Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Научное обоснование эффективных ресурсосберегающих технологий открытой разработки рудных месторождений в сложных геокриологических условиях Забайкалья

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование эффективных ресурсосберегающих технологий открытой разработки рудных месторождений в сложных геокриологических условиях Забайкалья"

На правах рукописи

АВДЕЕВ Павел Борисович

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЗАБАЙКАЛЬЯ

Специальность 25.00.22 Геотехнология подземная, открытая

и строительная

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2010

4843252

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет».

Научные консультанты: Заслуженный работник высшей школы РФ,

д.т.н., профессор ¡Рашкин Анатолий Васильевич], Заслуженный работник

высшей школы РФ, д.т.н., профессор Бунин Жан Викторович. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Анистратов Юрий Иванович доктор технических наук, профессор Комаров Евгений Иванович доктор технических наук, профессор Резниченко Семён Саулович

Ведущая организация - ОАО «Приаргунское производственное горнохимическое объединение»

Защита диссертации состоится 17 февраля 2011 г. в 13:00 час. на заседании диссертационного совета Д.212.121.08 при Российском государственном геологоразведочном университете по адресу: 117997, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23 (ауд. № 6-87).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного геологоразведочного университета.

Автореферат разосланную г.,. /Г.. -¡/Щ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета.

ХолаЗаев Е.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Забайкалье является крупным источником важнейших видов минерального сырья в России. И если седой Урал был основной кладовой России в XIX и XX столетиях, то Забайкальский край может по праву стать основным горнорудным краем России в XXI веке. В результате поисково-разведочных работ в Забайкальском регионе открыт ряд крупнейших и уникальных месторождений: Удокан-ское - медное, Стрельцовское - урановое, Чинейское - железо-титан-ванадиевых руд, Катугинское - редких металлов, Жирекенское - молибденовое, Бугдаинское - золото-молибденовое, Быстринское и Лугоканское - меди и золота, Березовское - железа, Озерное - полиметаллов, Итакинское - золоторудное и т.д. Почти все месторождения имеют крупные размеры рудных тел, и значительная часть их может быть отработана открытым способом.

Однако горнопромышленное освоение этих месторождений связано с проблемой . эффективности и безопасности ведения открытых горных работ, на которые огромное влияние оказывает многолетняя мерзлота и суровые природно-климатические условия Забайкальского региона. Климат в Забайкалье - резкоконтинентальный. Минимальная температура зимой достигает минус 50 °С, а среднегодовая температура - минус 8°С. Температура многолетнемерзлых пород колеблется от минус 10 СС до нуля, а их мощность достигает 800 - 1000 м.

Отечественный и зарубежный опыт горнопромышленного освоения месторождений в подобных условиях безо всякого преувеличения позволяет утверждать, что основные технологические условия, обеспечивающие безопасность и экономическую эффективность открытой геотехнологии в значительной мере будут связаны с необходимостью более внимательного учета влияния температурного фактора на технологию и организацию горных работ. Низкие знакопеременные температуры горных пород и наружного воздуха обуславливают комплекс технологических осложнений при проведении открытых горных работ: упрочнение многолетнемерзлых пород при понижении температуры, смерзаемость отбитой горной массы, увеличение энергоемкости разрушения мерзлых пород, снижение производительности экскаваторов и внутрикарьерного транспорта и т.д.

Базовые технологии, основанные на ограничениях числа типовых вариантов, не всегда согласуются со сложными природно-климатическими условиями освоения месторождений, а потому требуют существенной корректировки и технологической адаптации к условиям Забайкалья.

. Наряду с проблемами пионерного освоения крупнейших месторождений Забайкалья в условиях экономического кризиса актуальной является проблема повторной разработки открытым способом ряда месторождений, на которых после завершения подземных горных работ в зонах обрушений остаются значительные запасы богатых руд, для добычи которых необходима разработка специальных, более безопасных технологий открытых горных работ в условиях повышенной геомеханической опасности. .

Поэтому в настоящее время и обозримой перспективе для инновационного развития Забайкальского горнорудного района России весьма актуальна проблема - учет влияния на эффективность и безопасность горных работ сложных геокриологических и горнотехнических условий при освоении месторождений открытым способом.

Цель работы - обосновать и разработать эффективные, экологически безопасные и малоотходные технологические схемы открытой разработки рудных месторождений в сложных горнотехнических и геокриологических условиях Забайкалья.

Основные задачи исследования:

- оценка минерально-сырьевой базы, природно-климатических, горнотехнических, горно-геологических и геокриологических условий месторождений Забайкалья;

- критическая оценка проектных решений и фактического состояния технологии открытой разработки и обоснование перспективы освоения минерально-сырьевых ресурсов региона в новых экономических условиях;

- обоснование и выбор критерия оценки эффективности разработки рудных месторождений открытым способом;

- обоснование и разработка методики выбора оптимального вида карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождений;

- исследование технологических процессов добычи рудного минерального сырья открытым способом и разработка новых технико-технологических решений повышения их эффективности;

- исследования процессов сдвижения горного массива при отработке месторождений подземным способом с открытым очистным пространством в условиях отсутствия закладки выработанного пространства;

- оценка запасов минерального сырья на верхних неотработанных горизонтах, подвергшихся сдвижению;

- разработка безопасной технологии повторной выемки запасов открытым способом после завершения подземных горных работ.

Идея работы состоит в использовании установленных связей между геокриологическими и горнотехническими условиями, технологическими процессами добычи руды открытым способом и современными эколого-экономическими ограничениями как составными частями структуры открытой геотехнологии, формирующей ее эффективность, экологическую безопасность и прогрессивное развитие в современных экономических условиях.

Методы исследований. Анализ состояния минерально-сырьевой базы, обобщение теории и практики открытой разработки месторождений, физическое и экономико-математическое моделирование, аналитические исследования, математическое программирование с применением современных компьютерных технологий, лабораторные и производственные эксперименты, технико-экономический анализ, обработка результатов методами математической статистики.

Основные защищаемые положения.

1. Выбор оптимальных вариантов разработки рудных месторождений открытым способом обеспечивается предлагаемой экономико-математической моделью ресурсосберегающей открытой геотехнологии на основе комплексного критерия «чистая дисконтированная прибыль»; учитывающего комплексное использование недр, эксплуатационные энергетические затраты основных технологических процессов, затраты на охрану окружающей среды и эколого-экономические ограничения.

2. Повышение эффективности открытой разработки рудных месторождений Забайкалья на глубоких карьерах может быть достигнуто на основе оптимизации показателей работы карьерного транспорта за счет применения гибких технологических схем транспортирования горной массы (автомобильной, железнодорожной, конвейерной).

3. Снижение энергетических затрат и повышение экологической безопасности очистных работ при открытой разработке рудных месторождений достигается за счет дополнительного разупрочнения массива скальных пород на базе использования гидроразрыва, а мерзлых рыхлых отложений - на основе синхронно-импульсного элек-тро-гидроразрыва, обеспечивающих снижение затрат на буровзрывные работы и выброс вредных ядовитых газов и пыли в атмосферу карьеров.

4. Эффективность и безопасность повторной открытой разработки месторождений, отработанных подземным способом, могут быть достигнуты учетом установленных геодинамических закономерностей перемещения и аккумулирования руды в зонах обрушения в пространстве и во времени на стадии подземной отработки место-

рождений и использования технологической схемы на базе экскаватора-драглайна, позволяющей извлечь потерянные запасы богатых руд из зон обрушения.

Достоверность и обоснованность защищаемых научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена представительным объёмом испытаний и экспериментов, сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований с данными производственных экспериментов, опытно-промышленными испытаниями технологических схем ведения открытых горных работ, крупномасштабным внедрением разработанных экологически безопасных технологий и рекомендаций в производство и рабочие проекты с высокой экономической эффективностью.

Новыми научными результатами, полученными лично соискателем являются'.

