Введение к работе
Актуальность темы. Интересы экономического и социального развития,Севера к Северо-Востока страны требуют- вовлечения -в интенсивную-эксплуатацию,бедных россыпных месторождений,.особенности которых определяют необходимость новых решений и методических подходов- на стадиях исследований и проектирования.'
В настоящее время около 70'% запасов россыпного золота .находится в глубокологребенных месторождениях Урала, Сибири и Северо-Востока страны. Наиболее характерной для такого типа месторождений является россыпь Б.Куранах, расположенная в Алданском районе Якутии.
К числу наиболее перспективных направление совершенствования способов разработки россыпных, месторождений е зоне многолетней мерзлоты относится применение, поточной технологии на основе роторнв-конвейерных комплексов.
По инигаативе ИГДС СО РАН, начиная с 1834 г., на Курэнах-с: ой глубокодогребенной россыпи эта технология проходила опытно-промышленные испытания и доказала свою эффективность. Переработано более.4 млн.м3 горной массы, в т.ч. 2 млн.м3 золотосодержащих, песков. В процессе испытаний выявлен ряд проблем, связанных с разработкой участков мерзлых пород как естественного, так и техногенного происхождения:
- Разработка таких участков приводит к резкому снижению производительности, повышению энергоёмкости резания в 2-2,5 раза, увеличению количества поломок и агарий. Возникла необходимость более углубленного изучения вопросов управления тепловым реки-' мом участков россыпи в зоне горных работ.
В связи с этим исследование закономерностей изменения термомеханического состояния массивов горных пород к обоснование эффективных способов и средств поточной технологии разработки погребенных россыпей з зоне многолетней мерзлоты является актуальной научной задачей.
Идея работы заключается в использовании установленных закономерностей- изменения термомеханического состояния массивов горных пород и способов управления ем для обоснования техноло-
гЕческих схем разработки,россыпи. . ' '. . - ' '. .
Целью работы является повышение' эсЬХектквности применения' .
поточной технологии при разработке елокносгруктурнуых, погребен-.
шх россыпей'зоны многолетней мерзлоты. '''.". . .
" ;. Задачи исследований:', , '.',''.
- установить характер -пленения, и разработать способы
управления термомеханвческим.состоянием массива россыпи БЛСура-
нах с учётом зоздейсївйя комплекса климатических и техногенных
факторов; . ' .'"'-.' ... ... -
- исследовать динамику температурного поля в'забое роторного экскаватора и обосновать режим его работы по. критериям минимального и предельного'промерзания груди забоя;.- .
-исследовать характеристики' процесса'естественной оттайки . мерзлых золотоносных песков и определить региональные параметры, их'разработки роторным комплексом; .''..',' . .
-'исследовать технологические параметры ,и' обосновать раци
ональную область использования различных;, способов, ir схем разра
ботки погребенной россыпи. ''.'
. -Методы исследовани-а. В работе использованы:-метод-модели
рования на ЭВМ условий теплового, состояния россыпи при воздев-. ,
ствии климатических и техногенных факторов, методы математичес-
,код статистики, анализ литературных и патентных источников.и
опыта .работы горных, предприятии, оценка данных одытно-промыш- . :
ленной'эксплуатации роторнр-к.онвейерного комплекса на-россыпи Б.
'Куранах, мзтод аналитического исследования' технологических
'параметров .и эксплуатации основного -оборудования-, метод технико-
экономического анализа, эффективности применения поточной, техно- '
логии на вскрышных и добычных'работах. '_ -
Основные научные положения, представляемые к защите: -достоверный прогноз термомеханическрго состояния массива погребенных россыпей в период их,эксплуатации'достигается только при учёте воздействия климатических итехноге нныг факторов,- осно-вными из которых яеляигся: наличие или отсутствие снежного ..'покро- -ва и'перекрывающего слоя галечно-эфельных отвалов," колебания '.' 'среднегодовой -температуры, изменение влажности пород; .'
^ выбором режима:работы роторнего экскаватора по їрисадням
минимального и предельного, промерзания груди забоя обеспечива
ется продление сезона эксплуатации при уменьшении относительного
объёма. экскавации мерзлых пород; ,:"'.' '..''.'
