Введение к работе
Актуальность работы. В мировой практике системы разработки месторождений алмазоносных кимберлитов как при открытом, так и при подземном способах, основываются на применении скважинной отбойки, параметры которой аналогичны таковым для любых рудников, имеющих сходные горно-геологические условия и технологию добычи, и чаще всего совершенно не учитывают факт наличия в руде кристаллосырья. В этих условиях в зонах ближнего действия взрывов неизбежно разрушается несколько первых процентов от общего количества первоначально содержащихся в руде алмазов.
Переход с открытого на подземный способ разработки на некоторых кимберлитовых трубках Якутии поставил, в связи с отсутствием в стране соответствующего опыта работы и наличием целого ряда уникальных горно-геологических условий, вопрос создания идеологии разрешения комплексов технологических проблем, в том числе проблемы выбора способа разрушения рудного массива, обеспечивающего как достаточно высокую производительность отработки месторожденийj так и низкие значения потерь природного качества кристаллосырья.
Рекомендуемые в.этой связи системы разработки со слоевой выемкой и закладкой характеризуются относительно невысокой производительностью и большими затратами, а также примерной, в традиционном понимании", равноценностью применения буровзрывного и некоторых альтернативных ему, способов дезинтеграции рудного массива. В данной ситуации учет стоимости потерянного, вследствие разрушения, качества кристаллосырья, способен решающим образом повлиять на выбор способа и параметров отбойки, а следовательно, и на всю технологию разработки.
Таким образом, изыскание эффективных способов разрушения кимберлитов в учетом фактора потерь природного качества кристаллосырья (или фактора сохранности кристаллосырья) - один из ключевых моментов в решении комплекса задач по оптимизации технологии разработки коренных месторождений алмазов. Поэтому научная задача выявления таких способов и создания соответствующих методик несомненно является актуальной.
Цель работы. Обоснование эффективности применения взрывного и механических способов разрушения кимберлитов для условий подземной разработки алмазоносных месторождений Якутии.
Основная идея работы заключается в учете фактора изменения природного качества- кристаллосырья при различных способах ' разрушения кимберлитов для выбора эффективных технологий разработки алмазоносных месторождений.'
Методы исследований, использованные в работе, включают в себя: анализ и обобщение результатов ранее выполненных работ по тематике повреждаемости кристаллосырья,. опыта разрушения кристаллосодержащих сред и механического разрушения руд; анализ объекта исследований; теоретические и экспериментальные исследования процессов и механизма разрушения кристаллосодер-жащей среды под действием взрывных, ударных и квазистатических нагрузок; расчёты на ЭШ; технико-экономический анализ.
Научная новизна работы:
аналитически и экспериментально обоснован механизм разрушения кристаллов при взрывной и механической отбойке кристаллосодержащих пород;
разработана и обоснована методика выбора наиболее эффективного способа разрушения кимберлитов при их очистной выемке на основе выявленных закономерностей потерь природного качества кристаллосырья при отбойке.
Научные положения, выносимые на защиту:
в условиях динамического нагружёния кристаллосодержащих твердых сред разрушение кристаллов происходит в результате. прорастания в них трещин, зародившихся в среде под действием волн напряжений;
по мере увеличения ценности алмазосодержащих руд возникает необходимость отказа от буровзрывного способа отбойки
и перехода к механическим способам разрушения. Условия перехода от одного способа разрушения к другому определяются экономическими расчётами, в основу которых положены закономерности изменения потерь природного качества кристаллосырья.
Достоверность научных положений и выводов подтверждается обоснованностью допущений, принятых в теоретических исследованиях и соответствием аналитических построений', расчётных показателей и зависимостей данным, полученным в результате лабораторных экспериментов, данным других исследователей и данным практики.
Практическая ценность работы заключается в установлении зависимостей потерь природного качества кристаллосырья при взрывном и динамическом нагружении массива от параметров такого нагружения, прочности и ценности руды; разработке методик определения эффективных схем применения рассматриваемых способов отбойки и эффекта от внедрения таких схем; проведении по данным методикам необходимых расчётов для,условий подземной разработки месторождения "Интернациональное"; выдаче на этой основе конкретных рекомендаций по технологии подземной разработки коренных месторождений алмазов Якутии.
Реализация работы. Основные положения работы используются при разработке технологии выемки алмазоносных месторождений Якутии подземным способом на стадии проектных решений, а также при проектных разработках подземного варианта выемки Архангельской группы месторождений алмазов.
Апробация работы. Диссертационная работа в целом и отдельные ее этапы докладывались на П школвтсеминаре молодых ученых (Алма-Ата, 1991г.) и на научных семинарах лаборатории подземной разработки рудных месторождений ИПКОН РАН.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 3 печатные работы.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 193 страницы машинописного текста, 45 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 93 наименований.