• зависимость между основными параметрами открытой разработки месторождений и геокриологическими и природно-технологическими факторами Забайкальского региона;

• усовершенствованная экономико-математическая модель для определения основных параметров карьеров на основе критерия «ЧДП»;

• метод многофакторной оценки вариантов карьерного транспорта на основе сравнения как экономических, так и энергетических затрат;

• методика моделирования процесса разрушения скальных горных пород с использованием гидроразрывных воздействий;

• способ разупрочнения многолетнемерзлых горных пород на базе использования синхронно-импульсных и электрогидравлических воздействий;

• геодинамические зависимости перемещения и формирования кондиционных руд в пространстве и во времени в зоне обрушенных пород после подземной разработки;

• безопасная и ресурсосберегающая технология повторной отработки месторождений открытым способом с учетом геомеханических процессов в горном массиве и в зонах обрушений.

Практические результаты:

• для карьеров Забайкалья установлены рациональные границы применения различных видов карьерного транспорта;

• внедрены в производство технические решения по разупрочнению скальных и мерзлых горных пород с использованием гидроразрыва массива;

• внедрена в процесс проектирования технология повторной разработки месторождений открытым способом после завершения подземных горных работ;

• рекомендации, предложенные в диссертационной работе и подтвержденные авторскими свидетельствами и патентами, использованы в ТЭО и проектах на отработку рудных месторождений Забайкалья открытым способом.

Работа выполнена в рамках региональной программы «Развитие горнорудного комплекса Забайкалья на период до 2025 г.».

Реализация результатов работы. Основные положения диссертации использованы: при проектировании отработки Озерного и Бугдаинского месторождений; для разработки ТЭО по месторождениям Быстринское и Чинейское; для проектирования повторной разработки Тасеевского золоторудного месторождения; при разработке методов и способов повышения эффективности карьерного автотранспорта на разрезе «Харанорский»; при подготовке горных инженеров по специальности 130403.65 - Открытые горные работы, бакалавров и магистров по направлению 130400.68 «Горное дело», аспирантов и соискателей по специальности 25.00.22 - Геотехнология открытая, подземная и строительная в Читинском государственном университете.

Апробация работы. Результаты, основные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, докладывались на: Всесоюзной конференции «Комплексная механизация ведения БВР на горных предприятиях» (Красноярск, 1984); межреспубли-

канской научно-технической конференции «Пути решения экологических задач на горных предприятиях» (Ташкент, 1991); международной конференции «Проблемы охраны окружающей среды от промышленных, бытовых, биологических и медицинских отходов сточных вод» (Пенза, 1996, 1997, 1999); международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 1997, 2001); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (С-Петербург, 1997); Международном совещании «Научные и практические аспекты добычи цветных и благородных металлов» (Хабаровск, 2000); Международной научно-практической конференции «Темпы и пропорции социально-экономических процессов в регионах Севера)) (Апатиты, 2003); ежегодных научно-практических конференциях ЧитГУ (1986 - 2007), ИрГТУ («Игошинские чтения», 2003); научном симпозиуме «Неделя горняка» (2003, 2004, 2005, 2006, МГГУ, Москва); расширенном заседании кафедр ПРМПИ, ОГР, БЖД Горного института ЧитГУ, Чита, 2010; на расширенном заседании кафедр геологоразведки, экономики и правового обеспечения недропользования, техники разведки и разработки МПИ РГТРУ, М., 2010.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 45 печатных работах, в т.ч. 27 в центральных изданиях, из них одна монография, два учебных пособия с грифом УМО, 7 изобретений.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и содержит 232 страницы машинописного текста, включая 33 рисунка, 28 таблиц, список использованной литературы из 217 наименований, 22 приложения.

Первая глава посвящена анализу литературных источников: минерально-сырьевой базы; природно-климатических, горно-геологических условий и технологии открытой разработки рудных месторождений Забайкалья.

Во второй главе дано обоснование экономико-математической модели выбора наиболее эффективного варианта разработки рудных месторождений открытым способом на основе повариантных расчетов с изменяющимися основными технологическими параметрами карьера и технологии.

В третьей главе изложены вопросы выбора типа карьерного транспорта и определения рациональных областей его применения. Рассмотрены вопросы дальнейшего совершенствования автомобильных и железнодорожных внутрикарьерных дорог.

Четвертая глава посвящена рассмотрению вопросов повышения эффективности разработки рудных месторождений открытым способом методом оптимизации оперативного управления добычными работами, применением разупрочнения скальных пород методом гидроразрыва и рыхлых мерзлых пород на основе синхронно-импульсного электро-гидроразрыва с целью снижение затрат на добычу руды.

В пятой главе рассмотрен вопрос доработки запасов рудных месторождений открытым способом после их подземной разработки на примере Тасеевского золоторудного месторождения, выявлены закономерности перемещения руды в зоне обрушения, подсчитаны запасы в зоне обрушения, предложены технические решения для безопасной выемки оставшихся запасов.

_Автор выражает искреннюю благодарность и признательность

[проф. д.т.н. Рашкину A.B.] и проф. д.т.н. Бунину Ж.В. за консультации и помощь при выполнении работы.

Глубокую благодарность автор выражает работникам ОАО «Балей-золото», ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение», Жерикенского, Шерловогорского и Первомайского ГОК, ЗАО «Турмалхан», «Востоккварцсамоцвет» за помощь в проведении экспериментов, опытно-промышленной апробации и содействии во внедрении результатов исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Значительный вклад в становление и развитие технологии открытой разработки рудных месторождений внесли академики РАН: Н.В. Мельников, М.И. Агошков, В.В. Ржевский, К.Н. Трубецкой, H.H. Мельников; член-корр. РАН Д.Р. Каплунов; профессора: П.И. Городецкий, Б.П.Боголюбов, Б.П. Юматов, Е.Ф. Шешко, Ю.И. Анистратов, А.И. Арсентьев, Ж.В. Бунин, B.C. Коваленко, B.C. Хохряков, Д.М. Казикаев, A.A. Вовк, В.А. Куликов, Г.М. Малахов, М.Г. Новожилов, М.В. Рыльникова, В.И. Теренть-ев, A.B. Рашкин, М.Н. Цигалов, Г.И. Черных, М.Д. Шнайдер и другие известные ученые. Благодаря этим исследователям, на карьерах России были разработаны и внедрены высокопроизводительные горная техника и технологии.

Анализ выполненных исследований и публикаций по данной проблеме показал, что рассмотрению вопросов повышения эффективности и безопасности открытой разработки рудных месторождений, расположенных в сложных геокриологических, природных и горнотехнических условиях было уделено недостаточное внимание. Большое разнообразие и специфика геокриологических условий обуславливает необходимость адаптации и существенных изменений в традиционных технологиях открытой разработки месторождений.

На современном этапе особую актуальность приобретают проблемы многофакторной оптимизации параметров открытых горных работ и повторной отработки открытым способом верхних горизонтов подземных рудников в сложных геомеханическх условиях.

Первое защищаемое положение. Выбор оптимальных вариантов разработки рудных месторождений открытым способом обеспечивается предлагаемой экономико-математической моделью ресурсосберегающей открытой геотехнологии на основе комплексного критерия «чистая дисконтированная прибыль», учитывающего комплексное использование недр, эксплуатационные энергетические затраты основных технологических процессов, затраты на охрану окружающей среды и эколого-экономические ограничения.

Для обоснования возможности использования упрощенных моделей для расчета удельных стоимостных показателей была исследована степень влияния основных параметров карьеров: глубины (Я), среднего коэффициента вскрыши (к в), годовой производительности по горной массе (А г.м.) и по руде (А„.и), объема вскрыши (У), величины запасов полезного ископаемого (Z) и длины транспортировки горной массы (£) -на величину удельных капитальных (Л"3) и эксплуатационных затрат (Э,) по фактическим и проектным данным горнорудных предприятий Забайкалья: Первомайский ГОК (Завитинский карьер, Этакинский карьер - проектные данные), Шерловогорский ГОК, Бугдаинский ГОК - проектные данные. При установлении корреляционных зависимостей, увязывающих переменные Кз, Эз, А г.м., L, кв, Н, были использованы методы прямого и множественного корреляционного анализа. Для приведения разновременных затрат к единому знаменателю затраты выражены в долларах. Результаты технико-экономических исследований приведены на рис. 1 - 4.

