Обґрунтування параметрів селективної технології видобування вапняків для потреб цукрової промисловості
Аналіз параметрів селективної технології видобування неоднорідних за кондиціями вапняків на основі їх оперативного геоконтролю. Залежність між швидкістю буріння вапняків шарошковими верстатами, механічною міцністю породи для забезпечення геоконтролю.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.09.2013 |
| Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
На правах рукопису
Обґрунтування параметрів селективної технології видобування вапняків для потреб цукрової промисловості
Спеціальність: 05.15.03 - Відкрита розробка родовищ корисних копалин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
КАЛЬЧУК СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ
Кривий Ріг - 2005
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі геотехнологій та промислової екології Житомирського державного технологічного університету Міністерства освіти і науки України (м. Житомир)
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор
Бакка Микола Терентійович,
Житомирський державний технологічний університет, завідувач кафедри геотехнологій та промислової екології
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Жуков Сергій Олександрович,
Криворізький технічний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри будівельних конструкцій
кандидат технічних наук, доцент
Фролов Олександр Олександрович,
Інститут енергозбереження та енергоменеджменту НТУУ (КПІ) Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри геобудівництва та гірничих технологій (м. Київ)
Провідна установа: Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, кафедра відкритих гірничих робіт, м. Дніпропетровськ.
Захист відбудеться "20" січня 2006 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 09.052.02 при Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України, за адресою: 50002, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Криворізького технічного університету за адресою: 50002, Україна, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.
Автореферат розісланий "15" грудня 2005 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, д. т. н. Голишев О.М.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Україна має значні промислові поклади вапнякових порід, більша частина яких представлена неоднорідною за складом і кондицією сировиною, яка характеризується складною геологічною будовою, наявністю великих зон звітрілих вапняків, осередків переподрібнення, карстів, глинистих прошарків, обводнених ділянок. Розкрив вапнякових покладів теж різний за складом, потужністю і гірничо-геологічними умовами. Покрівля вапнякових покладів характеризується значними нерівностями, наявністю улоговин, карстових воронок, заповнених глинистим та натічним матеріалом. Великі обсяги вапняків сконцентровані в Товтрах, родовища яких характеризуються витягнутою формою у вигляді стрічки шириною в 5-6 разів меншою від довжини покладу. За геологічною формою вапнякові поклади Товтр представлені пластоподібними лінзами з наявністю осередків ізометричної форми. Піщано-глинисті та глинисті прошарки у вапнякових покладах характеризуються інтенсивним розкисанням при атмосферних опадах, що утруднює розробку родовищ в осінню та весняну пору року. Нігинсько-Вербецьке родовище Товтрового кряжу розроблюється Нігинським кар'єром, який є основним постачальником вапняків для потреб цукрової промисловості України.
Підвищити якість вапняків для цукроваріння можливо лише завдяки їх селективному видобуванню. Таким чином розробка технології селективного видобування вапняків та обґрунтування її параметрів з забезпеченням комплексності використання сировини становить актуальне науково-прикладне завдання.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась відповідно до плану держбюджетних робіт Міністерства освіти і науки України у рамках науково-дослідної теми "Вплив гірничо-промислового комплексу на навколишнє середовище, теоретичне обґрунтування заходів з поліпшення екологічної і техногенної безпеки та розробка і впровадження екологічно чистих технологій видобування і переробки сировини", 2002 р., реєстраційний номер 0102U001343; пріоритетного напрямку розвитку науки і техніки України № 4 "Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології" відповідно до постанови Верховної Ради України від 16.10.1992 року № 2705.
Метою дисертаційної роботи є обґрунтування параметрів селективної технології видобування неоднорідних за кондиціями вапняків на основі їх оперативного геоконтролю.
Для досягнення мети роботи поставлені та вирішені такі задачі:
Встановити залежність між швидкістю буріння вапняків шарошковими верстатами та механічною міцністю породи як спосіб забезпечення оперативного геоконтролю;
Обґрунтувати параметри роботи бутобою на подрібненні негабариту та на цій підставі оцінювати якість вибуху;
Розробити методику побудови моделі масиву на підставі даних оперативного геоконтролю за результатами замірів при бурінні вибухових свердловин;
Обґрунтувати застосування розосереджених зарядів та їх параметри, використовуючи дані оперативного геоконтролю;
Розробити технологічні рішення та обґрунтувати їх параметри для забезпечення ефективного селективного видобування неоднорідних вапняків як сировини для цукроваріння;
Розробити та обґрунтувати технологічні рішення комплексного використання вапняків, вапнякових відвалів та відходів виробництва Нігинського кар'єру.
Об'єктом дослідження є процес підготовки вапнякових покладів до їх видобування.
Предметом дослідження є структура покладів вапняку та параметри селективної технології їхнього видобування.
порода вапняк селективна технологія
Методи досліджень: математичний апарат теорії планування дослідів; методи та засоби теорії ймовірності та прикладної статистики; графоаналітичний та числовий аналіз; статистичне опрацювання результатів з використанням засобів обчислювальної техніки; лабораторні дослідження; економічний аналіз.
