Обґрунтування параметрів і режиму комплексної відкрито-підземної розробки рудних родовищ

(40)

, (41)

де С_вп - собівартість руди, що враховує об'єми видобування руди у відкритому, відкрито-підземному і підземному ярусах; К ₁, К ₂, К ₃ - коефіцієнти для приведення собівартості руди відкритого, відкрито-підземного і підземного ярусів до відповідних об'ємів видобування:

(42)

де Р_вп - сумарні запаси відкрито-підземної розробки; - запаси руди у відкритому, відкрито-підземному і підземному ярусах, тоді:

, (43)

за умови і

, (44)

де ,

С_д - допустима собівартість видобування 1 т руди, тоді:

. (45)

Значення n_e при різних співвідношеннях запасів руди, що видобувається відкритим, відкрито-підземним і підземним способами в неробочих бортах і нижче за відмітку дна кар'єру, становить:

; (46)

, (47)

де - собівартість підземного видобування руди за контурами кар'єру і нижче за відмітку дна ВПЯ.

Слід врахувати, що в собівартості руди, окрім усіх основних витрат, необхідно враховувати статті витрат, пов'язані з охороною навколишнього середовища,

, (48)

де С_з - вартість 1 га землі; С_п - збиток від викиду пилу; V_п - об'єм викиду пилу в порівнюваних способах розробки; Q_п - шкода здоров'ю людини й сільськогосподарському виробництву від викиду пилу.

Після визначення орієнтовних меж ярусів за граничним коефіцієнтом розкриття, їх уточнюють за приведеними витратами за основною схемою:

, (49)

де З_в, З_вп, З_п - приведені затрати на відкриту, відкрито-підземну і підземну розробку.

Порівняння витрат здійснюють за формулою:

. (50)

де К_комп, С_комп, К_зал - капітальні й експлуатаційні витрати на компенсуючі запаси і залишкова вартість основних засобів.

Оптимальним моментом оцінки часу різних варіантів є початок проходки відрізної щілини ВПЯ. Розрахунок приведених витрат ведеться за аналітичними залежностями, що передбачають три основні варіанти: I) родовище від самого початку відпрацьовують комплексним відкрито-підземним способом; II) родовище розкрите і частково відпрацьоване кар'єром; ІІІ) кар'єр перебуває у стадії доопрацювання або досяг граничної глибини. Техніко-економічний аналіз варіантів показав, що найбільш ефективним є перший варіант, який передбачає проектування і подальшу комплексну розробку родовища на повну глибину і за всією площею.

При розробці глибокозалягаючих родовищ, які відпрацьовуються відкритим способом, доцільно використовувати методи визначення меж ярусів, засновані на приведенні сумарних запасів порівнюваних варіантів до рівних об'ємів. Для цього використовують кінцеву глибину кар'єру , визначену технічним проектом при порівнянні з підземними роботами. Знаючи, що ВПЯ конкурує за економічними показниками з підземною розробкою, його вводять у проектні контури кар'єру вище граничної відмітки дна в інтервалі 0-100 м і визначають межу ВПЯ за умови рівності:

, (51)

де З_в, З_вп, З_п - відповідно сумарні запаси руди відкритого, підземного і відкрито-підземного способів розробки.

Тоді межу відкрито-підземного ярусу визначають:

, (52)

де - кінцева глибина кар'єру за технічним проектом, установлена за приведеними витратами порівняно з підземними роботами; - ширина ВПЯ за поверхнею; - довжина ВПЯ за дном; - горизонтальна потужність покладу і довжина дна кар'єру.

Графоаналітичний метод полягає у тому (рис. 7), що запаси руди в контурі АВДС виключаються, оскільки у двох порівнюваних варіантах вони однакові. До однакових об'ємів приводять запаси, нижчі за межу СД. Для цього необхідно, щоб площа СДЛК дорівнювала площі СДНМ. Рівняння площ проводимо зміною межі СД. Помноживши відповідні площі на середню величину довжини відпрацьовуваної частини родовища, отримаємо рівність сумарних запасів руд у порівнюваних варіантах, тобто:

, або

.

