Введение к работе
Актуальность работы. Машиностроение, приборостроение, электротехника, электроника, оборонная промышленность, промышленное и гражданское строительство являются крупными потребителями черных металлов. Продукция черной металлургии полностью завозилась в республику из различных регионов бывшего СССР. В то же время Армения распологает достаточной сырьевой базой для создания собственной железорудной промышленности и черной металлургии. Здесь расположены два детально разведанных месторождения с утвержденными запасами железных руд, разработка которых может осуществляться открытым способом; имеется также ряд других месторождений и проявлений.
Глубоким качественно-технологическим исследованиям подвергнуты руды месторождений, но вопросам комплексного освоения недр уделено недостаточное внимание. Так, доказано, что руды Разданского месторождения являются прекрасным сырьем для производства (с помощью прямого восстановления) чистого железа самых высоких марок, но каких-либо рекомендаций но утилизации пород вскрыши, хвостов обогащения и отходов металлургического передела до сих пор не давалось.
Следует также отметить, что недостаточно исследованы вопросы оптимизации параметров кондиций и разработки месторождений при комплексном освоении недр, особенно с учетом природоохранных аспектов. Недостаточно исследованы вопросы гсомстризации карьеров при освоении полого-наклонных залежей и с ограниченным распространением рудных тел на глубину. Решение этих вопросов будет способствовать рациональному освоению недр, повышению эффективности горно-металлургического производства. Поэтому актуальность исследований не вызывает сомнений.
Цель работы. Рационализация освоения железорудных месторождений на основе оптимизации параметров карьеров при комплексном использовании основных и попутных полезных ископаемых.
Идея работы заключается в том, что на рациональную полноту извлечения полезного ископаемого из недр, степень комплексного использования руд и отходов горно-металлургического производства наибольшее влияние оказывают ценность последних, кондиции и
главные параметры карьера, в связи с чем решение этих вопросов следует производить с учетом их взаимосвязашгасти.
Основные задачи исследований. Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:
построение оптимизационной целевой функции комплексного освоения недр с учетом природоохранных аспектов;
экономико-математическое обоснование оптимальной годовой производительности карьера с учетом степени комплексного использования отходов горно-металлургического производства;
обоснование стоимостного выражения бортового содержания в зависимости от годовой производительности карьера и степени утилизации отходов производства;
разработка методов геометризации оптимальных конечных контуров карьеров при освоении полого-наклонных залежей, а также крутопадающих рудных тел с ограниченной глубиной оруденення, когда контурный коэффициент вскрыши ниже граничного.
Основные защищаемые положения:
-
Решение всех задач комплексного освоения недр следует осуществлять на основе единой целевой функции, представляющей собой максимизацию алгебраичекой суммы эффектов основного, побочного производств и ущерба, наносимого окружающей среде.
-
На величину оптимальной годовой производительности горного предприятия оказывают влияние степень комплексного освоения недр и размер дифференциальной ренты от утилизации отходов производства. При неполной утилизации отходов с повышением годовой дифференциальной рейты от реализации побочной продукции оптимальная годовая производительность снижается.
-
При прочих равных условиях бортовое содержание тем ниже, чем выше степень утилизации горно-металлургического производства. При фиксированном объеме ушлизируемых отходов в единицу времени и оптимальной годовой производительности карьера стоимостное выражение бортового содержания уменьшается на половину сверхнормативной прибыли от утилизации отходов производства.
-
При оіраниченпом распространении промышленного оруденення на глубину геометрические параметры дна карьера в погашении
іедует сокращать, причем тем больше, чем ниже ценность полезного сконаемого.
5. Нижние бровки погашаемых уступов в лежачем боку полого-аклошгах залежей целесообразно располагать в пустых подстила-щих породах, причем их удаление от промышленного контура рудого тела должно быть тем больше, чем выше ценность руды и ниже т>л падения рудного тела.
Научная новизна работы:
-
Доказано, что при комплексном освоении педр оптимальная щовая производительность достигает максимальных значений при мной утилизации отходов горно-металлургического производства, а шшмальпых - при неполной утилизации и высоких значениях годо-)й дифференциальной ренты от использования отходов.
-
Впервые установлена зависимость бортового содержания иолез-эго компонента в руде и граничного коэффициента вскрыши от стеши утилизации отходов горно-металлургического производства.
-
Для тех случаев, когда глубина карьера ограничена глубиной эуденения (контурный коэффициент вскрыши ниже граничного), гервые доказана целесообразность сдвижения погашаемых бортов ірьера в сторону рудного тела и установлена оптимальная величина ;ремешеиия нижней бровки карьера в зависимости от ценности ру-I.
4. При отработке полого-наклонных залежей, установлено опти-
иіьное положение погашаемых уступов в лежачем боку рудного тела
зависимости от ценности полезного ископаемого и угла падения
дного тела.
Методы исследований. При выполнении работы использовались ;тоды научного анализа, систематизации и обобщения, экономико-ітематического моделирования, математического анализа.
Практическое значение работы заключается в обосновании ередности освоения железорудных месторождений Армении, оп-цслении оптимальных параметров разработки месторождения при мплексном использовании отходов производства, обосновании экономической целесообразности угилизации хвостов обогащения в меитиом производстве, рационализации использования минеральных земельных ресурсов.
Достоверность научных положений обеспечивается принятої методолошей исследований и высокой сходимостью научных і практических результатов.
Реализация результатов работы осуществлена принятием е основных положений для целей исследования и проектированы открытой разработки месторождений институтом "Армшшроцветмет' а также выполненными конкретными расчетами по обоснованш оптимальных параметров разработки Разданского жслезорудноп месторождения. Расчетный общий экономический эффект - 2,2 млн руб. (в ценах 1990г). Кроме того, рекомендовано использовать хвості обогащения железных руд Разданского месторождения в качеств сырьевого компонента в производстве цемента с обоснованием состав цементного клинкера, что принято ГТЮ "Армпромстройматериалы' Ожидаемый годовой экономический эффект на Разданском цемзавод -1,9 млн. руб. (в ценах 1990г).
Апробация работы. Основные положения диссертации доле жены на научно-технических конференциях и научных семинарах Государственном инженерном университете Армении и ИГН НАН Р^ проводившихся в 1991-1995гг.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научны статьи.
