Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Открытая разработка месторождений полезных ископаемых

Диссертационная работа:

Шпанский Олег Васильевич. Развитие основ горно-геометрического моделирования карьеров при проектировании разработки крутопадающих месторождений : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.15.03 СПб., 1999 324 с. РГБ ОД, 71:00-5/165-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ОГЛАВЛЕНИЕ 2.

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ГОРНОЙ НАУКИ. ПРОБЛЕМЫ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 6.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ, АНАЛИЗ И УЧЕТ ВЛИЯНИЯ КАПИТАЛЬНОГО ВСКРЫТИЯ НА КОНЕЧНЫЕ КОНТУРЫ КАРЬЕРОВ 24.

2. 1. Общие положения. Обзор исследований и классификаций способов вскрытия. Предварительная оценка влияния их на конечные границы карьеров. 24.

2. 2. Влияние на границы карьеров вскрытия наземными горными выработками 30.

2. 2. I. Характеристика и оценка факторов, формирующих конечный борт карьера 30.

2. 2. 2. Номограмма взаимосвязи элементов конечного борта карьера 43.

2.2.3. Конструкция системы поступательных съездов, параметры, показатели 49.

2. 2. 3. 1. Элементы и параметры системы поступательных съездов 49.

2. 2. 3. 2. Влияние геологических и горно-технических факторов на основные показатели карьеров 54.

2. 2. 3. 3. Влияние схемы вскрытия на основные показатели карьера 74.

2. 2. 3. 4. Номограмма влияния вскрытия и корректировки границ карьера 86.

2. 2. 4. Конструкция системы тупиковых (петлевых) съездов, параметры, показатели 100.

2. 2. 4. 1. Элементы и параметры капитального вскрытия тупиковыми (петлевыми) съездами 100.

2. 2. 4. 2. Оценка влияния вскрытия тупиковыми съездами на конечные контуры, объемные и относительные показатели карьеров 102.

2. 2. 4. 3. Построение экономически целесообразных границ при

вскрытии тупиковыми (петлевыми) съездами 109.

2. 2. 5. Моделирование системы капитального вскрытия комбинированными наземными выработками, 115.

2. 2. 5. 1. Конструкция и элементы вскрытия комбинированными наземными выработками 115.

2. 2. 5. 2. Анализ влияния капитального вскрытия комбинированными

наземными выработками на границы карьера 117.

2. 2. 5. 3. Корректирование глубины карьера с учетом вскрытия комбинированными наземными выработками 120.

2. 3. Влияние на границы карьера вскрытия подземными горными выработками и их комбинацией с наземными.; 126.

2.4. Определение границ карьеров с учетом капитального вскрытия на месторождениях округлой формы 129.

2. 4. 1. Оценка влияния капитального вскрытия при оконтуривании рудных тел округлой формы. 129.

2. 4. 2. Корректирование границ при оконтуривании месторождений округлой формы 138.

2. 5. Рекомендации по корректированию границ карьеров при использовании принципа оконтуривания пг n0+nt; 145.

2. 5. 1. Характеристика и реализация принципа оконтуривания 145.

2. 5. 2. Влияние и учет капитального вскрытия при оконтуривании по принципу пг п0+п 148.

2.6. Метод определения границ карьеров с учетом капитального вскрытия, 155.

3. КОРРЕКТИРОВАНИЕ ГРАНИЦ КАРЬЕРА ИМ. XV-ЛЕТИЯ ОКТЯБРЯ "ОЛКОН" 159.

3.1. Горно-геологическая характеристика месторождения и основные проектные решения

159.

3.2. Корректирование границ железорудного карьера им. XV-летия Октября 163.

3.3. Экономическая эффективность учета капитального вскрытия 165.

4. ВОЗМОЖНАЯ ПО ГОРНОТЕХНИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ ПРОИЗВО

ДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ - ПРОБЛЕМЫ И

ПЕРСПЕКТИВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 168.

4. 1. Общие положения 168.

4. 2. Развитие методов определения производительности карьеров 170.

4. 3. Анализ методов определения производительности карьеров с точки зрения учета горно-геологических и технологических факторов.

Цель задачи и методы исследований 190.

4. 4. Развитие рабочей зоны карьера при максимальной интенсивности горных работ (плоская задача) 194.

4. 4. 1. Общие положения 194.

4. 4. 2. Система разработки с продольной подготовкой горизонтов (продольными заходами) 196.

4. 4. 3. Система разработки поперечными за ходками 208.

4. 4. 4. Влияние перемены направления углуби на параметры рабочей зоны карьера 211.

