природные свойства месторождений и параметры карьеров учитываются посредством оіраничений и обобщенных показателей. Финальная экономическая оценка вариантов технологии разработки и комплексной механизации горных работ на карьерах затрудняется субъективностью цен на оборудование и стоимости эксплуатационных расходов.
Наиболее объективным критерием оценки эффективности принятых решений при проектировании карьеров и анализе действующих горных предприятий являются энергетические показатели энергоемкость и энергопоглощение, которые непосредственно связаны со свойствами горных пород и разрабатываемых массивов, с параметрами механизации горных работ и технологией производственных процессов. Учитывая, что любое месторождение, особенно месторождение со сложными горногеологическими условиями, характеризуется широким диапазоном изменений физико-механических свойств и блочности горных пород в его различных зонах, на практике эксплуатационное пространство карьера разделяют на зоны, в которых колебания этих свойств незначительно, а следовательно мало влияют на эффективность горных работ при использовании соответствующей этим свойствам комплексной механизации. Поэтому общий подход обусловливает применение метода проектирования новых или анализа действующих карьеров по природно-технологическим зонам, разработка которых производится от забоя до отвала или пункта приема полезного ископаемого по технологическим потокам.
В этой связи научная задача данного исследования заключается в разработке метода формирования комплексной механизации технологических потоков для карьеров со сложными горно-геологическими условиями, базирующегося на основе установленных взаимосвязей природных характеристик месторождений с параметрами технологических процессов и оборудования, обеспечивающего эффективную разработку месторождений.
Цель работы - создание метода формирования комплексной механизации технологических потоков на карьерах со сложными горногеологическими условиями, обеспечивающего повышение эффективности разработки месторождений открытым способом.
Идея работы состоит в разделешш эксплуатационного пространства карьера на природно-технологические зоны, в которых формируются технологические потоки с оценкой комплексной механизации горных работ энергетическим методом.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
1 .Исследование энергопоглощения процессов разработки горных массивов при выборе комплектов горного оборудования.
2.0боснование метода формирования комплексной механизации технологических потоков на карьерах со сложными горно-геологическими условиями.
3.Исследование области эффективного применения технологических потоков на карьерах со сложными горно-геологическими условиями.
Научные положения, защищаемые в работе:
1.Параметры комплексной механизации технологических потоков на карьере находятся в сложной многофакторной зависимости от горногеологических условий месторождения.
2.Основным методом оценки вариантов комплексной механизации технологических потоков на карьерах со сложными горно-геологическими условиями является энергетический метод, базирующийся на количественных взаимосвязях параметров технологических процессов с горногеологическими и горнотехническими характеристиками карьера.
3.Основу метода формирования комплексной механизации технологических потоков на карьерах составляет математическое моделирование технологии разработки месторождения с учетом горно-геологических условий. Критериями эффективности оценки технологии разработки являются: 1) текущий коэффициент вскрыши, 2) энергопоглощение по технологическому потоку, 3) капитальные и эксплуатационные затраты.
4. Область эффективного применения технологических потоков в сложных горно-геологических условиях с горнотранспортной техникой: 1) цикличного действия ограничивается уровнем энергозатрат на разрыхление горного массива до требуемой по технологии степени; 2) непрерывного действия определяется энергозатратами на получение разрушенного горного массива с близким к предельному удельным сопротивлением копанию; 3) цикличной выемочно-погрузочной и поточной транспортной техникой обусловливается минимумом энергозатрат по всему технологическому потоку.
Работа базируется и является продолжением исследований в области технологии разработки месторождений со сложными горно-геологичес кими условиями академиков Мельникова Н.В., Ржевского В.В., профессоров Анистратова Ю.И., Васильева М.В., Трубецкого К.Н, Юматова Б.П., д.т.н. Мосинца В.Н., Тангаева И.А., Белякова Ю.И., Рубцова С.К. и др.
Методы исследований включают анализ научных исследований и практики в области выбора комплексной механизации технологических потоков на карьерах со сложными горно-геологическими условиями; экспериментальные исследования процессов разработки горных массивов в про-
изводственных условиях; аналитические исследования, технико-экономи-ские расчеты.
Научное значение работы заключается в разработке метода формирования комплексной механизации технологических потоков на карьерах со сложными горно-геологическими условиями на основе установленных зависимостей между природными характеристиками месторождения и параметрами технологических процессов с использованием энергетического метода.
Практическое значение работы состоит в создании инженерного метода выбора комплексной механизации технологических потоков на карьерах, обеспечивающего высшую эффективность разработки месторождений со сложными горно-геологическими условиями.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается применением современных методов исследований: обобщения и анализа научно-технической литературы и результатов научных исследований; графического, аналитического и энергетического методов; математического моделирования с использованием ЭВМ; экспериментальных работ в промышленных условиях; технико-экономического анализа и высокой сходимостью экспериментальных исследований с данными практики.
Реализация выводов и рекомендаций. Основные выводы и рекомендации использованы при обосновании параметров интенсификации взрывного разрушения горных пород и реализации решений по отработке lV-ой очереди карьера Мурунтау.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: научно-практических конференциях МГТА (1995-1996 г.); Международной научно-технической конференции "Перспективы развития горнодобывающей промышленности (г.Новокузнецк, 7-10 февраля 1994 г.); научно-теоретических конференциях "Истиклол-5" (г.Навои, 1996-97 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 15 5 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 24 таблиц, список литературы из 72 наименований.
Автор выражает благодарность научному руководителю Заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, Лауреату государственной премии СССР, Академику Академии горных наук Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Анистратову Ю.И. за помощь в работе над диссертацией, а также специалистам карьера Мурунтау за помощь в организации экспериментальных исследований.