Рис. 1. Зависимость удельных капитальных затрат от коэффициента вскрыши и глубины карьера

Рис. 2. Зависимость удельных эксплуатационных затрат от коэффициента вскрыши и глубины карьера

о

50 100 150 200 250 300 Величина запасов полезного ископаемого, тыс .г

Рис. 3. Зависимость производительности карьера по руде от величины запасов полезного ископаемого в его контуре при заданных величинах: глубина карьера - 200 м, коэффициент вскрыши - 5 т/т

Рис. 4. Зависимость удельных эксплуатационных затрат от расстояния транспортирования горной массы

Анализ результатов показывает, что эффективность отработки запасов рудных месторождений открытым способом во многом зависит от правильности выбранных технологических параметров, что позволяет минимизировать основные капитальные и эксплуатационные затраты.

Для того чтобы правильно выбрать основные технологические параметры карьера был составлен алгоритм определения комплекса оптимальных параметров карьера с использованием линейной стратегии принятия решений. Алгоритм вычислений (расчетов) сводится к последовательному выполнению процедур, представленных на рис. 5. Он реализуется за счет заблаговременного формирования вариантов сочетания главных параметров открытой разработки и соответствующих им календарных графиков их расчета.

Рис. 5. Алгоритм определения комплекса оптимальных параметров карьера

За критерий оценки эффективности предлагаемых технических решений по отработке рудных месторождений открытым способом принимаем чистую дисконтированную прибыль (ЧДП), которая предлагается «Методикой стоимостной оценки запасов твердых полезных ископаемых»

ЧДпф^ф[Х^,мл,ру,, (1)

где: П'1 - чистая прибыль в 1-м году совместно с амортизационными отчислениями;

I - базисный момент времени начала строительства горного предприятия;

К| - капитальные вложения в £-м году;

Т - количество лет от начала строительства до ликвидации горного предприятия;

Е - приемлемая величина процентной ставки на капитал, вложенный в строительство горного предприятия.

Предлагаемый вариант отличается от стандартного тем, что в него введены затраты на охрану окружающей среды, рекультивацию земель, оздоровление трудящихся и подготовку кадров, что делает оценку более бюджегно- и социально значимой. Для повышения качества проектирования составлен алгоритм расчета ЧДП с математическим описанием всех операций, что позволяет компьютеризировать весь процесс.

Используя данный алгоритм технико-экономических повариантных расчетов с варьированием параметров карьера, технологии ведения буровзрывных работ, оборудования для погрузки горно-рудной массы, видов и схем ее транспортировки можно выбрать наиболее эффективную технологию разработки рудных месторождений открытым способом.

Обоснование эффективности энергосберегающих технологий открытой разработки месторождений с учетом экологических ограничений и комплексного использования минерального сырья и оптимальное планирование горных работ представляют собой довольно сложную процедуру из-за необходимости учитывать большое число параметров и различного рода ограничений. Решить эту задачу практически невозможно без использования компьютерных методов исследования операций. В настоящее время не существует такого метода оптимизации, который позволил бы согласовать все ограничения кратко и долгосрочного планирования с учетом реальных условий ведения горных работ. Наиболее разработанным и приемлемым для обоснования энергосберегающих технологий и календарного планирования горных работ является метод линейного программирования. В рассматриваемой задаче математическая формулировка в обобщенном виде представляется следующим образом.

Целевая функция, максимизирующая прибыль от реализации товарной продукции при комплексном использовании руды: 1 £ / к

^ЕЕв.А*^ -Х^Х*^ ~11'Етис1х1 Р'х> _тах (2\

М № Ы !«1 Ы /=1 ы ' у 1

где XI - производительность ¡-ого горизонта (участка) по руде, тыс. т/месяц; Щ— ценность у-го компонента в концентрате, р/т; щ - среднее содержание /-го компонента на ¡-ом горизонте, доли единицы; щ - извлечение /-ого компонента, доли единицы; ец -удельные затраты к-то вида энергии на 1-ом горизонте, кДж/т; а,- стоимость использования к-го вида энергии, р/кДж; тц~ удельная масса /-го загрязняющего вещества (ЗВ) в выбросах и сбросах при добыче руды с /-го горизонта, г/т; с; - удельные затраты на снижение выбросов и сбросов до уровня ПДК,р/г; рI - платежи за выбросы и сбросы /го ЗВ, р/г.

Добыча руды на ¡-ом горизонте не должна превышать его эксплуатационных запасов, это условие запишется в виде: з .. При расчетах на каждый следующий ме-

сяц определяются остаточные эксплуатационные запасы на горизонте: г, с

< £(3,,)/, , где g -текущий месяц.

8=1 8=1

Суммарная добыча руды с горизонтов должна обеспечить плановую производительность фабрики 00ф (тыс.т/мес) и вместе с тем обеспечивать возможную производительность добычных экскаваторов

2>, =&»*; 0™, ; ¿*, s а„,„, f=i ¿=1 i=i

где Qimin и Qimax - минимально и максимально допустимая производительность добычного экскаватора на горизонте, тыс. т/мес.

Требование по качеству руды рационально представить в виде ограничений по минимально и максимально допустимым содержанием в усредненной руде только основного компонента (частный случай) или по минимально и максимально допустимому со-

1.1

держанию наиболее ценных полезных компонентов: aJwm > /^х,) > aJmin.

/ /-1

Требование о соблюдении предельно допустимых выбросов и сбросов ЗВ:

/ ¿

]Г < ,

tel tel

где Мпда- предельно допустимые выбросы и сбросы ЗВ.

В общем случае целевая функция (2) дополняется эксплуатационными издержками без учета затрат по использованию соответствующего вида энергии, а также издержками по хранению и утилизации отходов, образующихся при использовании соответствующего вида энергии. Ограничения дополняются условиями об энергетических ресурсах. Задача решается по стандартным компьютерным программам линейного программирования, что позволяет решать её при значительном количестве переменных, выполнить анализ чувствительности целевой функции в широком диапазоне влияющих факторов, дать обоснованный прогноз и оперативно найти оптимальное решение, обеспечивающее высокую эффективность разработки месторождения при минимальных энергетических затратах и соблюдении природоохранного законодательства.

Второе защищаемое положение. Повышение эффективности открытой разработки рудных месторождений Забайкалья на глубоких карьерах может быть достигнуто на основе оптимизации показателей работы карьерного транспорта за счет применения гибких технологических схем транспортирования горной массы (автомобильной, железнодорожной, конвейерной).

Анализ структуры себестоимости 1 т руды, добываемой на карьерах Забайкалья, показывает, что наибольший удельный вес в этой себестоимости имеют транспортные расходы. Так, доля расходов на внутрикарьерный транспорт в обшей себестоимости 1 т полезного ископаемого составляет 40...50 %, достигая на глубоких карьерах 60...70 %.

В связи с этим одним из реальных путей повышения эффективности открытой разработки рудных месторождений Забайкалья является совершенствование работы внутрикарьерного транспорта.

Анализ технологии транспортирования горнорудной массы в карьерах показывает, что основными видами транспорта являются автомобильный, железнодорожный и конвейерный.

Выбор эффективной транспортной схемы для горного предприятия требует всестороннего анализа многих взаимосвязанных факторов, в том числе с учетом прогнозирования ситуации на десятилетия вперед. Задача усложняется убыстряющимся прогрессом, внедрением новых видов технологического оборудования. Решение, которое

еще вчера было эффективно и рентабельно, оправдывало большие капитальные затраты, сегодня может уже не выдерживать конкуренции.

Заслуживает внимания развитие представлений о стратегии формирования транспортных систем карьеров. Существующая основная концептуальная схема формирования транспортных систем глубоких карьеров сформулирована член-корр. РАН Яковлевым В. Л. и заключается в одновременном применении нескольких видов транспорта, их комбинаций и переходе от одних схем транспортирования к другим. При этом области эффективного применения различных видов транспорта вполне определенно зонированы для различных горно-технических условий, в частности, по высоте подъема, расстоянию транспортирования горной массы и т. п.

Нами обоснована и предложена «Целевая функция, максимизирующая прибыль от реализации товарной продукции при комплексном использовании руды» на основе энергетических затрат. Энергетический подход при оценке эффективности процессов и технологий открытых горных работ нашел отражение в исследованиях таких ученых, как B.C. Хохряков, Ю.И. Анистратов, Л.А.Сорокин и ряда других.