-'эффективная разработка, мерзлых золотоносных песков ротор- ч ним экскаватором обеспечивается При Есп'ольэовании' способа естественной- оттайкн и'ежесуточном .снятии оттаявшего слоя.'
Достоверность научных положенийт выводов и.рекомендаций
обеспечивается:' ?'..,',., ' . ~.
' — применением апробированных методик расчёта высокой точ^-.
нос'тн; ; ,''.-'
-достаточным объёмом экспериментальных данных, корректнос
тью, и .удовлетворительной сходимостью результатов (- ICffo)';
..' - проверкой и подтверждением в производственных условиях,
выводов и.рекомендаций. ..''-"-' ;."'
Научная- новизна работы .заключается:
, - в установлении основных закономерностей изменения термо-
механического, состояния массива погребенных россыпей т.ипа рос^
сыпи Б.Куранах при .воздействии комплекса климатических и техно
генных -факторов;. '.".' '.'.'' ' ' '
*' -.в использовании, критериев минимального .и предельного про
мерзания, груди забоя'для.обеспечения условий эффективной разра
ботки пород'роторним экскаватором при низких температурах воз-,
духа; ; .''..' ' . ;'.;
-з'обосновании возможности использования эффекта естественней оттаики для разработки мерзлых золотоносных песков роторным экскаватором. . ...','.
Личный вклад автора состоит в установлении критериев минимального и предельного промерзания груди забоя для оптимизации .режима работы роторного, экскаватора; в определении основных, факторов, вызывающих изменение.теплового состояния массива погребенной 'россыпи 'к степени их'влияния на это изменение; в обо- сновании.рациональной' области применения различных способов -разработки в процессе, эксплуатации'погребенной россыпи. Практическая" ценность диссертационной работы -заключается: - в возможности.применения' методики прогнозирования мерзлотной, обстановки, учитывающей степень и продолжительность воздей-т ствия климатических и техногенных факторов, в качестве основы для выбора принципиальных решений по разработке россыпи;
- в обосновании режима работы роторного экскаватора в период низких температур'по установленным критериям степени промерзания' груди забоя,, при снижении относительного объёма экс-'
кавации мерзлых пород, удлинении сезона работы на 1-1,5 месяца и увеличении объёма переработки на 15-20 %;.-...
в применении установленных зависимостей основных параметров добычных работ от интенсивности естественной оттайкй для обеспечения эффективной-разработки мерзлых песков роторным экскаватором, с повышением производительности и увеличением объёмов переработки на 30-40$;' . ' . .
е использовании методики выбора способа ведения вскрышных и добычных работ.для расчёта рациональных параметров.участка (полигона) россыпи, в условиях драяной разработки равных 240.м (длина перевалки вскрышных пород) и 23 м (глубина добычных работ)'.
Реализация работы. Научные" результаты работы использованы; при составлении технологических регламентов к проектированию,ТЭ0 освоения россыпи р.Б.Кураиах институтами "Иргиредмет", "Якутзо-лотопроект", "Дальстройпроект". Внедрение на карьере "Алдан" комбината "Алданзолото" рекомендаций по технологии разработки мерзлого массива, песков с использованием способа естественной оттайкй 'позволило поднять производительность добычного комплекса,, снизить энергоёмкость экскавации, уменьшить простои,' в результате чего в 1968 г. поручен-фактический э^йект в сумме 259 тыс.руб. (долєеоє участие - 129 тыс.руб..). -
Апробация работы. Основное содержание работы и- её отдельные положения докладывались и'обсукденк на республиканских конференциях молодых учёных и специалистов (Якутск; 1982, 1984, 1985), на .техсоветах при главном инженере комбината "Алданзолото" (Алдан, 1985, 1989), на Всесоюзном семинаре "Проблемы и перспективы развития горного дела на Северо-Востоке СССР" (Якутск, 1990), на расширенном семинаре лаборатории геокриологического прогноза Института мерзлотоведения СО РАН (Якутск, 1991), на семинаре секции открытых гордых работ Учёного совета ЖДС СО РАН (Якутск, 1991).
Публикация. По теме диссертации опубликовано лично соискателем и в соавторстве 8 печатных работ.
' Объем и структура диссертации.. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 93 наименований и содержит 98 страниц машинописного текста, II страниц рисунков, 10 страниц таблиц и 10 страниц приложений с подтверждающими документами о внедрении автором результатов исследований в производстве.