Рис. 7. Графоаналітичний метод приведення сумарних запасів руд порівнюваних способів поглиблення кар'єру, відкритого та відкрито-підземного, до рівних об'ємів на основі кінцевої проектної глибини кар'єру.

За вищенаведеними аналітичними залежностями встановлено кореляційні зв'язки межі переходу і середньої горизонтальної потужності покладу та її довжини за простяганням (табл. 3). Ці залежності отримано для довжини дна кар'єру 1 км. При збільшенні довжини відпрацьованого покладу техніко-економічні показники відкрито-підземних робіт поліпшуються.

Таблиця 3.

Межа переходу на комплексну відкрито-підземну розробку

Ширина покладу, м	Межа переходу при
50-100
100-150
150-200
200-250

Формули для визначення межі переходу на комплексну відкрито-підземну розробку при збільшенні довжини покладу на кожні 0,5 км запишуться при:

1,0-1,5 ;

1,5-2,0 ;

2,0-2,5 ;

2,5-3,0 .

Для родовищ, що мають обмежене простягання в плані (не більше 0,4 км), оптимальну межу переходу на відкрито-підземну розробку визначають:

, (53)

при цьому, за рахунок крутіших кутів укосів ВПЯ, зменшуються об'єми розкриву на величину:

, (54)

а також зменшується площа гірського відведення під кар'єр:

, (55)

де Д, r - діаметр і радіус рудного тіла обмеженого простягання; б_п - кут погашення неробочого борту кар'єру.

На підставі фактично досягнутої глибини і продуктивності зарубіжних кар'єрів при переході з відкритих на відкрито-підземні роботи отримано кореляційні залежності для визначення оптимальної межі переходу для родовищ з обмеженим простяганням (табл. 4).

Таблиця 4.

Межі переходу на комплексну відкрито-підземну розробку родовищ з обмеженим простяганням

Річна продуктивність кар'єру, млн. т	Залежність для визначення Нп, м
1,6-3,0	Нп = 58,3 Пв + 15,4
3,1-4,0	Нп = 62,4 Пв + 11,8
7,6-10,0	Нп = 25,4 Пв + 48,8

За даними інституту "Центрогипроруда", комплексна розробка тільки Пів-денно-Лебединського родовища дозволяє зменшити на 111,8 млн. м³ скельного розкриву, відповідно скоротити площі земель, що вилучаються під кар'єр і відвали, на 51 і 549 га, й отримати економічний ефект у 52,5 млн. грн. / рік. Ця технологія дозволяє в 2,5-4,0 рази зменшити пилоутворення і запобігти забрудненню водних ресурсів. Приклади використання наукових результатів у гірничорудній промисловості подано на рис. 8.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій зумовлені:

- теоретичними висновками щодо стійкості рудних укосів і відкритих камер значної висоти, перевіреними за методами багатьох авторів, фактичним станом рудних укосів на кар'єрах і прогнозуванням напружено деформованого стану гірського масиву на основі фізико-механічних властивостей, одержаних за кернами глибоких свердловин і з підземних дренажних виробок, а також експериментальними й розрахунковими даними, одержаними на 32 моделях методами фотопружності, кінцевих елементів і моделювання на еквівалентних матеріалах;

- багаторічним досвідом застосування проектними інститутами "Гипроруда", "Центрогипроруда", "Південгіпроруда", "Кривбаспроект", "Гипроцветмет", "ВНИПИгорцветмет" методичних розробок і рекомендацій, розроблених при безпосередній участі автора;

- позитивними результатами практичного застосування розроблених рекомендацій і технологій на кар'єрах Лебединського ГЗК, на кар'єрах "Головний" і "Харитонівський" Салаїрського ГЗК, кар'єрі №1 ЦГЗК і Лавриківському кар'єрі Полтавського ГЗК.

