Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важнейших задач, стоящих перед горнорудной промышленностью, является обеспечение роста добычи цветных металлов при одновременном улучшении количественных и качественных показателей разработки полезных ископаемых. Эта проблема особенно актуальна для предприятии цветной металлургии, разрабатывающих маломощные крутопадающие месторождения, долевое участие которых в общем балансе добычи металлов составляет 35—40%. На многих месторождениях, в связи с завершением отработки руд в наиболее благоприятных условиях и увеличением глубины горных работ, в эксплуатацию вовлекаются участки месторождений со сложными условиями разработки. В этих условиях применение распространенных при разработке крутопадающих жильных месторождений вариантов системы с магазинированием руды сопровождается снижением производительности труда, возрастанием потерь и особенно вторичного разубоживания руды, которое за счет отслоений боковых пород достигает до 25—30%. Возникает необходимость перехода на дорогостоящие варианты системы с закладкой выработанного пространства. Но переход на системы с твердеющей закладкой сдерживается стоимостью и дефицитностью материалов, а сухая закладка нетех-нологичиа.
Поэтому разработка технологических решений, обеспечивающих высокую полноту и качество извлечения руды из недр, в условиях усложнения горнотехнических условий отработки,— важная и актуальная задача.
Диссертационная работа является частью научно-исследовательских работ, выполненных по приказу № 281 МЦМ СССР от 12 июня 1986 года «Разработка и внедрение эффективной технологии очистных работ на рудниках Садонского свннцово-цинкового комбината».
Цель работы: Разработка способов снижения разубоживания руды при отработке маломощных крутопадающих жил на основе использования свойств геоматериалов, направленной нн-
тенсифнкации и комбинирования производственных процессов очистной выемки.
Идея работы состоит в использовании механизма взаимодействия рудовмещающих массивов и разрушенных геоматериалов во времени для уменьшения разубоживанпя руды.
Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий: анализ и обобщение ранее выполненных исследований, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях. Обработка и анализ экспериментальных данных производилась методами математической статистики с реализацией, на ЭВМ.
Научные положения, защищаемые в работе:
устойчивость вмещающих пород при техногенном вмешательстве достигается путем оптимизации соотношения сыпучих и поддерживающих свойств руды на основе геомеханической сбалансированности системы, включающей нетронутый, нарушенный массивы и замагазинированную руду, описываемой условием: силы, способствующие перемещению руды при ее выпуске из блока, должны быть не менее сил, препятствующих этим перемещениям, а те, в свою очередь, должны быть не менее величины главных составляющих естественного поля напряжений в массиве;
сыпучие и поддерживающие свойства отбитой руды в магазине определяются разрыхленностью материалов, адекватно коррелируют с конструктивными параметрами блока по его длине и высоте, и описываются полиномиальными уравнениями регрессии;
интенсивная технология разработки, включающая отбойку руды на подэтажах отдельными секциями от одного фланга блока к другому с опережением нижележащих вышележащими подэтажами, магазинирование руды и ее выпуск, является средством управления состоянием вмещающего массива.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с результатами опытно-промышленных работ при надежности не менее 90% и практической реализацией разработок.
Научная новизна работы:
— установленная возможность управления устойчивостью
вмещающих пород при очистной выемке маломощных круто
падающих жил регулированием напряжений в геомеханической
системе с помощью параметров технологии разработки, отли
чающаяся предотвращением критических напряжении в масси
ве управляемым перемещением замагазииироваиной руды;
выявленные зависимости сыпучих и поддерживающих свойств замагазинированной руды от конструктивных параметров блока отличаются тем, что учитывают нарастающее уплотнение руды с увеличением высоты блока;
разработанная интенсивная технология очистной выемки маломощных крутопадающих жил отличается тем, что отбойку нижележащего подэтажа при отработке блока ведут под замагазинированной рудой вышележащего подэтажа па последовательно создаваемое взрыванием снизу вверх вееров скважин подкоисольное пространство, границу которого формируют под углом естественного откоса отбитой руды.
Научная новизна работы подтверждается двумя авторскими свидетельствами СССР.
Значение работы. Научное значение работы состоит в том, что:
установленные закономерности поведения скальных массивов при техногенном вмешательстве позволили обосновать условие геомеханической сбалансированности массива и разработать методику определения давления отбитой руды на бока и основание выработанного пространства с учетом нарастания уплотнения замагазинированной руды с увеличением конструктивных параметров блока;
выявленные зависимости сыпучих и поддерживающих свойств замагазинированной руды от ширины очистного пространства, высоты и угла наклона магазина позволили разработать новые принципы технологического управления устойчивостью вмещающих пород и создать методики расчета оптимальных параметров подэтажей, взрывной отбойки и конструкции днища блока;
разработанная технология очистной выемки маломощных крутопадающих жил позволяет управлять состоянием рудовме-щающего массива путем отработки блоков с нисходящим порядком отбойки и магазшшрования руды и повышения интенсивности очистных работ.
Практическое значение работы состоит в разработке и внедрении новых комбинированных вариантов систем (а. с. СССР №№ 1162977, 1446308), предназначенных для отработки маломощных крутопадающих рудных тел, позволяющих снизить потери и разубоживание руды, повысить производительность работ.
Результаты работы могут быть использованы научно-исследовательскими и проектными организациями, рудниками для разработки маломощных крутопадающих месторождений.
Реализация работы. Результаты исследований использованы при проектировании отработки Холстинского ниже 5-го горизонта и Октябрьского месторождений Садонского свинцово-цинкового комбината.
Методики определения параметров подэтажей, взрывной отбойки и конструкции днища блока внедрены в учебный процесс и используются в курсе «Процессы подземных горных работ». Методы управления устойчивостью вмещающих пород при очистной выемке маломощных крутопадающих жил внедрены на рудниках Садонского СЦК с экономическим эффектом 196 тыс. руб. в цепах 1990 года.
Абробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Всесоюзной НТК «Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений» (Москва, 1985 г.), Всесоюзной НТК «Комплексное освоение месторождений и извлечение полезных ископаемых» (Москва, 1985 г.), НТС «Научно-технический прогресс на горных предприятиях цветной металлургии» (Каджаран, 1986 г.), республиканской НТК молодых ученых и специалистов (Орджоникидзе, 1986 г.), Всесоюзном НТС «Минерально-сырьевые ресурсы и комплексное их освоение» (Сарапул, 1989 г.), совместном заседании горной секции НТС Главалмаззолота СССР и горно-обогатительной секции НТС Минцветмета СССР по вопросу «Основные направления повышения эффективности разработки маломощных месторождений руд цветных и драгоценных металлов» (Солнечный, 1989 г.), НМС ВУЗов Северо-Кавказского региона (Владикавказ, 1990 г.) НТС института «ВНИИцветмет» (Усть-Каменогорск, 1985 г.), НТС Садонского СЦК и ежегодных НТ1< СКГМИ (Владикавказ, 1984—1993 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ и получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 129 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, 18 таблиц, список литературы из 88 наименований и 9 приложений.
Автор благодарит д. т. н., проф. Голика В. И., д. т. н., проф. Липового А. И., д. т. н. проф. Климова Б. Г.Г за постоянное внимание и ценные советы, а также сотрудников кафедры «Технология разработки месторождений» и Садонского СЦК за содействие при выполнении диссертационной работы.
