Введение к работе
Актуальность работы. В решении задач, стоящих в настоящее время перед горнодобывающими, предприятиями Российской Федерации при выходе на внутренний и внешний рынки минеральных ресурсов, важное значение имеет обеспечение ритмичной работы рудников, рационального и экономически выгодного использования производственных мощностей. В этом смысле величина и соотношение подготовленных и готовых к выемке запасов' в значительной степени ьлияют на конечные результаты работа предприятия. В практике проектирования и эксплуатации подземных рудников величина и соотношение подготовленных и готовых к выемке запасов зависит от количества выемочных единиц, одновременно находящихся в различных стадиях готовности к выемке - активного Фронта горных работ.
Соотношение количества блоков, находящихся в различных стадиях цикла отработки, является одним из условий формирования Фронта горных работ, обеспечивающего ритмичную и надежную работу рудника в целом. Параметры фронта горных работ оказывают непосредственное влияние на стабильность качества рудопото-ка и возможность управления им в случае резких колебаний содержания полезных компонентов в рудном теле, что особенно характерно для месторождений руд редких и цветных металлов. Сокращение количества блоков, находящихся в одновременной работе может вызвать нарушение ритмичной работы рудника и невыполнение запланированных объемов добычи, а необоснованно растянутый на нескольких этажах фронт горных работ влечет за собой нерациональное использование ресурсов, увеличение расходов за счет дополнительных затрат на поддержание горных выработок и снижение интенсивности отработки месторождения.
В этой связи совершенствование методики определения величины подготовленных и готовых к выемке запасов руды на основе оценки параметров развития активного фронта горных работ на подземном руднике актуально и мокет способствовать повышению эффективности разработки месторождения.
Целью работы является совершенствование .методики обоснования подготовленных и готовых к выемке запасов руды с учетом
стохастического характера параметров активного фронта горных работ и ограничений на его развитие.
Идея работы заключается в использовании зависимостей, определяющих параметры рационального и согласованного развития горных работ по стабильному извлечению запасов руды в необходимом количестве и качестве при обосновании подготовленности запасов к выемке на основе управления Фронтом горных работ .
Методы исследований: анализ теоретических работ, нормативно-методической базы расчета параметров фронта горных работ и фактических данных практики разработки руд редких и цветных металлов, методы теории вероятностей, надежности и математической статистики, экономико-математическое моделирование.
Научные положения, защищаемые в диссертации:
пределы изменения фронта горных работ должны определяться в зависимости от совмещения стадий отработки блока. Это позволяет обосновать подготовленные и готовые к выемке запасы с учетом стабилизации качества рудной массы:
резервирование подготовленных запасов с заданным уровнем надежности необходимо осуществлять с учетом изменчивости и достоверности параметров, определяющих время отработки блока;
закономерности, характеризующие развитие Фронта горных работ, позволяет оценить степень использования горных возможностей месторождения при расчете обеспеченности рудника подготовленными и готовыми к выемке запасами.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установленные зависимости активного фронта горных работ от длительности совмещения стадий цикла отработки позволяют определять пределы технически возможного изменения его величины и диапазон варьирования качества горной массы, что дает возможность стабилизировать качество рудопотока в процессе развития фронта горных работ;
установлены закономерности развития фронта горных работ, отличающиеся тем. что в них учитываются влияние порядка и последовательности отработки месторождения в пределах шахтного поля в зависимости от длительности совмещения периодов цикла отработки на смежных этажах и количества этажей, вовлекаемых в одновременную отработку. Зависимости характеризует использование горных возможностей месторождения и устанавливает максимальную для данных условий величину фронта горных работ;
установлены зависимости величины активного фронта горных работ от изменчивости и достоверности исходных параметров, определяющих длительность цикла отработки, и позволяющие оценить целесообразность создания резерва выемочных единиц с заданным уровнем надежности.
Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в диссертации, обоснована:
использованием фундаментальных теоретических основ анализа и оценки развития горных работ при подземной разработке рудных месторождений;
использованием представительных статистических данных при практической реализации предлагаемой методики;
результатами проектной проработки рекомендаций и внедрением их в практику работы рудников АО "Севредмет";
удовлетворительной сходимостью расчетных значений параметров с практическими результатами эксплуатации.
Научное значение работы состоит в том, что: установленные зависимости величины активного фронта горных работ от длительности цикла отработки выемочной единицы, определяемой возможностью совмещения периодов цикла отработки, позволяют варьировать величиной фронта горных работ и рассматривать его как элемент системы стабилизации качества руды, формирующий начальный уровень колебаний содержания полезного компонента в рудопотоке.
Закономерности развития активного фронта горных работ позволяют оценить максимальные возможности развития фронта горных работ с учетом конкретных горно-геологических особенностей.
Практическая ценность заключается в разработке методических рекомендаций, моделей и прикладных программных продуктов, которые' повысят достоверность принятия решений при проектировании и планировании горных работ.
Реализация результатов работы. Методические положения использованы институтом Тиредмет" в технологическом регламенте на проектирование системы разработки длинными столбами по простиранию с закладкой на руднике "Умбозеро", а также при определении нормативов обеспеченности подготовленными запасами на рудниках АО "Севредмет".
Апробация. Основные положения диссертации докладывались на семинарах горной секции Ученого совета Горного института КНЦ
РАН, на научно-технических советах Ловозерского ГОКа, на Всесоюзной конференции "Проблемы комплексного использования природных ресурсов Кольского полуострова"(г. Апатиты, 1989).
Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь статей.
Структура н объеи работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 142 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков. 16 таблиц и список использованной литературы из 84 наименований.