4. 5. Развитие рабочей зоны карьера при максимальной интенсивности горных работ (объемная задача) 222.

4. 5. 1. Общие положения 222.

4. 5. 2. Развитие рабочей зоны при обеспечении минимальных рабочих площадок 232.

4. 5. 3. Развитие рабочей зоны при максимальном извлечении горной

массы 235.

4. 5. 4. Развитие рабочей зоны при максимальном извлечении руды 242.

4. 5. 5. Анализ параметров рабочей зоны карьера при различных вариантах развития горных работ 247.

4. 6. Определение достижимой по горнотехническим факторам производительности карьера по полезному ископаемому и горной массе 256.

4. 6. 1. Общие положения 256.

4. 6. 2. Сравнительный анализ объемных показателей работы карьера при переменном направлении и различной интенсивности развития 257.

4. 6. 3. Определение развития возможной (достижимой) производительности карьера по полезному ископаемому и горной массе 269.

4. 6. 4. Построение планов горных работ, соответствующих стабилизированной производительности 287.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ВОЗМОЖНОЙ ПО ГОРНОТЕХНИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПО ПОЛЕЗНОМУ ИСКОПАЕМОМУ И ГОРНОЙ МАССЕ КАРЬЕРА ИМ. XV-ЛЕТИЯ ОКТЯБРЯ АО "ОЛКОН" 293.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 300.

ЛИТЕРАТУРА 304.

ПРИЛОЖЕНИЯ 320. 

Введение к работе:

Современная горная наука, проектная и производственная практика прогнозируют в обозримом будущем широкомасштабное применение открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых для обеспечения народного хозяйства минерально -сырьевыми ресурсами. При этом следует иметь в виду, что действующие карьеры черной, цветной металлургии, горно-химического сырья, энергетического комплекса достигли глубины разработки, при которой возникают серьезные проблемы с проветриванием, поддержанием проектной мощности, вскрытием глубоких горизонтов и связанной с этим реконструкцией схем комплексной механизации.

На подлежащих вовлечению в разработку месторождениях существенно сложнее горно-геологические условия. И последние будут постоянно ухудшаться, т.к. открытие новых месторождений - чрезвычайная редкость, а с благоприятными горно-геологическими условиями тем более.

Экологическая обстановка за счет интенсивного внедрения горных работ в земные недра, воздушный и водный бассейны катастрофически ухудшается.

Нельзя не учитывать трудностей, как минимум на десятилетия, для всей экономики страны в целом и для добывающих отраслей в частности, связанных с переходом на рыночную экономику.

Все выше сказанное предопределяет активизацию работ по совершенствованию, созданию и внедрению новой горнодобывающей техники и технологий, принципов и методов проектирования и ведения горных работ, Все мероприятия, связанные с этим, могут быть сведены в несколько ведущих направлений.

Страна в целом вступает в рыночные отношения, что означает вступление в них всех народно-хозяйственных отраслей. Первым главным направлением горной науки и проектной практики в связи с этим является ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСПЕШНОГО ПЕРЕХОДА РОССИЙСКИХ

ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ОТРАСЛЕЙ К РЫНОЧНЫМ ЭКОНОМИЧЕСКИМ ОТНОШЕНИЯМ.

До недавнего времени добывающие отрасли черной, цветной металлургии, горно-химического, индустриального, энергетического сырья, строительных материалов и т.д. были дезинтегрированы. Карьеры в каждой отрасли чаще всего добывали однородные полезные ископаемые. Вмещающие же и покрывающие полезное ископаемое породы считались пустыми, непригодными в народном хозяйстве и складировались в отвалы, наносящие существенный вред окружающей среде. В настоящее время благодаря широкому общественному мнению и сформулированной на его основе государственной политике извлекаемая горная масса в наибольших масштабах должна использоваться в народном хозяйстве, т.е. должно осуществляться комплексное освоение недр. Это предопределяется прежде всего тем, что доминирующее число пород на каждом месторождении отвечает требованиям стандартов и кондиций, определяющих использование сырья в различных отраслях промышленности (например, покрывающие и вмещающие горные породы по кондициям практически всегда отвечают какому-либо виду строительного минерального сырья или строительным материалам). Широкое внедрение комплексного освоения недр позволит резко сократить капитальные затраты на освоение новых месторождений и в значительной степени способствовать таким образом сохранению благоприятной естественной экологической обстановки в воздушном и водном бассейнах, в недрах и на земной поверхности. КОМПЛЕКСНОЕ ОСВОЕНИЕ НЕДР - второе ведущее направление российской горной науки и проектной практики. Характерным примером в этом направлении является быстрое освоение ведущими ГОКами (АО «Олкон», Ковдорский ГОК, Лебединский ГОК и др.) производства высококачественного щебня из вскрышных пород.