Наукові положення, що виносяться на захист:
1. Швидкість буріння органогенних вапняків шарошковими верстатами залежить від міцності породи на стискання, описуючись степеневою функцією, що дає змогу виконати оперативний геоконтроль масиву.
2. Якість подрібнення неоднорідних вапняків вибухом та ефективність селективної технології їх видобування забезпечуються застосуванням розосереджених вибухових зарядів, конструкція яких обґрунтовується даними оперативного геоконтролю та розрахунком питомих витрат вибухівки окремо по кожній свердловині блоку.
Наукова новизна отриманих вперше результатів полягає в наступному:
– розроблена і обґрунтована технологія проведення оперативного геоконтролю покладів неоднорідних вапняків за встановленою залежністю між швидкістю шарошкового буріння вибухових свердловин і міцністю вапняків на стискання;
– запропонована і обґрунтована технологія вибухової підготовки неоднорідних вапняків до виймання, шляхом впровадження розосереджених зарядів за розрахунком питомих витрат вибухівки окремо по кожній свердловині блоку за даними оперативного геоконтролю;
– розроблений спосіб оцінення якості вибуху за наслідками подрібнення негабаритів вапняків бутобоєм;
– встановлено, що обсяги переподрібненої і некондиційної сировини, яка надходить у відвали, зменшуються внаслідок впровадження технології подрібнення вапнякових покладів розосередженими зарядами та подальшої селективної екскавації, використання вапняків відвалів забезпечується шляхом їх очищення від глинистих домішок промиванням водою.
Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій дисертації підтверджують: використанням при теоретичних узагальненнях класичних положень механіки руйнування гірських порід; незначним розходженням експериментальних даних з фактичними при виконанні оперативного геоконтролю в межах 5-8 %; практичним підтвердженням розроблених технологічних рішень та підвищенням якості вибуху неоднорідних вапняків.
Наукове значення роботи полягає: в установленні взаємозв'язку швидкості буріння органогенних вапняків з їх міцністю на стискання, як основи для проведення оперативного геоконтролю масиву вапняків; обґрунтуванні параметрів розосередженого заряджання при подрібненні неоднорідних вапняків.
Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці методики проведення оперативного геоконтролю масиву неоднорідних вапняків за даними взаємозв'язку швидкості буріння та міцності на стискання; розробці датчика швидкості буріння для шарошкового верстата і програмного продукту документування та опрацювання даних геоконтролю, що надходять до програмно-апаратного комплексу геоконтролю.
Реалізація роботи в промисловості. Результати дисертаційних досліджень пройшли виробниче випробування і прийняті до впровадження на ДП "Нігинський кар'єр" (селище Сахкамінь, Кам'янець-Подільський район, Хмельницька обл.). Очікуваний розрахунковий річний економічний ефект від впровадження технології складає 78,4 тис. гривень.
Результати дисертаційних досліджень використовуються також в навчальному процесі Житомирським державним технологічним університетом і Кам'янець-Подільським індустріальним технікумом.
Особистий внесок здобувача полягає у визначенні ідеї роботи, мети і завдань досліджень, наукових положень, отриманні наукових результатів досліджень, а також:
Виконанні оцінки стану підприємств видобувної галузі родовищ товтрового кряжу, аналізі специфіки їх роботи, встановленні напрямів використання карбонатної сировини та відходів з пропозицією відповідних рекомендацій щодо їх утилізації;
Розроблюванні методу виконання оперативного геоконтролю та технології селективного видобування вапняків;
Оціненні впливу використання розосереджених зарядів на подрібнення порід та вихід негабариту;
Виконанні еколого-економічної оцінки комплексного використання відходів вапняків та впровадженні селективної технології їх видобування.
Експериментально підтверджено достовірність установлених характеристик вапняків на підставі вимірювання швидкості їх буріння. Автор особисто брав участь в проведенні експериментальних вимірювань у виробничих умовах, а також у проведенні промислових вибухів на кар'єрі.
Апробація результатів дисертаційних досліджень. Основні положення дисертаційної роботи та окремі її результати обговорювались на науково-практичних конференціях, семінарах та нарадах, а саме: на Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених "Екологія. Людина. Суспільство" (м. Київ, 2001 рік); на Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки" (м. Дніпропетровськ, 2001 рік); на ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми геоінформатики при комплексному освоєнні надр" (м. Дніпропетровськ, 2001 рік); на молодіжній науковій конференції "Довкілля-XXI" (м. Дніпропетровськ, 2002 рік);
Публікації: За результатами виконаних дисертаційних досліджень здобувачем опубліковано 9 наукових праць: у тому числі - 6 в наукових спеціалізованих фахових виданнях, затверджених ВАК України, 3 - матеріали конференцій.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 149 сторінках, складається вона зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 103 найменувань, 3 додатків на 28 сторінках, містить 28 рисунків, 32 таблиць. Загальний обсяг роботи становить 176 сторінок.
