Введение к работе
Актуальность работы. Постоянное выбытие производственных мощностей на месторождениях с наиболее благоприятными условиями для открытой разработки вынуждает осваивать новые месторождения или участки с худшими и более сложными гор-ногеологическими условиями Залегания пластов полезных ископаемых. При этом требуется тщательный расчбт экономической целесообразности эксплуатации месторождения. В нашей стране традиционно осваивались и разрабатывались уникальные и крупнейший месторождения, требующие огромных капиталовложений н усилий в масштабах государства. Изменившаяся экономическая ситуация привела к пересмотру прежних взглядов и первостепенной задачей сегодняшнего дня становится освоение небольших месторождений, в : том числе сложносгруктурных, к которым относится большая группа месторождений карбонатного сырья, фосфоритов, угля, глин. Универсальный закон Пкпфа и обобщение фагегичёских данных на основе законов статистики свидетельствует, что чем меньше по размерам месторождение, тем чаще оно встречается к наоборот. Разработка небольших залежей обладает рядом ароимуцэств: уменьшаются сроки освоения, требуются незначительные капиталовложения, сокращаются транспортные расходы на доставку готовой продукции к сот- . ребителям и др.
Рациональное освоение недр, новктание эффективности горно
го производства становится все более актуальней проблемой в'
условиях рыночной экономики и высокой арендной платы за земля.
В этой связи большой интерес вызывает как совершенствование s«e-.-"
тодики проектирования карьеров, разрабатывающих сдожноструктур-т
ныа горизонтальные месторождения, так и рапчет индивидуальных
систем разработки с одно- и многократной перевалкой выеитмгаих
пород во внутренние отвалы драглайнами и определение рациональ
ных параметров шагающих экскаваторов, соотзествугаих параметрам
принятой технологии ведения горных работ ка"осваиваеііяс многс-
пластовьос месторождениях. -v ';:-.;-.'
Об'ьек.гом и с с л в: д о в а я и я' являются горизонтальные и пологозалзгающие сложямтруктурные месторождения,'.
сложенные различными по составу, согласно залегающими пластами ' горных пород осадочного происхождения, из которых не менее двух является полезным ископаемым. Пласты полезного ископаемого разделены щ. . ластками вмещающих пород и могут быть как однородными по составу, так и различными. Е качестве гаэнкрбтного примера рассматривается Пикалевское месторождение известняков.
Цель работы- обосновать зфіективность разработки сложноетруктурных горизонтальных месторождений драглайнами и определить раці:ональньіе параметры систем разработки.
Основная идея заключается в создании и научном обосновании технологических схем ведения вскрышных работ для безуглубочных систем разработки, в которых один драглайн отрабатывает максимальное количество устузов вмещающих пород за один проход по фронту работ.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Предложены новые схемы ведения горных работ при отработка дЕух-четырех пластов скального полезного ископаемого. Вскрышные работы ведутся одним-двумя драглайнами, находящейся на рабочем борту карьера и осуществляющими отработку всех вскршкых уступов за один проход по фронту работ. Добычные работы п; :;:эводятся раздельно ка каждом пласте зкскаватораыи-мех-лопзтами. Подготовка скальных пород к выем» осуществляется с кровли верхнего пласта на всю глубину отработки.
-
При .разработке нескольких уступов драглайну приходится отрабатывать забои, подошва которых лежит выше уровня устздовки экскаватора. Для зтого случая определены зависимости изменения объемов недобора и производительности драглайна от разницы в Еысоте мевду'его уровнем стояния и подошвой забоя, а также шириной гаходкя.
' 3. Н; обходимо изменить подход к разработке площадных, мес-тсрождекий: не вписывать ограниченное количество типажных моделей шагающих экскаваторов в разнообразные горногеологические условия, а наоборот, определять рациональные параметры драглайна єну на этапе проектирования карьера, исходя из специфики его эксплуатации. Следует обеспечить возможность изготовления модификаций экскаваторов ка основе каждой базовой модели в широком диапазоне длин,стрел, как основному параметру, определяющему
возможность и границы их применения.
4. Использование экономических критериев - срока окупаемости капиталовложений и чист то приведенного дохода - позволяет наиболее точно определить оптимальный способ вскрытия карьерного поля.
Науч^ as? новизна работы состоит в следующем:
предложен новый подход к проектированию систем разработки сложноструктурных горизонтальных месторождекий, заключающийся в том, что одним драглайном за один проход по фронту работ отрабатывается максимальное количество пропластков вмещающих пород;
обоснованы параметры системы разработки двух-четырех пластов скального полезного ископаемого при минимизации состава вскрышного технологического комплекса;
установлены зависимости по определению объемов недобора и производительности драглайна при разработке им забоя, подошва которого лежит выше уровня установки экскаватора;
разработана методика определения параметров модификаций драглайнов для отраїютки сложноструктурных залежей.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована: широкой информационной базой исследования; применением методов математической статистики, графоаналитического и экономико-математического моделирования; использованием законов формирования рабочей зоны карьера; положительными результатами опытной проверки основных элементов предлагаемой технологии ведения работ.
Практическая ценность результатов, полученных в диссертации, заключается в разработке технологических схем ведения горных работ при отработке нескольких параллельных пластов скального полезного ископаемого, обеспечивающих их одновременную очистную выемку.
Реализация выводов и рекомендаций осуществлена при проектировании систем разработки для карьеров ГО "Глинозем". При этом достигается уменьшение объемов переэкскавации на 45,6 млн. мЗ, сокращается парк драглайнов и расчетный экономический эффект составляет 48,8 млн.руб.(в ценах 1990 года) по сравнению с вариантом псслойной отработки залежи.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные результаты исследований долладьшались на Республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования горных работ и охраны окружающей среды в условиях перехода к рыночной экономике" (г.Новокузнецк, 1962 г), на Международном симпозиуме по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства - секция "Новые технологии полезных ископаемых (открытке горные работы)" г.Санкт-Петербург, 1993 г, на технических совещаниях ПО "Глинозем", на кафедре РМОС и РГП в СШТИ(ТУ), а также используются при чтении курса "Разработка рудных и угольных месторождений" студентам специальности 0905.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 печатных работ.
Структура и обьом работы. Диссертация состоит из введения, четырех глаь и заключения, изложенных на 21?. страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 9 таблиц, приложение и список литература из 86 наименований.