Рис. 8. Проектна (інститути "Південгіпроруда", "Центрогипроруда", "Кривбаспроект") і промислова апробація відкрито-підземної розробки кварцитів на кар'єрах: №1 Центрального ГЗК (а), Лавриківського Полтавського ГЗК (б), Аннівського Північного ГЗК (в) і Південного Лебединського ГЗК (г).

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розв'язано актуальну наукову проблему створення науково-методичних основ проектування комплексної відкрито-підземної розробки рудних родовищ з внутрішнім відвалоутворенням, що враховують напружено-деформований стан єдиного виробленого простору, утвореного відкритими і відкрито-підземними роботами, параметри відкрито-підземного ярусу, оптимальний режим і межі відкритого, підземного й відкрито-підземного способів розробки.

Найбільш істотні наукові та практичні результати дисертації полягають у наступному.

1. Установлено, що розробку крутоспадних та похилих рудних родовищ з глибиною простягання понад 350 м необхідно проводити комплексно відкритим, відкрито-підземним і підземним способами на повну глибину і за всією площею. Раціональний порядок відпрацювання родовища передбачає одночасний початок відкритих і підземних робіт, а при досягненні ділянкою кар'єру оптимальної межі уведення відкрито-підземного ярусу, при цьому розкривні породи і хвости збагачення складують спочатку в підземному виробленому просторі, потім у вироблених просторах ВПЯ і кар'єру. Геомеханічне керування виробленим простором здійснюється технологічними прийомами, заданим режимом відкритих, підземних і відкрито-підземних робіт, а також режимом відсипанням і швидкістю посування внутрішніх відвалів.

2. Уперше розроблено методи розрахунку параметрів відкрито-підземного ярусу на основі геомеханічних та еколого-економічних чинників. Запропонований графоаналітичний метод визначення його граничної глибини з урахуванням стійкості й кута природного скачування відбитої руди, визначених у натурних умовах. При розробці покладів потужністю 10-500 м максимальна глибина ярусу змінюється від 40 до 290 м, а кути стійких укосів - відповідно від 90 до 52°. Установлено, що гранична глибина ВПЯ для покладів потужністю понад 500 м дорівнює 290 м при рівності кутів стійкості та зовнішнього тертя, що дорівнюють 52°. Оптимальна глибина ВПЯ за еколого-економічними чинниками рівна максимальній його глибині, визначеній за умовою стійкості.

3. На основі досліджень напружено-деформованого стану в натурних умовах і використання комплексу методів моделювання встановлено, що найбільш стійкий стан неробочих бортів кар'єру і ВПЯ зберігається при розробці крутоспадних родовищ, при цьому глибина ярусу складає 70-210 м з кутами стійких укосів відповідно 79-60°. Кут неробочого борту ВПЯ з лежачого боку формують таким, щоб він дорівнював куту падіння покладу, з висячого боку - за умови граничної стійкості. Установлено, що з висячого боку відбуваються зрушення ділянок бортів кар'єру і ВПЯ під кутом 102-106°. Для запобігання обваленням у варіантах збільшення кутів вище граничних між неробочими бортами ВПЯ залишають розпірні та підпірні прибортові цілики. Уперше розроблено методику розрахунку параметрів ціликів. Установлено, що при заповненні виробленого простору розкривними породами напружено-деформований стан гірського масиву за контурами ВЯ та ВПЯ зменшується в 1,7-3,4 рази, при цьому для керування стійким станом бортів змінюють напрям відсипання відвалу і його швидкість посування.

4. Теоретично обґрунтовано принципи технологічної взаємоув'язки режимів відкритих, підземних, відкрито-підземних робіт і внутрішнього відвалоутворення на одному родовищі. Розроблено методику визначення оптимального режиму відпрацювання ВПЯ, що включає аналітичні залежності за визначенням його можливої та оптимальної продуктивності у варіантах діючого й відпрацьованого кар'єрів. Установлено, що на продуктивність ВПЯ в першому варіанті переважно впливає горизонтальна швидкість посування і кут робочого борту кар'єру. При його збільшенні з 10-12° до 22-25° продуктивність ВПЯ зростає на 8-14 %. У варіанті відпрацьованого кар'єру, з метою інтенсифікації відпрацювання підкар'єрних запасів руди, фронт робіт ярусу доцільно розвивати від центру дна кар'єру до торців покладу, що апробовано у промислових умовах кар'єру "Головний" Салаїрського ГЗК.