Основний зміст роботи
У першому розділі здійснені огляд і аналіз стану сировинної бази та видобування карбонатних порід. Проаналізовано та здійснено порівняльний аналіз технології їх видобування.
На сьогодні накопичено значний обсяг досліджень у галузі селективного видобування, перероблення та комплексного використання карбонатних порід, що представлені у роботах Бея В.П., Шлайна І.Б., Терещенко О.П., Сіренка В.М., Бєздєнєжних В.М., Гайдукова Е.Е., Удайя Г.С., Швєцова М.С., Бакки М.Т., Смирнова А.Г., Воробйова В.Д., Громова О.И., Родіна Р.А., Ніснєвича М.Л., Жукова С.О., Фролова О.О., Остомецького М.А., Койроса Г.Б., Ямщикова В.С., Алі Бін А. Г.
Аналіз стану сировинної бази вапняків як сировини для цукрової промисловості показує, що запаси родовищ вапняків порівняно з їхніми загальними обсягами відпрацьовані на 63,5 %. Більшість родовищ перебувала в експлуатації і запаси високоякісного вапняку майже вичерпані. Порівняльний аналіз технології видобування вапняків для цукроваріння вказує на відсутність ефективної селективної технології видобування різноміцнісних порід.
Подальша ефективна їх розробка можлива при обґрунтуванні параметрів селективної технології видобування вапняків як сировини для цукрової промисловості.
У зв'язку з цим було поставлено завдання обґрунтувати параметри та розробити технологію селективного виймання неоднорідних вапняків для потреб цукроваріння, яка має ґрунтуватися на попередньому оперативному геоконтролі порід для забезпечення вибухового подрібнення вапняків розосередженими зарядами.
У зв'язку з цим було поставлено завдання з розроблення засобів та методів виконання оперативного геоконтролю порід для інформаційного забезпечення розрахунків з підготування порід до виймання та виконання селективного видобування. Поставлено завдання здійснити оцінку технологічних та якісних властивостей родовищ вапняків товтрового кряжу та ефективності комплексного використання порід при кооперації кар'єрів, що експлуатують ці родовища.
На підставі проведеного аналізу наукової літератури були сформульовані та поставлені мета, задачі досліджень і розроблена загальна методика досліджень.
Другий розділ присвячений обґрунтуванню способу здійснення оперативного геоконтролю на підставі залежності швидкості буріння від міцності вапняків на стискання.
Виконано аналітичні дослідження залежності механічної швидкості буріння порід від режимних параметрів буріння та механічних властивостей порід. Найбільш достовірно ця залежність виражається функцією виду (1):
, м/год, (1)
де - коефіцієнт пропорційності, що залежить від типу верстата та умов буріння;
p - осьове зусилля на вибій, тонн;
x, y - коефіцієнти виразу, що визначаються емпірично;
n - частота обертання бурового інструменту, об/хв.;
- коефіцієнт міцності породи за шкалою М.М. Протод'яконова;
- діаметр долота, мм.
Запропоновано та розроблено спосіб оцінки якості вибуху при вторинному подрібненні негабариту бутобоєм. Даний спосіб грунтується на визначенні кількості ударів бутобою для розділення одного шматка негабариту середніх розмірів. А загальну кількість негабариту у вибої запропоновано визначати за залежністю (2):
, шт., (2)
де - сумарна кількість ударів бутобою у видобувному блоці, шт.;
- кількість ударів бутобою для розділення одного негабаритного шматка середнього розміру, шт.
Обґрунтовано застосування розосередженого заряджання свердловинних зарядів як чинника забезпечення селективної технології видобування вапняків.
Розосереджене заряджання пропонується виконувати на підставі даних оперативного геоконтролю за швидкістю буріння, з визначенням середнього класу міцності неоднорідних вапняків, а також і питомих витрат вибухівки, окремо по кожній свердловині вибухового блоку за залежністю (3):
, МПа, (3)
де - потужність порід і-го класу міцності, що зафіксовано у свердловині на підставі проведення геоконтролю, м;
- довжина досліджуваної свердловини, м;
- середня межа міцності на стискання порід і-го класу міцності за ЄНіР, МПа.
На підставі аналізу існуючих гірничотехнічних класифікацій карбонатних порід та аналізу роботи гірничих підприємств Товтрового кряжу складено класифікацію (табл.1).