По мнению автора, наиболее объективное сопоставление можно получить путем приведения расхода электроэнергии и дизельного топлива к расходу первичных энергоресурсов, т.е. к «условному топливу» (у. т.), с учетом соответствующих затрат энергии на их добычу, переработку и транспортирование. Важно выбрать критерий оценки энергетической эффективности транспортных систем глубоких карьеров и отдельных видов транспорта. Исходя из основных функций транспорта глубоких карьеров, в качестве критерия может быть принята величина удельных затрат энергии на подъем 1 т горной массы из карьера. Тогда коэффициент полезного использования энергии (//) можно рассчитать по формуле Сорокина Л.А.

р = (ет.еф)*100%, (3)

где е„ - теоретически необходимая величина расхода энергии на подъем I т горной массы на высоту 1 м (ет =9,81 кДж/т м); вф - фактические затраты энергии данным видом транспорта, кДж/т-м.

Приведение фактических затрат энергии к расходу первичных энергоресурсов (у. т.) осуществляется с использованием следующих выражений

е ф.а =qy *ртрФ„ Фдт, (4)

еф.(кг еу*р,*ртт, (5)

где е ф.а., е ф.к.(ж) - удельные затраты условного топлива на подъем 1 т горной массы на 1 м соответственно автомобильным и конвейерным (железнодорожным) транспортом, г у. т./т-м; qy - удельный расход дизтоплива автосамосвалами, г/т-м; ег - удельный расход электроэнергии конвейерным (железнодорожным) транспортом, кВт-ч/т-м; Р„ер - коэффициент, учитывающий затраты энергии на получение дизтоплива из нефти (finep~ 1,18... 1,20) [3]; Д>т - коэффициент, учитывающий затраты энергии на добычу и транспортирование топлива ({¡¿„ =1,04...1,10); р„ - коэффициент, учитывающий разницу удельной теплоты сгорания дизельного и условного топлива (J}„ =1,5); р, - показатель, учитывающий затраты условного топлива на получение 1 кВтч электроэнергии (/3, =300...330 г/кВт-ч); ртт - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии при передаче и распределении (у?„от = 1,09).

Используя фактические данные расхода энергии конкретными видами транспорта глубоких карьеров на единицу грузооборота, получим

qy=q/ha, (6)

еу- е /К(ж), (7)

где q,e - соответственно, удельный расход дизтоплива (г/т-км) автосамосвалами и электроэнергии (кВт-ч/т-км) конвейерным (железнодорожным) транспортом; ha, hK(X) - высота подъема горной массы на 1 км внутрикарьерной трассы (уклон трассы) при данном виде транспорта, м/км.

Тогда формулу (3) можно представить в виде

р = (е„/еф*(2У)*100%, (8)

где ет = 9,81 кДж/т-м; вф - фактические затраты энергии данным видом транспорта, г у. т./т-м; ()у„ - удельная теплота сгорания условного топлива, кДж/г ((?».. = 29,3 кДж/г).

С использованием предложенной методики и фактических данных глубоких железорудных карьеров установлены показатели энергоемкости различных видов транспорта при работе на подъем горной массы (см. табл. 1). Как видно из табл. 1, энергетическая эффективность конвейерного транспорта (р к = 14,8...21,8 %) в 1,8-2,2 раза выше, чем электрифицированного железнодорожного транспорта (р * = 7,8... 10,2 %) и в 2,4...3,0 раза выше, чем автомобильного (/¿а =6,3..-7,7 %). ,

Таблица 1

Энергоемкость различных видов транспорта при работе на подъем горной массы из карьеров (для условий Забайкалья)

Вид транспорта Удельная энергоемкость ¡J, %

1 Натуральные показатели Условное топливо

г\т*м кВт*ч/т*м г у.т./т*м

Автомобильный i 2,2-3,0 - 4,3 - 5,4 6,3 -7,7

Железнодорожный - 0,007 - 0,014 3,2-4,6 7,8 -10,2

Конвейерный - 0,004 - 0,0063 1,4-2,4 14,8-21,8

Полученные данные были использованы для расчета областей эффективного применения каждого из трех видов карьерного транспорта.

Был проведен анализ зависимости расхода энергии на подъем 1 т горной массы для различных типов транспорта от глубины карьера (см. рис. 6).

2 ЗООО

- Ь

s £ 2500 £

0 £ 2000

5 S

х к 1500 С а а о

1 S юоо

О с

3 «

8 5: 500 8 ¡J 1 о

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Глубина карьера,м

Рис. 6. Зависимость расхода энергии на подъем 1 т горной массы для различных типов транспорта от глубины карьера

1 - автомобильный транспорт; 2 - железнодорожный транспорт; 3 - конвейерный

транспорт

Как видно из рис. 6, расход энергии на подъем на поверхность горной массы наиболее экономичен для конвейерного транспорта и наиболее затратен для автомобильного транспорта, т.е., если опираться на сделанные расчеты, то для любых глубин карьера теоретически лучшим вариантом является применение конвейерного транспорта.

Но как показывает анализ работы глубоких карьеров черной и цветной металлургии это не совсем так. Причиной этому служат большие капиталовложения в строительство транспортных трасс для конвейерного транспорта. Поэтому нами была произведена оценка эффективности применения различных видов транспорта на основе затрат на добычу и подъем горной массы на поверхность карьера с учетом затрат на строительство транспортных трасс. Данные показатели являются составными частями оценки проектных решений по освоению месторождений через критерий Чистой дисконтированной прибыли (см. рис. 7).

80

1ПП 150 20П 250 300 350 4П0 450 500 Глубина карьера, м

Рис. 7. Схема эффективного использования различных видов карьерного транспорта в

зависимости от глубины карьера 1 - автомобильный транспорт; 2 - железнодорожный транспорт; 3 - конвейерный

транспорт

Анализ полученных данных показал, что по критерию суммарных затрат на добычу, транспортировку на поверхность плюс капитальные затраты на строительство карьерных трасс в расчете на 1 т добытой руды, эффективной зоной применения железнодорожного транспорта является глубина карьера до 200 м. Автомобильный транспорт эффективен на глубинах от 200 м до 300 м. Глубже 300 м наиболее экономичен конвейерный транспорт.

Проверка предложенной методики расчета эффективной зоны применения карьерного транспорта была выполнена по критерию «Чистая дисконтированная прибыль». За основу были взяты результаты отработки месторождения урана «Красный камень», где имеются все необходимые данные для расчета (см. рис. 8).

1200

Ю юоо >

а

± 800 с,

600

с с£

У 400

200

2 1

Зона эф- Зона эф-

фективно- фективно-

Зона эффеетивного го приме- го приме-

применения же- нения ав- нения

лезнодорожного томобиль- конвейер-

Транспорта ного ного

транспорта транспорта

50 100 150 200 250 300 350 400

Глубина карьера, м

Рис. В. Определение эффективности использования видов карьерного транспорта по критерию чистой дисконтированной прибыли в зависимости от глубины карьера.

1 - автомобильный транспорт; 2- железнодорожный транспорт; конвейерный транспорт

Расчеты ЧДП зоны эффективного использования видов карьерного транспорта показали (см. рис. 8), что они полностью совпадают с расчетами по критерию суммы эксплуатационных затрат и затрат на строительство карьерных транспортных трасс. Так как повариантные расчеты ЧДП весьма трудоемки, то применение критерия «Суммарных затрат» для определения эффективной зоны использования карьерного транспорта значительно облегчают решение этой задачи.

Анализ тенденций развития карьерного транспорта в России и за рубежом показывает, что перспективы применения железнодорожного транспорта при разработке месторождений открытым способом связаны с переходом на электровозную тягу. Дальнейшее совершенствование автомобильного транспорта связывают с выпуском автомобилей повышенной грузоподъемности (до 300...350 т), оснащенных гидромеханической трансмиссией (ГМТ). Поскольку использование дизельного топлива для автомобильного транспорта является одним из главных источников загрязнения окружающей среды, в настоящее время проводятся очень серьезные исследования замены дизельных двигателей на электрическую тягу. Дизель-троллейвозный транспорт может обеспечить повышение производительности при транспортировании горной массы на 10...12 % при увеличении скорости движения на подъеме на 20...30 %, сокращение расхода дизельного топлива на 50...70 %, сокращение общей стоимости энергозатрат, улучшение санитарно-гигиенических условий работы в глубоких карьерах, сокращение эксплуатационных расходов на 15...20 %.