5. Розроблено графоаналітичний метод визначення технологічної можливості внутрішнього відвалоутворення у виробленому просторі кар'єру та ВПЯ на основі взаємозв'язку довжини покладу, довжини дна кар'єру й параметрів розвалу відбитої руди у межах ВПЯ. Розроблено методику визначення оптимальних параметрів внутрішнього відвалу при різних стадіях відпрацювання кар'єру; складено економіко-математичну модель визначення його економічної ефективності з урахуванням екологічних чинників. Установлено, що при зміні ширини покладу від 50 до 500 і відповідно глибини ВПЯ від 80 до 180 м довжина дна кар'єру за умовою відвалоутворення складає 215-600 м. При довжині дна, меншій від 215 м, внутрішнє відвалоутворення можливе тільки при досягненні кар'єром оптимальної глибини й повного відпрацювання ВПЯ. Розроблено на рівні винаходів нові технологічні схеми відвалоутворення, апробовані в промислових умовах.

6. Уперше на основі результатів дослідження напружено-деформованого стану та стійкості неробочих бортів кар'єру складної форми розроблено методики визначення головних параметрів кар'єру і ВПЯ та виявлено економічні й екологічні критерії ефективності комплексної розробки крутоспадних родовищ за схемою ВЯ-ВПЯ-ПЯ. При досягненні кар'єром оптимальної глибини та подальшому поглибленні його відкритим і відкрито-підземним способами при однакових запасах, що розробляються, глибина кар'єру при відкрито-підземній розробці збільшується на 51-83 м, а площа відпрацювання й розміри кар'єру в плані зменшуються відповідно на 18-35 га і за поверхнею на 37-226 м при зміні глибини кар'єру від 225 до 450 м.

7. Розроблено науково-методичні основи визначення меж відкритого, від-крито-підземного й підземного способів при комплексному освоєнні родовищ з урахуванням еколого-економічних показників і охорони надр. Для оптимізації меж на передпроектному рівні запропоновано комплексний коефіцієнт розкриття, який враховує співвідношення запасів руди та собівартості її видобування відкритим, підземним і відкрито-підземним способами у неробочих бортах нижче за дно і за контурами кар'єру.

8. Апробацію комплексної відкрито-підземної розробки здійснено рядом проектних організацій: "Центрогипроруда", "Гипроруда", "Південгіпроруда", "Кривбаспроект", "ВНИПИгорцветмет", проектним відділом Салаїрського ГЗК, гірничим департаментом Лаосу. Економічний ефект при комплексній розробці Південно-Лебединського, Приоскольського та Аннівського родовищ склав відповідно 52,5; 133,4 і 21,8 млн. грн. Промислову та проектну апробацію запропонованої технології реалізовано на кар'єрах "Лавриківський" ПГЗК і №1 ЦГЗК.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У НАСТУПНИХ ПРАЦЯХ

1. Черных А.Д., Гушко П.И. Комплексная открыто-подземная разработка железорудных месторождений. - К.: Техника, 1990. - 314 с.

2. Черных А.Д., Брюховецкий О.С., Логинский А.П. Доработка руд за контурами карьеров с закладкой выработанного пространства // ВИНИТИ АН СССР, - М., 1987. - Т. 43: Итоги науки и техники. - 126 с.

3. Черных А.Д., Маевский А.М., Гордин Д.В. Параметры комплексной разработки рудных месторождений. - Днепропетровск: Сич, 1993. - 318 с.

4. Черных А.Д., Балашов В.В. Комплексная открыто-подземная разработка рудных месторождений системами с обрушением // ВИНИТИ АН СССР. - М., 1988. - Т. 47: Итоги науки и техники. - 192 с.