Новый подход к освоению недр предполагает активизацию работ в третьем направлении - РАЗРАБОТКЕ И ВНЕДРЕНИИ НОВОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ, ГЛАВНЫМ ОБРАЗОМ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ (БЕЗОТХОДНЫХ И МАЛООТХОДНЫХ). К числу технических достижений можно отнести создание и освоение машин послойного фрезерования (Афанасьевский известняковый карьер, Таллинский угольный разрез) на породах с предельным сопротивлением до 70 Мпа, что позволяет избежать применение БВР при подготовке горной массы к выемке, а также обеспечивать при необходимости качественную селективную выемку. Из разрабатываемых технологий следует отметить скважинное выплавление, растворение, выщелачивание, а также бактериальные способы освоения месторождений.

Основой появления горнодобывающего предприятия является проект на разработку месторождения. Насколько он совершенен в принятых технико-технологических решениях, настолько эффективны в экономическом отношении будут и результаты его освоения. Эти же результаты при прочих равных условиях (высокая квалификация проектировщиков и т.д.) будут свидетельствовать о надежности и совершенстве применяемых принципов и методов решения проектных задач. Кроме того, проектирование должно всегда обеспечивать (в порядке авторского надзора) надежное функционирование добывающих предприятий и при этом быстро реагировать на изменение горногеологических условий, на совершенствование техники и технологий, на изменение спроса и предложения на рынке минерального сырья и т.д. При этом довольно часто выявляется несовершенство существующих методов проектирования, что требует их ревизии, корректировки и даже разработки новых.

Таким образом, проектирование, безусловно, лежит в основе обеспечения высокой эффективности работы добывающих предприятий, их конкурентоспособности в условиях новых экономических отношений. При этом следует отметить, что стратегическими задачами проектирования являются: определение границ карьеров; выбор и обоснование схем вскрытия и систем разработки; определение направления развития горных работ; определение развития производительности карьеров по полезному ископаемому, вскрыше и горной массе. Результаты решений этих задач в силу несовершенства проектных методов довольно часто становились предметом серьезных разногласий между проектировщиками и заказчиками, приводивших в конечном итоге к основательной корректировке технических проектов. Это свидетельствует об актуальности разработки новых и корректировки существующих методов определения главных параметров карьеров, особенно в условиях новых рыночных экономических отношений, широкого внедрения комплексного освоения недр, ужесточения нормативов охраны окружающей среды, требующих надежных оптимальных проектных решений. Вполне естественно, что СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ И ПРИНЦИПОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ -четвертое ведущее направление активного развития горной науки в большой степени обеспечивающее успешную реализацию трех первых направлений.

Особо следует отметить, что в свое время многие карьеры всех добывающих отраслей в силу своих горно-геологических условий (крутопадающие залежи с большим распространением в глубину и выдержанной горизонтальной мощностью) предопределялись к комбинированной разработке открытым и подземным способами и посему оконтуривались на основе граничного коэффициента вскрыши, установленного исходя из равенства себестоимостей полезного ископаемого из открытых и подземных работ, что с современной точки зрения во многих случаях привело к необоснованно завышенной глубине открытых работ. В связи с этим новые карьеры на месторождениях с указанными выше горно-геологическими условиями должны оконтуриваться, а действующие переоконтуриваться в соответствии с новыми экономическими условиями, т.е. на основе допустимой себестоимости приемлемой в рыночных экономических отношениях, что существенно изменит ранее установленные границы в сторону их уменьшения. Кроме того проектные методы должны более внимательно учитывать горногеологические условия и технико-технологические решения, весьма существенно влияющие на формирование конечных бортов и границ карьеров. Изложенная проблема еще раз подтверждает актуальность четвертого направления горной науки.