Исследования по совершенствованию конвейерного карьерного транспорта направлены на разработку крутонаклонных конвейеров, которые могли бы работать при

угле наклона конвейера до 38 0 (близком к углу естественного откоса скальных пород), что позволит значительно уменьшить длину транспортирования горной массы на поверхность, а значит и сократить эксплуатационные и капитальные затраты.

Как видно из рис. 7, затраты на автомобильный и конвейерный транспорт при глубине карьера более 300 м разнятся незначительно, поэтому с целью оптимизации транспортирования горной массы на поверхность целесообразно рассмотреть комбинации этих двух видов транспорта для доставки руды с глубоких горизонтов карьера. В рабочей зоне отбойки организуются промежуточные склады товарной руды, которая доставляется автосамосвалами. Из промежуточных рудных складов осуществляется погрузка руды на конвейеры, которые и доставляют ее на поверхность.

Принципиальная схема организации карьерного транспорта при отработке месторождений Забайкалья глубокими карьерами приведена на рис. 9.

¡(ез^ттт ¿¿¡Ж :................тПЙ

• Ж В. м V*

Рис. 9. Принципиальная схема организации транспорта горной массы при открытой разработке рудных месторождений Забайкалья

1- железнодорожный транспорт, 2 - автомобильный транспорт; 3 - конвейерный транспорт

Эффективность работы карьерного транспорта во многом зависит от качества покрытия автомобильных дорог и качества формирования полотна железных дорог.

В настоящее время на карьерах Забайкалья применяются простейшие типы дорожных покрытий для автомобильных дорог.

Толщина покрытия А определяется по формуле (Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд)

А-

(Е./Е,,)04 ''*2Лг*[1-(Бо/Е,)'-4]

1 - Ер/Ет». 1

(9)

где Ощ, - диаметр круга, равновеликого следу колеса автосамосвала (для БелАЗ-7523 -75 - 0,75 м, для БелАЗ-75191 - 0,95 м); Е0Д1 - модули деформации основания и слоя покрытия, МПа.

Институтом ГипродорНИИ разработаны технологические карты устройства дорожных одежд и земляного полотна с применением рулонных синтетических геотекстильных материалов (ГТМ), а также рекомендации по укреплению обочин с применением таких материалов. Применение ГТМ в дорожном строительстве способствует повышению несущей способности основания дороги, что позволяет увеличить скорость движения автосамосвалов на 10... 12 %, повысить срок эксплуатации шин, использовать на таких дорогах автосамосвалы особо большой грузоподъёмности.

В конструкции дорожных одежд ГТМ выполняют функции армирования, дренажа, защиты и фильтрации. По физико-механическим характеристикам для условий карьерных автодорог карьеров Забайкалья целесообразно применять наиболее морозостойкие ГТМ на основе полиэтиленовых волокон.

Использование ГТМ на практике (Завитинский карьер, Харанорский разрез) дало положительные результаты. При этом: увеличиваются скорость движения автосамосвалов и, соответственно; их сменная производительность, провозная и пропускная способность; значительно снижаются затраты на строительство и текущий ремонт автодорог; уменьшаются износ шин, потребность в запасных частях, выбросы загрязняющих веществ и в целом эксплуатационные и суммарные затраты по автотранспорту.

Строительство и эксплуатация железнодорожного транспорта при открытой разработке месторождений также сопряжены с большими затратами, обусловленными низкой несущей способностью дорожного основания. Обычно применяемые в этих условиях способы укрепления грунтов весьма трудоёмки, дорогостоящи и малоэффективны.

Для повышения несущей способности оснований промышленных сооружений и укрепления дорожных откосов был предложен способ геотекстильного экранирования. Высокая технико-экономическая эффективность применения ГТМ обуславливает целесообразность его применения на горных предприятиях.

Эта технология включает следующие операции:

!. Укладка ГТМ на;грунтовое основание трассы. Рулон ГТМ шириной от 3,5 до 5,2 м и длиной 100 м раскатывается двумя рабочими в течение 5... 10 мин. При ширине трассы больше ширины рулона ГТМ раскатывают второй рулон с перекрытием на 0,3...0,4 м.

2. Отсыпка на ГТМ слоя балласта толщиной 0,15. ..0,3 м;

3. Укладка на балласт рельсо-шпальной решетки и балластировка зазоров между шпалами.

После этого раскатывается новый рулон ГТМ с перекрытием предыдущей полосы в торцевой части на 0,4... 0,5 м и операции повторяются.

ГТМ препятствует проникновению грунта в балластную призму и обеспечивает свободный дренаж грунтовых вод и атмосферной влаги в вертикальном и в горизонтальном направлениях, в результате чего исключается неравномерная осадка основания, снижается поровое давление набухающего грунта на балластную призму, обеспечивается отвод атмосферной влаги за пределы дорожного основания. ГТМ препятствует также внедрению крупных фракций балласта в грунтовое основание и способствует сохранению проектных контуров балластной призмы и предотвращает её разрушение.

Существенно повышается скорость движения состава, снижаются простои из-за схода вагонов и думпкаров за счет более равномерного распределения динамических нагрузок от движущегося транспорта на дорожное основание.

Кроме технико-экономической эффективности применение ГТМ дает экологический эффект, т.к. транспортирование горной массы автосамосвалами на обычных автодорогах вызывает загрязнение атмосферного воздуха пылью и газами (при отсутствии средств пылеподавления концентрация пыли в зоне автодорог достигает 60...80 мг/м3, а интенсивность - 11500... 12000 мг/с).

Третье защищаемое положение. Снижение энергетических затрат и повышение экологической безопасности очистных работ при открытой разработке рудных месторождений достигается за счет дополнительного разупрочнения массива скальных пород на базе использования гидроразрыва, а мерзлых рыхлых отложений - на основе синхронно-импульсного электро-гидроразрыва, обеспечивающих снижение затрат на буровзрывные работы и выброс вредных ядовитых газов и пыли в атмосферу карьеров.

Автором разработана технология для предварительного разупрочнения массива горных пород для снижения затрат на буровзрывные работы (A.C. 1839056) (рис. 10).

Разупрочнение массива достигается предварительным формированием в массиве системы горизонтальных, вертикальных и наклонных трещин, что позволяет уменьшить удельный расход ВВ.

Нисходящий порядок предварительного формирования в массиве системы горизонтальных трещин посредством нагнетания воды в скважины и заполнения указанных трещин расклинивающим агентом обеспечивает необходимую пространственную ориентацию трещин. Горизонтальные трещины позволяют создать через них систему вертикальных и наклонных трещин в восходящем порядке. Восходящий порядок формирования системы вертикальных и наклонных трещин и ступенчатый режим нагнетания вязкой жидкости позволяют создать достаточно густую сеть вертикальных и наклонных трещин в промежутке между смежными горизонтальными трещинами, что в последующем при взрывании позволит без увеличения выхода негабаритов значительно сократить удельный расход ВВ.

Намораживание льда в горизонтальных трещинах путем периодического нагнетания воды при разработке руд в условиях многолетней мерзлоты позволяет повысить температуру мерзлой руды за счет льдообразования, что в сочетании с расклинивающим эффектом замерзающей в промежутке между нагнетаниями воды в горизонтальных трещинах, уменьшит прочность массива мерзлой руды и позволит уменьшить удельный расход ВВ при взрывании почти вдвое, а также сократить число скважин. В центре рудного тела бурят, по меньшей мере, одну скважину для проведения операций нагнетания жидкости.

Примерно по контакту рудного тела и вмещающих пород бурят контрольные скважины, после чего приступают к формированию системы трещин в массиве. Предварительно известными технологическими приемами формируют в массиве посредством нагнетания воды в скважину в нисходящем порядке систему горизонтальных трещин от центра рудного тела до контакта с вмещающими породами.