Таблиця 1
Класифікація розроблюваних родовищ карбонатних порід з позиції оцінення можливості їх комплексного використання
|
Назва родовища |
Клас кількості накопичених відходів |
Відсотковий вихід готового продукту (за групою) |
Типи порід накопичених у відвалах |
Кількість видів основної сировини |
Клас придатності використання відходів (комплексність) |
|
|
Нігинсько-Вербецьке родовище (ділянка "Сахкамінь") |
В |
III |
1,2 |
2 |
5 |
|
|
Вербецьке (північна ділянка) |
III |
1,2 |
2 |
4 |
||
|
Нігинське (ділянка "Черча") |
II |
1,2 |
3 |
6 |
||
|
Приворот'євське родовище |
II |
1, 2, 3 |
2 |
3 |
||
|
Вербецьке (південна ділянка) |
Б |
II |
2 |
2 |
4 |
|
|
Нігинське (ділянка придорожна) |
II |
1,2 |
2 |
4 |
||
|
Гуменецьке родовище №1 |
А |
I |
3 |
1 |
4 |
|
|
Гуменецьке родовище №2 |
I |
3 |
1 |
3 |
Класифікація розроблена за п'ятьма класифікаційними ознаками. Перша ознака - клас кількості накопичених відходів: А - менше 2 млн. тонн; Б - від 2 до 5 млн. тонн; В - більше 5 млн. тонн. Друга ознака - вихід готового продукту після збагачення: I група - більше 80 %; II група - від 70 до 80 %; III група - від 45 до 70 %. Третя ознака - типи накопичених у відвалах порід: I тип - вапнякові породи з вмістом глинистих домішок менше 15 %; II тип - з вмістом домішок від 15 до 50 %; III тип - з вмістом глинистих домішок більше 50 %, до них належать, також, розкривні породи. Четверта класифікаційна ознака - кількість видів продукції з карбонатної сировини, що випускається гірничим підприємством. П'ята класифікаційна ознака - клас придатності порід відвалів (за табл.1).
Обґрунтована методика проведення паспортизації відвалів, яка має складатися з двох частин. Перша частина - взяття проб з поверхні порід відвалів точковим опробуванням. Друга частина - хімічний аналіз на визначення відсоткового вмісту глинистих домішок та наступний поділ на класи кондиційності випробовуваних порід, нанесення на план відвалу зон різної кондиційності.
У третьому розділі виконано аналіз структур та умов залягання покладів вапняків Нігинсько-Вербецького родовища. Визначено особливості, що впливають на зниження ефективності видобування, підготування до виймання та умови, що спричиняють підвищений вихід негабариту завдяки наявності в покладі міцних локальних зцементованих зон вапняків. Наведено результати експериментальних досліджень з визначення залежності швидкості буріння від межі міцності на стискання серпулево-водоростяних вапняків.
Проведені промислові дослідження, метою яких було визначення в умовах кар'єру характеристик вапняків для запровадження оперативного геоконтролю порід масиву з метою забезпечення селективного видобування неоднорідних вапняків. Встановлено, що залежність механічної швидкості буріння вапняків від значень міцності на стискання достовірно описується функцією виду (4):
. (4)
Подальші експериментальні дослідження з визначення залежності швидкості буріння від межі міцності на стискання при незмінних номінальних параметрах режимів буріння: осьовому зусиллю на вибій р = 9 тонн; частоті обертання долота n = 120 об/хв; продуктивності компресора видалення шламу - 8,5 м3/хв, ця залежність описується математично як (5):
, м/год, (5)
та зображується графіком, представленим на рис.1.
Виконано опрацювання даних геоконтролю досліджуваних вибухових блоків за якими встановлено характер поширення неоднорідностей вапняків у вертикальному розрізі та побудовано план досліджуваних свердловин уступу з встановленням середнього класу міцності порід для визначення кондиційності вибою та подальшого напряму виконання видобувних робіт (рис.2).
Рис. 1. Залежність механічної швидкості буріння вапняків від міцності на стискання
У четвертому розділі наведено рекомендації стосовно виконання оперативного геоконтролю вапняків на базі розробленого автором програмно-апаратного комплексу, до складу якого входить датчик швидкості буріння, підключений до ЕОМ, та програма вимірювання і документування швидкості буріння "Deep meter".
Рис. 2. План ізопотужностей класів міцності порід за ЄНіР на досліджуваній ділянці родовища
Розроблені рекомендації щодо виконання та розрахунку розосередженого заряджання на підставі даних оперативного геоконтролю (табл.2).
Запропоновані рекомендації до селективної схеми видобування порід екскаваторним вийманням з внутрішньовибійним сортуванням неоднорідних вапняків за даними оперативного геоконтролю. Підставою для сортування вапняків на кондиційні та некондиційні у вибої є відмінність подрібнених вибухом вапняків за фракцією, забарвленням міцних та неміцних вапняків.
