Введение к работе
Актуальность теш. При разработке крутопадающих месторождений за предельными контурами карьеров остаются запасы в бортах и нихе дна карьера. Они могут располагаться в непосредственной близости от контура карьера и выходить в борта и дно карьера. Вовлечение их в разработку имеет большое народнохозяйственное значение и в полной мере отвечает требованиям комплексного освоения недр.
Анализ отечественного и зарубежного опыта освоения месторождений комбинированным способом, практики проектирования технологий выемки запасов за предельный контуром карьера показал, что наибольшие сложности вызывает выежа запасов непосредственно прилегающих к контуру карьера, так называемой переходной или приграничной зоны, поскольку их освоение сопрязено с подработкой больших объемов пород и высокой вероятностью неконтролируемого развития процессов сдвикения.
Реализация имеющихся проектных технических решений по прикон-турной зоне на ряде медноколчеданных месторождений Урала приводит к повышенным потерям и разубохиванию, к консервации значительной части активных запасов в целиках различного назначения. Велика доля затрат по управлению горным давлением по статье "закладка выработанного пространства" (,25/S; в общей себестоимости добычи, что ставит в некоторых случаях под сомнение возможность рентабельной подземной отработки оставшихся запасов при современных ценах на цветные металлы. Причиной такой ситуацій являются недостаточная изученность вопросов управления горным давлением, отсутствие надежных методик расчета параметров систем разработки, что приводит к неоправданно завышенным размерам несущих элементов, прочности закладки.
Цель настоящей работы - повышение эффективности освоения запасов месторождения в прикарьерных зонах подземным способом за счет снижения затрат по управлению горным давлением.
Идея работы состоит в выявлении закономерностей геомеханической обстановки з прикарьерной зоне и использовании их при разработке технологии добычи и обосновании ее параметров.
В процессе исследований резались следующие задачи:
I. Разработка и теоретическое обоснование схем отработки при-контурных зон.
-
Изучение закономерностей геомеханических процессов в прикарьерноы массиве и элементах систем подземной разработки.
-
Обоснование нормативных требований к закладке.
-
Изучение возможности получения дешевых закладочных смесей на основе местных материалов.
-
Экономическая оценка вариантов освоения приконтурных запасов и составление рекомендаций для Сибайского подземного рудника.
Методы исследований. Исследования проводились комплексным методом, включающим анализ и обобщение опыта производства работ в аналогичных условиях, теоретические разработки и эксперименты,технико-экономические расчеты, математическую обработку полученных результатов.
На защиту выносятся следующие основные научные полоаения:
-
междука мерные' целики в борту карьера испытывают косонаправ-ленные нагрузки, которые при инженерных расчетах могут быть найдены суммированием сил от веса столба пород до контура карьера и призмы сползания.
-
Потолочина в донной части карьера находится в условиях сжатия продольными силами, величина которых определяется глубиной карьера, углом наклона бортов карьера, мощностью потолочины и высотой очистного пространства.
-
Твердеющие смеси на основе отходов дробления пород вскрыши известняка и хвостов обогащения с добавлением вяаущего в количестве 3-15% обеспечивают сохранность подрабатываемых бортов карьера и устойчивость конструктивных элементов систем разработки.
Научная новизна:
разработана классификация запасов месторождений при последовательной открыто-подземной отработке;
установлены закономерности нагружения несущих элементов систем разработки с закладкой при производстве работ в приконтурной зоне;
получены эмпирические зависимости напряжений в прикарьерной зоне и несущих элементах в зависиюсти от основных технологических факторов;
выявлена зависимость прочности твердеющей закладки от состава и свойств материалов;
составлены методики расчетов устойчивых размеров рудных междукамерных целиков в бортах и потолочин в донной части карьера.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и
результатов подтверждается:
соблюдение к преемственности в отношении результатов исследований, полученных учеными ранее и проверенных в процессе длительного применения в науке и практике;
надежностью и представительностью исходных данных;
оценкой полученных связей методами математической статистики;
удовлетворительной сходимостью результатов исследований, полученных различными методами.
Практическое значение работы состоит в:
составлений инженерных методик расчета размеров междукамерных целиков в бортах и потолочин в донной части карьера;
оценке местной сырьевой базы с точки зрения использования материалов для приготовления твердеющей закладки;
разработке составов закладочных смесей на основе местных материалов;
разработке рациональных способов выемки запасов приконтур-ных зон на Сибайском месторождении и определении области их применения, обеспечивающих полноту извлечения, устойчивость бортов, изоляцию очистного пространства.
Реализация работы. Полученные результаты исследований нашли применение при составлении проектов отработки конкретных участков Сибайского месторождения.
Методические положения, диссертационной работы, касающиеся расчета параметров целикоз и потолочин, подбора составов используются при подготовке инженеров горного профиля.
Реализация рекомендаций по уточнению параметров систем разработки по условиям горного давления базового проектного варианта на Сибайском месторождении позволяет получить экономический эффект в период отработки прикарьерных запасов в сумме 48 илн.руб в ценах 1998 г.
Апробация работы. Диссертационная работа и ее отдельные разделы доложены на Межгосударственной научно-технической конференции "Проблемы развития металлургии Урала'на рубеже XXI века" ^.Магнитогорск, 19%), Международной научно-технической конференции "Экологические проблемы промышленных зон Урала" ^.Магнитогорск, 1997), на научно-технических совещаниях АО"Башкирский медно-серный комбинат" и научных семинарах Магнитогорской горно-металлургической академии (.1995-1998;.
- б -
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 171 стр. машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников из 144 наименований. Включает 41 табл.,40 рис.