После формирования в рудном теле системы горизонтальных, вертикальных и наклонных трещин производят взрывание скважин, для чего используют расчетный, согласно сформированной в рудном теле трещиноватости удельный расход ВВ и проводят взрывную отбойку.

Использование предложенного способа взрывной отбойки руд по сравнению с известными способами имеет следующие преимущества: уменьшается выход негабаритов; снижается удельный расход взрывчатых веществ и, соответственно, выбросы ядо-

1-рудное тело; 2 - нагнетательная скважина; 3 — контакт рудного тела с вмещающими породами 4; 5 — контрольные скважины; б - горизонтальные трещины; 7 — манометр; 8 - наносы; 9 — наклонные трещины, 10- пакер; 11- ёмкость для щелочного(кислотного) раствора; ¡2 - ёмкость для ГПЭ; 13 -вертикальные скважины

Рис. 10. Технология разупрочнения массива гидроразрывом пород:

витых газов и пыли при взрывании; уменьшается количество скважин и затраты на буровзрывные работы в целом.

Взрывогидравлический способ разрушения мерзлых горных пород предусматривает использование комбинированного механизма кондуктивно-конвективного переноса тепла, аккумулированного в теплоносителе без применения искусственных энергоисточников. Способ впервые испытан в комбинации с гидроигловым оттаиванием на прииске Колымы. В предложенном позднее варианте (Авдеев П.Б., Рашкин A.B. и др., 1980) в массиве путем одновременного камуфлетного взрывания зарядов взрывчатых веществ (ВВ) линейного ряда скважин создаются фильтрационные каналы, соединяющие питающую (распределительную) и дренажную канавы (рис.11).

Рис. 11. Взрывогидравлический способ оттаивания мерзлых горных пород: 1 - питающая канава, i = 0,008; 2 -подогретая солнечной энергией вода; 3 -взрывные скважины; 4 - дренажная канава; 5 - оросительные канавы; 6 - заряд ВВ, q = (7...11) кг; 7- профильтрованная и охлажденная вода; 8 - питающая скважина; 9 - зона фильтрации; 10 - коренные породы; 11- камуфлетные полости

Воду подают через питающую и оросительную канавы и, кроме того, через фильтрационные каналы, что позволяет ускорить оттаивание массива. С поверхности массив оттаивает фильтрационно-дренажным способом или при слабопроницаемых породах солнечно-радиационным способом. Расчет параметров данного варианта взры-вогидравлического фильтрационно-дренажного оттаивания (ВГФДО) проводят по следующей схеме (рис. 12).

Расстояние между рядами скважин в зависит от размеров зоны оттаивания вокруг фильтрационного канала, определяемого уравнением теплового баланса:

в = 2 Л 2 ; (10)

К2 = К\л1Кф{еСвГКи НкШф + *

ПСП ) + 1, (11)

где Л/, - радиусы фильтрационного канала и зоны оттаивания, Кф - коэффициент фильтрации пород в канале, м/сутки; и - температура воды, °С; с„ - теплоемкость воды, Дж/(м3-°С); г- время оттаивания пород в зоне (Яг - ЯО, сутки; /с„ = (? вх -- и) - коэффициент теплоотдачи фильтрационного потока ? 1вых - температура воды, соответственно, на входе и выходе фильтрационного потока, °С; /,- - длина фильтрационного канала, м; - температура фазового перехода, Дж/м3; ¡„ - температура пород, °С; с„ - теплоемкость пород, Дж/(м3-°С).

Условие гидроразрыва мерзлых пород определяют из соотношения

Рхкгр„<Р. + Рх + Ргд + Ръ (12)

где Рв - давление в точке гидроразрыва от ударных волн, генерируемых из импульсных (взрывных) скважин; Р ,с - статическое давление нагнетания; Рг0 - давление гидроимпульса от гидровибратора; Р 3 - давление импульса электрического разряда из нагнетательной скважины.

Рис. 12. Схема создания зоны фильтрации в мерзлом массиве горных пород при ВГФДО;

а - расстояние между взрывными скважинами в ряду, м; Л; - радиус фильтрационного канала, м; Ик -радиус камуфлетной полости, м; Я„ -радиус зоны проницаемости, м; Л; -радиус зоны взрывогидравлического оттаивания, м; 1 — взрывные скважины; 2 - камуфлетные полости; 3 -зона проницаемости; 4 - зона фильт-рационно-дренажного оттаивания; 5 — оросительные канавы; 6 — зона взрывогидравлического оттаивания

Количество трещин гидроразрыва определяют расчетом, исходя из необходимого времени на оттаивание всего участка мерзлых пород. Вначале определяют глубину Я 1 первой от земной поверхности трещины по формуле:

H1 = ep+(sr)1, (13)

где £р - глубина естественного солнечно-радиационного оттаивания, м; (er)i -мощность оттаиваемого слоя от центра первой трещины, определяется по формуле В.Ю. Казакова (Авдеев П.Б., Рашкин A.B. и др., 1996).

Глубины последующих трещин гидроразрыва Я, и мощности оттаиваемых слоев (er) i определяют последовательно по формулам;

Н, = НИ + (£г)н+(£г)и (14)

(ег) г = X xte xt/(Q0xX1/2) х [1,128 х (1 + А xHi)m-

-0,32 х Я х t„ хА/(Q0 хХ"2)], (15)

где г = 2,3,...,и - номера трещин гидроразрыва; п - общее число трещин; А - коэффициент теплопроводности талого фильтрующего слоя, Вт/(м хК);/,- температура воды-теплоносителя, °С; г - продолжительность оттаивания, с; Q„ - удельное энергопотребление при оттаивании единицы объема мерзлых пород, Дж/м3;

X = (Rd2 - г2)/2; А =Кф/[а х ln(Rd/ra)J, (16)

где Rd - расстояние между нагнетательной и дренажной скважинами, м; г0 - радиус дренажной скважины, м; Кф - коэффициент фильтрации пород, м/с; а - коэффициент конвективной температуропроводности, м2/с.

Применение ВГФДО позволяет увеличить глубину оттаивания пород за сезон в 2...3 раза по сравнению с естественной оттайкой и в 1,5...2 раза эффективнее ФДО (рис. 13).

1 2

3

4

5

Н,м '

1С« Июп Аиуст

N /

.,Осъф '"бсь Ось"™ иирада "ИДрОр: -Г ¡,роразр овного ю '—1 ЗрЫВИ 1.И1ПЛ1 РТ" 1ШЛЗ мет И ячГ-ыи ей уров уровень ень\

-----

Рис. 13. Динамика оттаивания мерзлых горных пород:

1 - солнечно - радиационный способ; 2 - фшьтрационно - дренажный способ; 3 - взрывогидравличе-ский филътрационно - дренажный способ; 4 - гидроразрывной способ

Результаты расчетов показывают, что варианты с применением буровзрывных работ и электро- гидроразрыва являются предпочтительными для промышленных испытаний (табл. 2).

Таблица 2

Технико-экономические показатели способов оттаивания

Показатели Ед. изм. Варианты оттаивания

1-ФИС 2-ЭФИС 3-ВФИС 4-ЭГРП

Объем бурения скважин тыс. м 9,1 9,1 6,6 2,5

Расход электроэнергии кВт х ч 530 3990 490 450

Расход ВВ т - - 69,6 -

Удельные капитальные затраты р/м' 0,55 0,57 0,56 0,72

Себестоимость р/м3 0,31 0,81 0,36 0,15

Удельные приведенные затраты р/м3 0,39 0,89 0,46 0,26

Крупномасштабные испытания электро- гидроразрыва пород целесообразны также для оценки эффективности его применения с целью снижения удельного расхода ВВ при рыхлении мерзлых пород буровзрывным способом.

Предварительные расчеты показывают, что за счет создания в массиве системы льдозалолненных трещин можно снизить удельный расход ВВ в 1,5...2 раза. При этом многократно сокращаются платежи за выбросы ядовитых газов и пыли, в 3...4 раза уменьшается ущерб окружающей природной среде.