Современный уровень теории проектирования разработки месторождений открытым способом базируется на фундаментальных трудах ученых - горных инженеров довоенного времени и послевоенных лет И.А. Кузнецова, А.П. Зотова, П.Э. Зуркова, академиков Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, Н.Н. Мельникова, К.Н. Трубецкого, докторов технических наук П.И. Городецкого, Е.Ф. Шешко, А.И. Арсентьева, Ю.И. Анистратова, А.Д .Андросова, П.П. Бастана, В.Г. Близнюкова, Д.Г. Букейханова, Ж.В. Бунина, В.Д, Буткина, Ю.Д. Буянова, В.Ф.Вызова, К.Е. Виницкого, В.А. Галкина, Э.Л. Галустьяна, Ф.Г. Грачева, А.В. Гальянова, В.Б. Добрецова, А.Ю. Дриженко, В.В. Истомина, Ю.Г. Карасева, В.В. Квитки, С.Д. Коробова, Е.А. Котенко, СВ. Корнилкова, Г.Г. Ломоносова, A.M. Мустафиной, М.Г. Новожилова, А.А. Пешкова, М.Г. Потапова, В.И. Прокопенко. Э.И. Реентовича, С.С. Резниченко, СП. Решетняка, Г.В. Секисова, Б.А. Симкина, Б.Н. Тартакове кого, И.Б. Табакмана, А.С Ташкинова, А.И. Тимченко, П.И. Томакова, Г.А. Холоднякова, B.C. Хохрякова, Н.Н. Чаплыгина, А.Г. Шапаря, В.Г. Шитарева, Б.П. Юматова, М.А. Ястребинского; кандидатов технических наук С.Я. Арсеньева, С.С. Аршинова, Н.Д. Бевза, Е.В. Васильева, С.Ж. Галиева, А.Л. Грицая, К.А. Кумачева, В.П. Линева, В.Я. Майминда, Б.К. Оводенко, В.В. Папичева, С.Н. Радионова, В.К. Романченко, СБ. Рубинштейна, М.Н. Сивкова, В.И. Сидоренко, А.С. Танайно, Д.И. Шитова, Ю.К. Шкуты и др.

Внушительный список крупнейших ученых свидетельствует о постоянной работе по совершенствованию теории проектирования открытых горных работ, И все же природа (горно-геологические условия месторождений), социально-экономические отношения в обществе (переход на рыночные отношения) и технико-технологический прогресс (создание новой техники и технологий, комплексное освоение недр) значительно стремительнее ставят вопросы и порождают проблемы, нежели их решают ученые, проектировщики и производственники.

В основу настоящей диссертационной работы положены результаты анализа проектов разработки многих железорудных месторождений, месторождений горно-химического сырья, цветных металлов и др., а также предпроектные исследования в 70-х годах по Коашвинскому месторождению комбината «Апатит», в 1970-80 годах по меднорудным месторождениям Удоканского ГОКа, по действующему Оленегорскому карьеру Оленегорского ГОКа и карьера «Железный» Ковдорского ГОКа в 80-х годах, по группе железорудных месторождений (им. ХУ - летия Октября, Комсомольское, ! Аномальное, Куркенпахк) Оленегорского ГОКа в 1989-91 годах и по первому малому рудному телу Центрального карьера АО «Карельский окатыш» в 1993г., выполненные кафедрой Разработки месторождений открытым способом Санкт-Петербургского горного института при участии автора в качестве ответственного исполнителя и руководителя работ. Полученные результаты исследований позволили выявить, что в определенных горногеологических условиях существующие методы определения границ карьеров, параметров развития рабочей зоны и возможной по горно-техническим факторам производительности карьеров являются несовершенными, не обеспечивающими надежных результатов. 

Подобные работы
Кусков Михаил Дмитриевич
Прогнозирование производительности драглайнов при экскавации скальных пород и эффективности их применения для разработки крутопадающих месторождений
Зенин Сергей Александрович
Обоснование технологии раздельной открытой разработки при комплексном использовании сырья неоднородных карбонатных месторождений
Муштонин Андрей Васильевич
Исследование и разработка метода оптимального синтеза трубопроводных нефтепромысловых сетей при проектировании разработки нефтяного месторождения
Люгай Дмитрий Владимирович
Совершенствование научно-методических основ проектирования и анализа разработки месторождений сернистого газа
Пальянов Петр Александрович
Разработка информационных технологий для проектирования обустройства нефтяных и газовых месторождений
Тимошин Илья Константинович
Совершенствование автоматизированной системы управления разработкой газового месторождения за счет оптимизационного моделирования скважин сложного строения на этапе проектирования
Кульчицкий Валерий Владимирович
Проектирование специальных профилей и разработка технологии бурения наклонно направленных скважин применительно к эксплуатации месторождений механизированными способами
Щербаков Борис Дмитриевич
Развитие структуры АЦВК "Сатурн-1" для решения задач оптимального управления разработкой нефтяного месторождения
Рожихина Ирина Дмитриевна
Развитие теоретических основ и совершенствование технологии производства марганецсодержащих материалов и сплавов с использованием руд месторождений Западной Сибири
Анненков Андрей Николаевич
Развитие научных основ моделирования и анализа электромагнитных процессов для систем проектирования асинхронных двигателей с токопроводящим слоем ротора

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net