Таблиця 2
Схема розрахунку розосередженого заряджання свердловинних зарядів
|
Умова розташування прошарку неміцного вапняку |
hH?Lп. max |
hH>Lп. max |
|
|
L1=1/3Lзар L1=2/3Lзар Lп=hн (1,5?Lп.2?4,9) Lнаб= Lсв-Lзар-hн |
L1=1/3Lзар L1=2/3Lзар Lн=Lп. max Lнаб= Lсв-Lзар-Lн |
||
|
Умова розташування прошарку неміцного вапняку |
hH?L2 |
hH>L2 |
|
|
L1=1/3Lзар L1=2/3Lзар Lп= Ln. min=1,5 м Lнаб= Lсв-Lзар - - Lп-Lпер |
L1.1=2 L1.2 L1.2=2L2 L2=4/7Lсв Lп.1= Ln. min=1,5м Lп.2= hn-L2 (1,5?Lп.2?4,9) Lнаб= Lсв-Lзар-Lп.1-Ln.1-Lпер |
||
|
Умова розташування прошарку неміцного вапняку |
hH?Lнаб. min |
hH>Lнаб. min |
|
|
Lнаб= Lнаб. min=4,5м L1=1/3Lзар L1=2/3Lзар Lп= Lсв-Lзар - Lпер |
Lнаб=hн L1=1/3Lзар L1=2/3Lзар Lп= Lсв-Lзар - Lпер |
Запропоновано використання бутобою для попереднього подрібнення негабариту при селективному видобуванні вапняків у вибої за інформацією про розташування негабариту у розвалі (рис.3).
Рис. 3. Схема здійснення селективної технології видобування вапняку з попереднім подрібненням негабариту на розвалі:
1 - екскаватор; 2 - бутобій; 3 - зона подрібнення негабариту.
В п'ятому розділі виконано еколого-економічне оцінення ефективності застосування селективної технології видобування на основі оперативного геоконтролю порід за визначенням швидкості їх буріння. Розглянуто вплив відкритих гірничих робіт Нігинського кар'єру на екосистему. Визначені основні чинники впливу існуючої технології видобування на навколишнє середовище та на підставі порівняльних розрахунків впливів встановлено, що застосування селективної технології видобування з розосередженим заряджанням вибухових зарядів забезпечує зменшення викидів отруйних газів в атмосферу в обсягах 0,18 м3 на 1 м3 видобутої корисної копалини. Аналітично доведено також, що застосування селективної технології видобування забезпечує зменшення радіуса дії ударної повітряної хвилі.
Проведено дослідження якості вапняків у відвалах Нігинського кар'єру за розробленою методикою виконання паспортизації на основі опробування та хімічного аналізу порід. Інтервал опробування в плані для забезпечення достовірності отриманих даних становить 10 метрів, глибиною точкового відбору 0,3 м. Результатами проб забезпечується аналіз відсоткового складу вапняків з віднесенням їх до кожного з класів кондиційності. Результати опробування з виділенням окремих зон кондиційності наведено на рис. 4:
Рис. 4. План відвалу з опробуванням порід приповерхневого шару
Обсяги порід приповерхневого шару кожного з класів наведено в табл.3.
Таблиця 3
Паспорт відвалу за першим поверхневим прошарком відвалу
|
Клас порід |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Обсяг породи, м3 |
6900 |
7800 |
7740 |
4050 |
Дані відповідно до класів порід відвалів, місця їх розташування та обсягів слугують обґрунтуванням для складання подальших технологічних розрахунків комплексного використання порід відвалів.
Розроблені рекомендації використання відходів як сировини для вапняного борошна, яке необхідне в сільському господарстві для розкиснення та вапнування забруднених радіонуклідами ґрунтів. Встановлено значний попит на вапняне борошно у обсягах щонайменше 6930,7 тис. тонн за рік. Станом на 2003 рік вапнування проведено в обсягах 132 тис. тонн за рік.
При виконанні опробування вапняків встановлено, що на верхніх ярусах відвалів, на їх поверхні, вапняки майже чисті і не містять глинистих домішок. Очищення вапняків приповерхневого прошарку відбувається при інфільтрації глини під дією атмосферних опадів. Глибина самоочищення вапняків спостерігається в середньому на 0,2-0,3 м за рік.
На ДП "Нігинський кар'єр" використовують валову технологію виймання вапняків з попередньою підготовкою масиву підриванням суцільними вибуховими зарядами. Введення оперативного геоконтролю уможливлює, на підставі одержаних даних про масив, планувати ведення виймальних робіт на ділянках з більшою кондицією, а також виконувати заряджання розосереджених вибухових зарядів, враховуючи зони міцності вапняків, відповідно до геологічного розрізу, і як наслідок, збільшити обсяги виробництва та зменшити собівартість продукції.
Від впровадження оперативного геоконтролю на ДП "Нігинський кар'єр" очікується економічний ефект у сумі 78,4 гривень. Це підтверджує ефективність встановлених в дисертаційній роботі закономірностей та достовірність отриманих експериментальних даних. Це дає можливість зробити висновки про ефективність застосування методів та засобів оперативного геоконтролю при селективній розробці неоднорідних карбонатних покладів.
Загальні висновки
Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, яка містить нове вирішення актуального науково-прикладного завдання обґрунтування параметрів селективної технології видобування неоднорідних вапняків, що ґрунтується на оперативному геоконтролі вапнякового масиву і забезпечує підвищення якості видобутої сировини, зменшення виходу негабариту, підвищення техніко-економічних показників виробництва.
Виконані дослідження дали змогу отримати наступні наукові висновки та рекомендації:
Теоретично обґрунтована та експериментально доведена ефективність виконання оперативного геоконтролю на неоднорідних вапняках за взаємозв'язком міцності порід та швидкості їх буріння.