Четвертое защищаемое положение. Эффективность и безопасность повторной открытой разработки месторождений, отработанных подземным способом, могут быть достигнуты учетом установленных геодинамических закономерностей перемещения и аккумулирования руды в зонах обрушения в пространстве и во времени на стадии подземной отработки месторождений и использования технологической схемы на базе экскаватора-драглайна, позволяющей извлечь потерянные запасы богатых руд из зон обрушения.

При подземном способе разработки месторождений в недрах остается значительное количество полезного ископаемого, достигающее 20...25 % при высоком разу-боживании руды. Современная тенденция к энерго- и ресурсосбережению, наличие мощного карьерного оборудования позволяют осуществлять повторную разработку от-

крытым способом запасов руд, потерянных ранее при подземных работах. Открытый способ, в некоторых случаях, оказывается значительно эффективнее подземного, несмотря на большие объемы вскрышных работ.

Несмотря на значительный объем исследований по технологии комбинированной разработки месторождений, в целом поиск инженерных решений ведения горных работ при повторной разработке крутопадающих месторождений в условиях неустановившегося процесса сдвижения горного массива представляет актуальную научно-практическую задачу. Недостаточно изученными являются вопросы обоснования оптимальной глубины карьера и схемы вскрытия, выбора основных параметров безопасной технологии ведения открытых горных работ при повторной разработке месторождений.

Для выбора технолога повторной разработки Тасеевского золоторудного месторождения необходимо было решить следующий ряд задач: выбор технического оснащения и методики производства работ по выявлению местоположения и параметров пустот; обоснование безопасной мощности потолочин; разработка рекомендаций по контролю за состоянием и деформациями массива и устойчивостью потолочин в период эксплуатации карьера; обоснование углов наклона бортов карьера и углов откосов уступов.

Разработка открытым способом в условиях подработанного массива и наличия подземных пустот при одновременной выемке запасов нижележащих горизонтов подземным способом представляет большую сложность. Главным условием открытой повторной разработки крутопадающих месторождений в зоне влияния подземных рудников при неустановившемся процессе сдвижения горного массива является обеспечение безопасности для работающих в карьере людей и оборудования, что достигается путем выявления участков с установившимся процессом сдвижения горного массива, на которых возможность внезапного обрушения исключается, и ведения работ в активной зоне обрушенм и сдвижения с применением специальной технологии и оборудования, располагаемого вне этих зон.

Для изучения процесса сдвижения была оборудована наблюдательная станция из восьми профильных линий (рис. 14). По абсолютным отметкам реперов вычислены оседания земной поверхности, скорости сдвижения поверхности и приращения скоростей. Определены горизонтальные смещения, максимальные наклоны, кривизна поверхности. Объективным фактором, характеризующим динамику процесса сдвижения, является продолжительность процесса. Оседание поверхности во времени (скорость сдвижения) вычисляется по формуле

т , (17)

где VI - скорость сдвижения, мм/мес.; п„, п„-1 - оседание двух смежных реперов профильных линий, мм; Т - время перемещения реперов, мес.

При анализе графиков У-,(т) по определенным значениям скоростей выявлено большое число участков профильных линий (рис. 14), где наклоны поверхности значительно превышают допустимые. Для качественной оценки этого явления по участкам со средним максимальным оседанием реперов определены максимальные скорости оседания и вычислены относительные величины наклонов. Критическим наклоном (/*,,), согласно действующей инструкции, следует считать наклон 4 мм/мес. Анализ результатов наблюдений показывает, что зоны интенсивного сдвижения земной поверхности концентрируются на двух площадях, где установлены наибольшие оседания с наибольшими наклонами земной поверхности. На этих площадях сосредоточены все имеющиеся провалы и воронки. Один из таких участков находится в районе пересечения профильных линий 4-4, У-У с линиями 3-3, ГУ-ГУ, Ш-Ш. Вторая площадь интенсивного сдвижения находится в районе пересечения линий 4-4 с линиями 1-1 и П-Н.

Рис. 14. План поверхности Первой рудной зоны Тасеевского месторождения с расположением геофизических и маркшейдерских профилей

На основе анализа результатов наблюдений определены скорости развития обрушений по провалам.

Для безопасного ведения открытых горных работ в зоне сдвижения необходимо определить контуры и размеры опасных зон

Угол сдвижения в коренных породах у нижней границы выработки со стороны висячего бока /?(град) определяется по следующей формуле:

/5 = 55° +1,5/-(0.30 + 0.01/)-а, (18)

где а- угол падения вмещающих пород, град.;/- коэффициент крепости' пород по шкале М.М. Протодьяконова.

Угол сдвижения у нижней границы выработки со стороны лежачего бока Д (град.) определяется из выражения

= 40° + 3,4/ . (19)

По результатам инструментальных наблюдений были определены основные параметры мульды сдвижения и размеры её наиболее характерных зон, что позволяет выявить опасные и безопасные участки ведения повторной открытой разработки.

Для повторной разработки месторождения открытым способом необходимо было определить количество руды в зоне обрушения.

Наиболее полное представление о характере и величине смещения запасов руды, а также их распределении в горном массиве и состоянии зоны обрушения можно получить физическим моделированием процесса сдвижения на эквивалентных материалах по методике проф. В.В. Куликова (1980).

В зонах обрушения руда и порода находятся в разрыхленном состоянии. Теоретическими и лабораторными исследованиями доказано, что перемещение разрыхленных пород в зоне обрушения аналогично перемещению отбитой руды в блоке. Так как в зоне обрушения накапливается разрыхленный материал, то перемещение его с понижением добычных работ подчиняется тем же законам, что и истечение сыпучего материала.

Истечение руды в блоке происходит из тела в форме эллипсоида вращения, коэффициент вытянутости т которого определяется из выражения

А

т

(20)

2 Я '

где А - высота эллипсоида вращения, м; Л - радиус кривизны вершины параболы, м.

При выходе эллипсоида вращения на поверхность образуется воронка провала (рис. 15).

Рис. 15. Схема к определению показателя сыпучести пород

Образующая воронки в зоне обрушения описывается уравнением (Куликов, 1980)

у 2 = 2 Я ■ х , где Х,у~ текущие координаты

При моделировании приняты следующие условия подобия:

М -

(21)

II II

Нм р.

(22)

где #„,#„- мощность отрабатываемой толщи пород, м; 1-и, — горизонтальные размеры месторождения, м; Рн, Р„ - показатели сыпучести пород зоны обрушения, м. Индексы «к» и «м» соответствуют натурным (н), и модельным (м) показателям.

Принятый масштаб моделирования 1:300 позволил с достаточной точностью установить закономерности пространственного перемещения запасов полезного ископаемого в зоне обрушения.

Теоретически объем выпущенного материала равен

як3

Ч =

6т'

(23)

По результатам моделирования было определено размещение запасов руды в зоне сдвижения (рис. 16).

Рис. 16. Размещение запасов руды в зоне обрушения по результатам моделирования

Блокировки зоны обрушения приведены на рис. 17.

Подсчет запасов руды в контуре повторной разработки производился следующим образом:

1. Определялись объемы руды и пустых пород измерением соответствующих площадок на разрезах и по горизонтам.

2. На основании изучения процесса сдвижения земной поверхности и анализа геолого-маркшейдерской документации устанавливались основные параметры мульды сдвижения и отдельных ее зон. Размеры мульды сдвижения наносились на поперечные и средневзвешенный разрезы, после чего определялось общее количество руды в зоне воронкообразования.

По результатам моделирования и выявленным закономерностям распределения руды в зоне обрушения определялась глубина процесса сдвижения и корректировались ранее подсчитанные запасы руды по горизонтам.

Повторная разработка оставшихся запасов Тасеевского месторождения открытым способом позволяла достичь высоких технико-экономических показателей, так как в полной мере соответствовала принципу ресурсосбережения за счет добычи не извлеченных запасов руды на верхних горизонтах месторождения, отработанных подземным способом. Однако, она требовала обеспечения безопасности и дополнительных затрат на разведку и погашение пустот, на укрепление бортов и буровзрывные работы в нарушенных зонах.

В качестве критерия, определяющего эффективность выбранного варианта доработки запасов принята ЧДП.

Первоначально глубина карьера Но(м) в условиях комбинированной разработки определялась по методике проф. Юматова Б.П.