5. Терентьев В.И., Черных А.Д. Комплексная открыто-подземная разработка прибортовых и подкарьерных запасов рудных месторождений. - М.: ИПКОН АН СССР, 1988. - 244 с.

6. Комплексная разработка рудных месторождений / Черных А.Д., Колосов В.А., Брюховецкий О.С., Галецкий Л.С., Гожик П.Ф., Щелканов В.А., Ошмянский И.Б., Демидов Ю.В., Андреев Б.Н., Сазонов В.А., Секисов А.Г., Сахновский В.Л. / Под ред. Черных А.Д. - К.: Техника, 2005. - 376 с.

7. Комплексный трехъярусный открыто-подземный способ разработки мощных рудных месторождений (методические указания) / Агошков М.И., Терентьев В.И., Черных А.Д. - М.: ИПКОН АН СССР, 1985. - 47 с.

8. Рекомендации по открыто-подземной разработке прибортовых запасов руд на карьерах Кривбасса / Терентьев В.И., Щелканов В.А., Черных А.Д., Юхименко В.Д. - Кривой Рог: НИГРИ, 1988. - 30 с.

9. Черных А.Д. Определение основных параметров комплексной открыто-подземной разработки рудных месторождений. - К.: ИГН НАНУ, 1988. - 54 с.

10. Черных А.Д., Брюховецкий О.С. Эффективность открыто-подземной разработки месторождений полезных ископаемых. - М.: ЦНИИцветмет, 1988. - 52 с.

11. Chernykh А. D. Основные технологические принципы комплексной разработки месторождений полезных ископаемых // Second World congress on non-metallic minerals. - Pekin, China, 1989. - P. 134-142.

12. Черных А.Д., Дмитриенко А.И., Дудниченко Л.И., Бондаренко Л.П., Харитонов Э. В., Козырь Н.И. Комплексная открыто-подземная разработка железистых кварцитов месторождений ЦГОКа // Горный журнал. - 2001. - № 4. - С. 6-11.

13. Черных А.Д. Комплексная разработка рудных месторождений - основной путь эффективного освоения минеральных ресурсов // Сучасні економічні можливості розвитку та реалізації мінерально-сировинної бази України і Росії в умовах глобалізації ринку мінеральної сировини: Зб. наук. пр.. ІГН НАН України. - К., 2005. - С. 286-288.

14. Черных А.Д. Подземная отработка руд под дном карьеров системой подэтажного обрушения // Горный журнал. - 1986. - № 2. - С. 57-60.

15. Черных А.Д., Гушко П.И., Юхименко В.Д. Определение комплексного коэффициента вскрыши при открыто-подземной разработке // Основные направления развития комплексного открыто-подземного способа разработки. - М.: ИПКОН АН СССР, 1988. - С. 127-136.

16. Черных А.Д., Брюховецкий О.С. Способы разработки глубоких горизонтов карьеров с опережающим формированием распорных призм // Повышение эффективности комплексного открыто-подземного способа разработки месторождений. - М.: ИПКОН АН СССР, 1988. - С. 146-150.

17. Черных А.Д. Классификация способов открыто-подземной разработки месторождений по направлению и времени выемки полезных ископаемых // Комплексная переработка железных руд КМА. Труды ВЗПИ. - Белгород, 1982. - С. 142-145.

18. Черных А.Д. Подземная разработка медных залежей за контурами карьеров // Горный журнал. - 1989. - № 5. - С. 55-57.

19. Черных А.Д., Пхичит Симон. Особенности открыто-подземной разработки оловорудных месторождений Лаоса // Разработка рудных месторождений: Межресп. сб. трудов. - К.: Техника, 1990. - С. 85-90.

20. Черных А.Д.. Эколого-экономическая эффективность комплексной открыто-подземной разработки рудных месторождений // Юбил. сб. наручных трудов. - Кривой Рог: КТУ, 2007. - С. 26-29.

21. Черных А.Д., Гушко П.И., Юхименко В.Д. К вопросу открыто-подземной разработки рудных месторождений КМА и Кривбасса// Теория и практика разработки месторождений. - Кривой Рог, 1985. - С. 26-29.