Встановлено: математичний зв'язок між режимними параметрами буріння та його механічною швидкістю на детритово-літотамнієвих вапняках; емпіричний зв'язок між механічною швидкістю буріння вапняку, частотою обертання бурової шарошки та зусиллям подачі на вибій; взаємозв'язок між межею міцності вапняків на стискання та швидкістю їх буріння при незмінних режимних параметрах буріння; взаємозв'язки дають змогу за швидкістю буріння визначати міцність вапняків у масиві і таким чином здійснювати оперативний геоконтроль порід масиву.
Встановлено, що на переподрібнення вапняків при застосуванні вибухового способу підготування їх до виймання впливає неврахованість різних зон його міцності при заряджанні свердловин вибухівкою та збільшення кількості рядів свердловин в одному вибуховому блоці, а на вихід негабариту впливає неврахованість локальних зон міцного вапняку та зменшення рядів вибухових свердловин до одного. Застосування оперативного геоконтролю порід в поєднанні з розосередженим заряджанням вибухівки забезпечує підвищення якості підготовленого до виймання вапняку.
Розроблено програмно-апаратний комплекс для виконання оперативного геоконтролю порід, який забезпечує отримання достовірних даних про породи масиву та швидке опрацювання цих даних для забезпечення реалізації селективної технології видобування.
Оперативний геоконтроль дає змогу встановити якісні характеристики вапнякового покладу з поділом на технологічні зони за різною кондицією, що уможливлює планування посування фронту робіт у потрібному напрямі при попередньому виявленні карстових пустот, забезпечуючи при цьому видобування покладів з найвищою кондицією. Встановлено, що застосування геоконтролю у поєднанні з розосередженим заряджанням свердловин приводить до зменшення витрат вибухівки на 4,63 %.
Встановлена можливість комплексного використання некондиційних вапняків видобувними підприємствами, які використовують гірську породу товтрового кряжу при кооперації виробничих потужностей цих підприємств та утилізації порід відвалів, що більш повно відповідає меті комплексної розробки родовищ корисних копалин.
Розроблено методику оцінення якості порід відвалів за точковим опробуванням поверхні порід відвалу та подальшого аналізу на вміст глинистих домішок з установленням класу кондиційності та оціненням кількості породи, що забезпечує складання паспорта порід відвалів, який слугує основою для розробки технології їх утилізації з визначенням способу та порядку відпрацювання останніх.
Встановлено, що застосування селективної технології видобування забезпечує зменшення техногенного навантаження на навколишнє середовище, яке виражається у зменшенні кількості викиду отруйних газів після вибуху до 0,06 м3 на 1 м3 видобутої гірничої маси та зменшенні небезпечного радіуса дії ударної повітряної вибухової хвилі.
Некондиційні вапняки Нігинського кар'єру можуть використовуватись для виготовлення вапняного борошна з метою проведення заходів з розкиснення ґрунтів та здійснення вапнування радіоактивно забруднених земель для запобігання потрапляння радіонуклідів у сільськогосподарські культури.
Впровадження селективної технології видобування вапняків на основі оперативного геоконтролю порід забезпечує зниження собівартості видобутих вапняків на 4 коп. за 1 м3.
Література
Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах:
1. Кальчук С.В. Визначення подальших напрямків дослідження з удосконалення технології видобування та переробки вапняків з комплексним використанням. // Вісник ЖІТІ. - 2002. - № 19.
2. - С.179-183.
3. Кальчук С.В. Аналіз можливостей використання вапнякового каменю з пониженою кондицією в технології цукроваріння. // Вісник ЖІТІ. - 2003. - № 24. - С.213-217.
4. Кальчук С.В. Аналіз можливості використання технології відпрацювання відвалів карбонатних порід колісними скреперами. // Вісник ЖІТІ. - 2002. - № 21. - С.153-155.
5. Кальчук С.В. Аналіз класифікації родовищ карбонатних порід при дослідженні технології селективного виймання та переробки з подальшим комплексним використанням вапняків. // Вісник ЖІТІ. - 2002. - № 20. - С.152-155.
6. Кальчук С.В. Розробка методики дослідження фільтрації відвалів некондиційних вапняків в умовах Нігинсько-Вербецького родовища. // Вісник ЖІТІ. - 2002. - № 23. - С.269-271.
7. Кальчук С.В. Еколого-економічні передумови використання механічного рихлення вапняків при їх видобуванні в умовах Нігинсько-Вербецького родовища. // Збірка тез доповідей учасників ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції студентів та молодих вчених "Екологія. Людина. Суспільство. " (14-17 травня 2003 р., м. Київ). - К.: НТУУ КПІ, 2003. - С.133.
8. Кальчук С.В. Основні аспекти і переваги селективного виймання, переробки і комплексного використання карбонатних порід (на прикладі Нігинського кар'єру) // Екологія. Людина. Суспільство. // Тези доповідей IV Міжнародної науково-практичної конференції. - К.: - 2001. - С.113-114.
9. Кальчук С.В. Аналіз сучасного стану розробки родовищ вапняків та їх комплексного використання в Україні // Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки // Тези доповідей Міжнародної науково-практичної конференції. - Дніпропетровськ. - 2001. - С.183-184.
10. Бакка М.Т., Кальчук С.В. Шляхи удосконалення існуючих технологій видобування та переробки вапняків. // Вісник ЖДТУ. - 2003. - № 26. - С. 193-197.
11. Особистий вклад автора у працю, написану у співавторстві: в роботі [9] - досліджено ефективність застосування селективної технології видобування на Нігинськиму кар'єрі, визначено напрями використання порід відвалів некондиційних вапняків та можливість використання даних про швидкість буріння для визначення властивостей порід при проведенні геоконтролю.
Анотації
Кальчук С.В. "Обґрунтування параметрів селективної технології видобування вапняків для потреб цукрової промисловості" - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.03 - "Відкрита розробка родовищ корисних копалин". Житомирський державний технологічний університет, Житомир, 2005.
Дисертація присвячена питанням розробки селективної технології видобування вапняків на основі впровадження нового способу проведення оперативного геоконтролю порід. Встановлено експериментальним шляхом, що швидкість буріння при незмінних режимних параметрах буріння залежить від міцності порід, а це може бути використано при проведенні геоконтролю масиву. Доведено, що застосування розосередженого заряджання свердловин при вибуховому подрібненні вапняків з використанням даних оперативного геоконтролю забезпечує зменшення переподрібнення порід та зменшення виходу негабариту на 2,5 %
Ключові слова: гірська порода, вапняк, геоконтроль, селективна технологія, комплексне використання, будівельні матеріали, швидкість буріння, утилізація, опробування, екологія.
Кальчук С.В. "Обоснование параметров селективной технологии добычи известняков для нужд сахарной промышленности" - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных ископаемых", Житомирский государственный технологический университет, Житомир, 2005.
Диссертация посвящена вопросам разработки селективной технологии добычи известняков на основании внедрения новых способов исполнения оперативного геоконтроля пород.
Выполнен анализ сырьевой базы известняков Украины и современного состояния техники и технологии их добычи. Установлен низкий уровень извлечения и использования известняков неоднородных месторождений, на которых преимущественно применяется валовая технология добычи.
Выполнен аналитический анализ существующих селективных технологий добычи известняков с выделением послойной технологии с предварительным механическим рыхлением и извлечением породы, как наиболее эффективной.
Аналитически исследованы существующие методы и способы проведения геоконтроля и на основании этого предложен новый способ его выполнения, который основывается на измерении скорости шарошечного бурения известняков. Установлено, что на эффективность подготовки пород к выемке оказывают влияние локальные зоны весьма крепких известняков, а также их неоднородность. Применение способа рассредоточенного заряжания скважинных зарядов при использовании информации о состоянии массива, полученной посредством проведения оперативного геоконтроля известняков, обеспечило улучшение качества дробления пород. Выход негабарита уменьшился до 2,5 %, экономия взрывчатых веществ составляет 4,63 %, увеличивается объем кондиционной массы.
Разработана методика проведения паспортизации отвалов с целью определения характеристик пород и их объемов. Экспериментально доказана целесообразность проведения опробования пород отвалов на глубину не более 0,3 м с расстоянием между пробами 10 м, что обеспечивает достаточный уровень точности.
Доказано, что применение данной селективной технологии при внедрении оперативного геоконтроля обеспечивает снижение выбросов ядовитых газов в атмосферу на 0,06 м3 с расчета на 1 м3 добытой горной массы.
Экономический эффект от внедрения результатов исследований составляет 4 коп. на 1 м3 добытых известняков.
Ключевые слова: горная порода, известняк, геоконтроль, селективная технология, комплексное использование, строительные материалы, скорость бурения, утилизация, опробование, экология.
Kalchuk S.V. "Parameters selective technology of limestone extraction for sugar industry substation" - Manuscript.
Thesis to obtain candidate scientific degree of engineering sciences on the speciality 05.15.03 - "Open-cast exploitation of mineral deposits", Zhitomir state technological University, Zhitomir, 2005.
Thesis is devoted to the problem of the development of selective technology of limestone extraction on the basis of a new method of efficient rock geocontrol conducting. The speed of drilling at the unchanging drilling regime parameters depending on the solidity of rocks is established.
This method can be used for conducting massif geocontrol. It proves that the application of the dispersed loading of mining hole at the explosive breakage of limestone using operative geocontrol data provides decreasing of rock breakage and the diminishment of lumb output on 2,5%
Key words: mountain breed, limestone, geocontrol, selective technology, complex using, building materials, speed of drilling, recycling, approbation, ecology.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Створення сучасної системи управління якістю продукції для кабельної техніки. Одночасний контроль значної кількості параметрів. Взаємна залежність параметрів, що контролюються. Технологічний дрейф величини параметра викликаний спрацюванням інструменту.