22. Черных А.Д., Пхичит Симон. Способы открыто-подземной разработки оловорудных месторождений Лаоса // Разработка рудных месторождений: Межресп. сб. трудов. - К.: Техника, 1989. - С. 41-44.

23. Черных А.Д., Кучер В.М. Кривенко Ю.Ю. Определение параметров междукамерных целиков при открыто-подземной разработке рудных залежей // Разработка рудных месторождений: Межреспубл. сб. трудов. - К.: Техника, 1991. - С. 14-18.

24. Черных А.Д., Кучер В.М., Пхичит Симон. Методика определения границы перехода на открыто-подземную разработку рудных залежей с ограниченным простиранием // Открытая и подземная разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: НИГРИ, 1989. - С. 86-89.

25. Котельников В.М., Черных А.Д., Щавинский Г.В. Целесообразность доработки и комплексного использования богатых руд, залегающих вне контуров Лебединского карьера // Комплексное использование минерального сырья. - 1984. - № 12. - С. 12-15.

26. Черных А.Д., Гушко П.И. Методика определения параметров открыто-подземной доработки прибортовых запасов руд на карьерах // Разработка рудных месторождений: Межреспубл. сб. трудов. - К.: Техника, 1988. - С. 24-28.

27. Черных А.Д., Гушко П.И., Юхименко В.Д. Вскрытие и транспорт при открыто-подземном способе разработки рудных месторождений СевГОКа // Перспективная технология открытой разработки рудных месторождений. - Кривой Рог: НИГРИ, 1987. - С. 26-30.

28. Черных А.Д., Юхименко В.Д. Применение систем с подэтажным обрушением для доработки руд под дном карьера // Перспективная техн. подземной разработки железных руд. - Кривой Рог: НИГРИ, 1986. - С. 46-49.

29. Терентьев В.И., Черных А.Д. Внутреннее отвалообразование при доработке подкарьерных запасов руд системами с подэтажным обрушением // Труды ВЗПИ. - Губкин, 1984. - С. 85-89.

30. Куликов В.В. Черных А.Д. О возможности применения карьерной техники в шахтных условиях при открыто-подземной разработке руд // Труды ВЗПИ. - Губкин, 1982. - С. 50-53.

31. Галецкий Л.С., Черных А.Д. Комплексная открыто-подземная разработка железорудных месторождений Кривбасса // Материалы VII Международной конференции "Наука, техника, технология в современных условиях". - Славское, 2007. - С. 32-37.

32. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1461930, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4290008; Заявл. 27.07.87; Опубл. 28.02.89, Бюл. №8. - 4 с: ил.

33. Способ доработки полезных ископаемых в бортах карьера. А. с. СССР 1469135, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4290434; Заявл. 27.07.87; Опубл. 30.03.89, Бюл. №12. - 4 с: ил.

34. Способ отбойки блоков при разработке месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1668665, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4628297; Заявл. 29.12.88; Опубл. 07.08.91, Бюл. №29. - 4 с: ил.

35. Способ доработки подкарьерных запасов руд. А. с. СССР 1478733, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4205742; Заявл. 04.03.87; Опубл. 28.02.87, Бюл. №28. - 4 с: ил.

36. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1439240, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4159636; Заявл. 11.12.86; Опубл. 23.11.88, Бюл. №43. - 4 с: ил.

37. Способ разработки месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1305347, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №3951869; Заявл. 26.07.85; Опубл. 23.04.87, Бюл. №15. - 4 с: ил.

38. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1420160, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4155-9369; Заявл. 10.12.86; Опубл. 30.08.88, Бюл. №32. - 4 с: ил.

39. Способ доработки руд в бортах карьера. А. с. СССР 1420159, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4146031; Заявл. 13.11.86; Опубл. 30.08.88, Бюл. №32. - 4 с: ил.

40. Способ комбинированной разработки м-ий полезных ископаемых. А. с. СССР 1314061, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4014434; Заявл. 28.01.86; Опубл. 30.05.87, Бюл. №20. - 4 с: ил.

42. Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых. А. с. СССР 1314060, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4014440; Заявл. 28.01.86; Опубл. 30.05.87, Бюл. №20. - 4 с: ил.

43. Способ доработки руд в бортах карьера. А. с. СССР 1420159, Е 21С 41/02/ Черных А.Д. - №4146031; Заявл. 13.11.86; Опубл. 30.08.88, Бюл. №32. - 4 с: ил.

44. Комплексная открыто-подземная разработка месторождений полезных ископаемых: Свидетельство Украины ПА № 3685 на государственную регистрацию прав авторов на труд / Черных А.Д., Мовчан В.П., Дмитриенко А.И., Оселедько В.А., Дудниченко Л.И., Харитонов Э.В. Опубл. 19.12.2000. - 56 с.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві, полягає у розробці:

[4, 5, 6] - методичних основ визначення параметрів відкрито-підземного ярусу;

[32-43] - нових способів комплексної відкрито-підземної розробки;

[4, 6, 30, 26] - методичних основ визначення оптимальних меж відкритого, відкрито-підземного і підземного ярусів при комплексній розробці крутоспадних родовищ;

[3, 17] - класифікації способів відкрито-підземної розробки за часом і напрямом відпрацювання родовищ;

[28, 29, 23] - технологічних принципів закладення вироблених просторів розкривними породами кар'єрів і нових способів внутрішнього відвалоутворення;

[4, 6] - еколого-економічних критеріїв ефективності комплексної розробки рудних родовищ;

[1, 2, 3, 7] - у формулюванні понять і дослідженні режиму відкритих, відкрито-підземних і підземних робіт, що створюють взаємопов'язаний технологічний комплекс.

АНОТАЦІЯ

Черних О.Д. Обґрунтування параметрів i режиму комплексної від-крито-підземної розробки рудних родовищ. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - підземна розробка родовищ корисних копалин. - Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертація присвячена розв'язанню наукової проблеми комплексної відкрито-підземної розробки рудних родовищ, створенню наукових основ оптимального режиму і параметрів відкритих, відкрито-підземних і підземних робіт, що створюють єдиний взаємопов'язаний технологічний комплекс при відпрацюванні родовищ на повну глибину і за всією площею.

У дисертації розроблено нові принципи поєднання відкритих і підземних робіт з утворенням взаємопов'язаного технологічного комплексу та єдиного виробленого простору, підтверджені 11 винаходами.

Розроблено методологію визначення параметрів відкрито-підземного ярусу, у т. ч. графоаналітичний метод визначення його граничної глибини й аналітичні методи оптимізації параметрів на основі експериментальних і промислових даних.

Створено методологію визначення оптимальних меж відкритого, підземного і відкрито-підземного способів, що створюють взаємопов'язаний технологічний комплекс при розробці родовищ на економічно раціональну глибину і за всією площею на основі еколого-економічних чинників.

Ключові слова: комплексна відкрито-підземна розробка, режим і межі від-крито-підземних робіт, відкрито-підземний ярус, екологія.

АННОТАЦИЯ

Черных А.Д. Обоснование параметров и режима комплексной открыто-подземной разработки рудных месторождений. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - подземная разработка месторождений полезных ископаемых. - Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепропетровск, 2008.

Диссертация посвящена решению актуальной научной проблемы комплексной разработки рудных месторождений, созданию научных основ оптимального режима, параметров и границ открытых, открыто-подземных и подземных работ, образующих единый взаимоувязанный технологический комплекс при отработке месторождений на полную глубину и по всей площади. Научно-прикладное значение работы состоит в создании новых способов комплексной открыто-подземной разработки рудных месторождений с использованием карьерной технологической инфраструктуры и техники, обеспечивающих эффективность горных работ и их минимальное влияние на окружающую среду в сравнении с традиционными способами открытой и подземной разработки. Данные способы позволяют повысить использование разведанных запасов месторождений, улучшить охрану окружающей среды за счет уменьшения площадей изымаемых земель и максимального заполнения выработанных пространств вскрышными породами и хвостами обогащения.