курсовая работа [329,3 K], добавлен 05.05.2009Вибір типу та параметрів обладнання для буріння свердловини. Умови роботи швидкозношуваних деталей бурового насоса, види, характер та механізм їх руйнування. Зусилля, діючі в елементах кривошипно-шатунного механізму. Монтаж та експлуатація обладнання.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.01.2015Аналіз технології деформування заготовок при виробництві залізничних коліс. Вплив параметрів кінцево-елементних моделей на точність розрахунків формозміни металу й сил при штампуванні заготовок залізничних коліс. Техніко-економічна ефективність роботи.
магистерская работа [6,1 M], добавлен 01.07.2013Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013Аналіз сортаменту трубоволочильного цеху. Технологічний процес виробництва холоднодеформованих труб. Аналіз устаткування, технології і якості продукції. Розрахунок калібровки робочого інструменту. Порівняльний аналіз силових та енергетичних параметрів.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 02.06.2015Характеристика технології виробництва труб на стані ХПТ-55. Розрахунок маршруту прокатки труб 38х4 мм. Визначення калібровки робочого інструменту та енергосилових параметрів. Використання криволінійної оправки при прокатці труб 38х4 мм із сталі 08Х18Н10Т.
курсовая работа [473,3 K], добавлен 06.06.2014Обґрунтування параметрів вібраційного впливу для ефективної десорбції газу з мікросорбційного простору вугільного пласта, розробка молекулярної моделі його структури. Власні частоти коливань сорбованого метану в мікропорах газонасиченого вугілля.
автореферат [44,0 K], добавлен 11.04.2009Місце хлібопекарської промисловості України в галузі харчової промисловості. Характеристика технології виготовлення пшеничного хліба на прикладі Київського хлібокомбінату. Аналіз сировинних матеріалів, знайомство з новітніми технологіями в хлібопеченні.
курсовая работа [997,2 K], добавлен 01.03.2013Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Особливості технології зварювання плавленням металоконструкцій. Способи зварювання сталі: ручне електродугове зварювання, напівавтоматичне зварювання в СО2. Порівняльний аналіз конструктивних, технологічних та економічних факторів технології зварювання.
реферат [412,4 K], добавлен 13.12.2011Розрахунки ефективної потужності двигуна внутрішнього згоряння та його параметрів. Визначення витрат палива, повітря та газів, що відпрацювали. Основні показники системи наддування. Параметрів робочого процесу, побудова його індикаторної діаграми.
курсовая работа [700,8 K], добавлен 19.09.2014Аналіз існуючих систем контролю параметрів свердловин, які експлуатуються за допомогою ШГНУ. Розробка конструкції чутливого елемента давача навантаження. Обробка масиву результатів вимірювання давача переміщення. Аналіз інтегральних акселерометрів.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.06.2015Розгляд хіміко-технологічних процесів і технології хімічних продуктів. Ефективність хіміко-технологічного процесу, яка залежить від раціонального вибору послідовності технологічних операцій. Сукупність усіх апаратів для виробництва хімічних продуктів.
реферат [29,2 K], добавлен 15.11.2010Проблеми зберігання якості харчових продуктів зі збільшенням терміну їх зберігання. Технології виготовлення пакувальних матеріалів на основі целюлозного волокна і цеоліту. Залежність властивостей нового пакувального картону від вмісту його компонентів.
статья [92,7 K], добавлен 24.04.2018Взаємодія окислювального струменя з металом. Моделювання процесу контролю параметрів режиму дуття. Ефективні технології вдосконалення дуттьового і шлакового режимів конвертерної плавки. Мінімізація дисипації енергії дуття в трубопроводах, фурмі, соплах.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.01.2013Вибір параметрів контролю, реєстрації, управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розробка функціональної схеми автоматизації. Розрахунок оптимальних настроювань регулятора. Моделювання та оптимізація перехідного процесу.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 15.11.2012Поняття ядерного паливного циклу. Категорії відходів, їх зберігання і переробка. Використання радіації в медицині. Радіологічні проблеми в гірничовидобувній та будівельній промисловості. Застосування радіаційних технологій в харчовій промисловості.
контрольная работа [55,1 K], добавлен 21.12.2010Теоретичні основи процесу нагрівання яблучного соку, використовуване обладнання, значення в технології виробництва яблучних соків та концентратів. Порівняльна характеристика конструкцій теплообмінників. Розрахунок параметрів розробленого теплообмінника.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 03.03.2013Основні поняття про сухі будівельні суміші та області їх застосування. Особливості заводської технології виготовлення СБС. Розрахунок параметрів змішувача та клинопасової передачі. технологія проектування машини для перемішування сухих будівельних сумішей
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.09.2009Обґрунтування і вибір параметрів контролю, реєстрації, дискретного управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розроблення розгорнутої функціональної схеми автоматизації. Розрахунок програмного забезпечення проекту.
курсовая работа [693,8 K], добавлен 15.04.2014