На основе комплекса методов моделирования и промышленных наблюдений разработана методика определения параметров открыто-подземного яруса, в т. ч. графоаналитический метод определения его предельной глубины и аналитические методы оптимизации параметров на основе экспериментальных и промышленных данных. Установлены закономерности их изменения для различных горно-геологических условий.

Предложен метод определения устойчивости откосов открыто-подземного яруса на основе показателя устойчивости, характеризующего фактическое состояние горного массива в промышленных условиях и установлены закономерности изменения параметров открытого, открыто-подземного и подземного ярусов от угла падения и мощности залежей; разработаны методы определения параметров подпорных целиков без свода давления над ними. Установлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния нерабочих бортов открыто-подземного яруса под пригрузкой вскрышными породами.

Обоснованы теоретические положения оптимального режима открыто-подземной разработки месторождений с внутренним отвалообразованием. Сформулированы новые понятия и созданы методические основы определения режима при одновременной работе карьера, открыто-подземного и подземного ярусов. Установлен оптимальный порядок выемки руд системами с обрушением и поддержанием выработанного пространства с опережающим и отстающим фронтом отсыпки внутренних отвалов. Разработана методика технологической возможности и экономической целесообразности формирования внутренних отвалов в выработанном пространстве открыто-подземного яруса и карьера с последующим управляемым обрушением рудного массива под вскрышными породами с учетом экологии и комплексного использования вскрышных пород. Разработаны технологические схемы и предложены новые способы внутреннего отвалообразования, определены области его эффективности в зависимости от параметров карьера и длины отрабатываемой части месторождения.

Созданы методики определения оптимальных границ открытого и открыто-подземного способов разработки с внутренним отвалообразованием при различных стадиях развития карьера: начало эксплуатации, достижения производственной мощности и периода доработки на основе эколого-экономических факторов.

На основе утвержденных методических рекомендаций и указаний осуществлена апробация комплексной открыто-подземной разработки рядом проектных организаций: "Центрогипроруда", "Гипроруда", "Кривбасспроект", "Южгипроруда", "ВНИПИгорцветмет", проектным отделом Салаирского ГОКа и геологическим департаментом Лаоса. Отдельные фрагменты технологии апробированы на многих горнорудных предприятиях со значительным экономическим и экологическим эффектом. Данные технологии позволяют освоить дополнительно около 4 млрд. т кварцитов, залегающих вне контуров карьеров Кривбасса и поддерживать стабильную работу горнорудных предприятий Украины в ближайшие 25-30 лет.

Ключевые слова: комплексная разработка рудных месторождений, режим и границы открыто-подземных работ, открыто-подземный ярус, экология.

ANNOTATION

Chernykh A.D. Basis of parameters and regime of complexness openly-underground exploitation of mineral deposits. - Manuscript.

Thesis for doctor of technical sciences degree by specialty 05.15.02 - "Underground mining of useful minerals". - Inst. geotechnical mechanics named after N.S. Polyakov of NAS of Ukraine. Dnepropetrovsk, 2008.

Dissertation is devoted to permission of problems of complex openly-underground development of ore deposits, to creation of scientific bases of the optimum mode and parameters of the openly-underground and underground works which create unique correlate technological complex at working off deposits on a complete depth and on all of area opened.

In dissertation new principles of combination of the opened and underground works are developed with education between them correlate of technological complex and unique produced space, confirmed 11 inventions.

Methodology of determination of parameters of openly-underground tier is developed; in thereby a graphic and analytic method of determination of his maximum depth and analytical methods of optimization of parameters is on the basis of experimental and industrial information.

Methodology of determination of optimum scopes of the methods which create correlate technological complex at development of deposits on an economic rational depth and on all of area on the basis of ecology and economic factors opened, underground and openly-underground is created.

Keywords: complex opencast-underground mining of ore deposits, regime and scopes of openly-underground works, openly-underground tier, ecology.

Размещено на Allbest.ru

...