-Ь + Л1Ь2 +2с1КтЬ

Н0 = —— -—, (24)

а

где Ь = 2с(£<5т + 1(сГ#Д + е'яД,); а = л(с^р, т - горизонтальная

мощность рудного тела, определяемая по средневзвешенному разрезу (т=30 м); I-длина месторождения по простиранию (I =500 м); Д; Д2 - углы откосов бортов карьера в период погашения ( Д =43 Д,=46 °); О -угол откоса торцов карьера (5 =50 °).

Граничный коэффициент вскрыши К,р (м3/м3) при различных объемах руды и вскрышных пород, добываемых при открытом и подземном способах, определяется по формуле

К С.М^-ОЬ^Н*.-*■)], (25)

где С„- себестоимость добычи 1 м1 руды подземным способом, руб/м3; С„ - себестоимость добычи 1 м3 руды, руб/м3; С, - себестоимость 1 м3 вскрыши, руб/м3; /„= 0,8, /„= 0,42 - коэффициенты разубоживания; К0= 0,98, К„= 0,89 - коэффициенты извлечения; индексы «и» и «о» соответствуют подземному и открытому способам разработки месторождения.

Расчетный граничный коэффициент вскрыши для условий Тасеевского месторождения составил 18,51 м3/м3, а глубина карьера Н0 = 180 м.

Были рассчитаны три варианта вскрыши с глубиной 180 м, 210 м и 230 м.

При разработке месторождения до глубины 180 м выделены 3 этапа разработки месторождения с усредненным эксплуатационным коэффициентом вскрыши Кэ, соответственно: 1-й этап - Н=40...130 м, Кэ= 7,3 м3/м3; 2-й этап - Н=130...160 м, К,= 3,9 м3/м3; 3-й этап - Н=160... 180 м, К,= 1,03 м3/м3. Для второго варианта выделены четыре этапа разработки с коэффициентами вскрыши 7,8; 10,7; 5,8 и 1,4 м3/м3, соответственно. Разработка по варианту 3 разбивается на четыре этапа с коэффициентами вскрыши 8,0 м3/м3, 13,2 м3/м3,7,1 mV и 2,5 м3/м3.

Эксплуатационные коэффициенты вскрыши позволяют определить годовые эксплуатационные расходы Сг (млн руб.) по этапам разработки по каждому варианту по следующей формуле

Сг=(С.+К,-С)А,- у*-, (26)

о

где Кэ - усредненный коэффициент вскрыши для данного этапа разработки, м3/м3; А0 - объем рудного тела, отрабатываемый за один год при данной скорости годового понижения, м3.

Капитальные вложения производятся в течение нескольких периодов - в первый период на строительство карьера, а затем на развитие и поддержание производственной мощности.

Капиталовложения на строительство карьера определены по формулам 17.2

Куд.с. =0.76 + — ) (27)

Аг.м.

Кстр. = Аг.м.'Ку6.с., (28)

где Кудх. - удельные капвложения на строительство, р/т; Кшр. - суммарные капиталовложения на строительство карьера, млн р.; Агм . - годовые объемы горной массы, млн т, определены из выражения

К l \

= (29)

где/)0 - объем рудного тела, отрабатываемый за один год, тыс. мэ; К, - усредненный эксплуатационный коэффициент вскрыши, м3/м3; ур = у„- 2,4 т/м3- плотность руды и плотность породы.

Для Тасеевского месторождения расчетный срок строительства карьера составил три года.

Извлекаемая, ценность полученной за год продукции Ц„0 (млн руб.) по этапам определена из выражения

Ц„„=А„-УР-С,-КЩ-Ц0, (30)

где С„ = 5 г/т - среднее содержание металла в руде; Кщ=0,8 - извлечение при обогащении руды и переработке концентрата; Ц„- цена металла, руб./г.

На основе выполненных расчетов получены технико-экономические показатели для различных вариантов разработки месторождения (табл. 3).

Таблица 3

Экономические показатели разработки Тасеевского месторождения при различной глубине карьера

Наименование показателей Варианты глубины карьера Н0,м

180 210 230

Приведенные капиталовложения на строительство К„, млн долл. 8,15 8,25 8,34

Приведенные эксплуатационные расходы С„, млн. долл. 10,93 17,67 17,84

Приведенная извлекаемая ценность Цт млн. долл. 38,88 42,96 45,25

Чистая дисконтированная прибыль млн. долл. 15,30 16,20 14,10

Наибольшее значение чистой дисконтированной прибыли Пч0„, получено при глубине разработки 210 м.

Условия залегания рудных тел верхних горизонтов месторождения предопределяли применение транспортной системы разработки с автомобильной доставкой вскрышных пород на внешний отвал. Для выемки наносов предложена бестранспортная система разработки с применением экскаватора-драглайна (A.c. № 620603, 1977). Нижележащие горизонты отрабатываются с применением транспортной системы, механических лопат и автосамосвалов.

Для условий Тасеевского месторождения возможно применение двух технологических схем: а) обычная технология с применением карьерных экскаваторов и автосамосвалов; б) комбинированная технологическая схема с применением экскаватора-драглайна для 2-й зоны (рис. 20) и карьерных экскаваторов типа ЭКГ для 1 -ой зоны с транспортированием руды автосамосвалами; применение специального горного оборудования.

Приведенные суммарные затраты на повторную разработку месторождения составят

Z3v=3v,+3.„> (3D

где Зл(1| ,3 - приведенные затраты на добычу руды из 1-ой зоны плавных оседаний и трещин из 2-ой зоны провалов, соответственно.

Приведенные затраты на добычу руды из 1-ой зоны

Я,, =ix + (32)

где £СЛ| - суммарные приведенные эксплуатационные затраты; Ен = 0,12 норматив сравнительной эффективности капиталовложений; ^К- суммарные приведенные

капиталовложения на разработку зоны.

Суммарные приведенные эксплуатационные затраты определялись по формуле

УС„ =7-%--+ 7—^-+ , (33)

где С; - годовые эксплуатационные затраты на разработку зоны; К„ - показатель технического прогресса; Ен„ = 0,08 - норматив для приведения разновременных затрат (норма дисконта); tcmp. - период строительства карьера, лет; tt - период разработки зоны.

Годовые эксплуатационные затраты на добычу руды определены по формуле

с, + (34)

pi

где С0 - себестоимость добычи руды при повторной открытой разработке, р/м ;

К, - усредненный эксплуатационный коэффициент вскрыши, м3/м3; Се - себестоимость 1 м3 вскрыши, руб.; А„ - годовая производительность карьера по руде, млн м"1; Кио - коэффициент извлечения запасов из недр; 1ро - коэффициент разубоживания.

Определение общих капиталовложений на строительство карьера произведено по методике проф. Б.П. Юматова. Суммарные приведенные капитальные затраты определяются по формуле

у*- -к I КгК-. ,

где Л"/,- - капиталовложения, производимые в начале каждого года

строительства.

Удельные и общие капиталовложения определялись соответственно по формулам 27 и 28.

Затраты на добычу руды из 2-ой зоны представляют сумму приведенных эксплуатационных и капитальных затрат, при этом эксплуатационные затраты включают в себя дополнительные затраты по обеспечению безопасности.

Суммарные приведенные эксплуатационные затраты на разработку 2-ой зоны определялись по формуле

С С С

=7-+ 7-^ + - + 7-Н-. (36)

^ " (1 +£„„) (1 + Ету (1 + £„„)''

где ¡2 - время отработки запасов руды в зоне, лет; С^ - годовые эксплуатационные затраты на разработку 2-й зоны, руб.

Годовые эксплуатационные затраты представляют сумму двух видов затрат - затраты на добычу руды из 2-й зоны Сцов и дополнительные затраты на обеспечение безопасных условий работ Со.у.

=Сйоб+С6.у.. (37)

Эксплуатационные затраты на разработку зоны 2 увеличиваются по сравнению с разработкой этой зоны в не нарушенном массиве на 20...25 %. Коэффициент удорожания Куд определен нами на основании обработки статистических данных по комбинированной разработке Тырныаузского месторождения и по работе Балейского карьера в зоне старых подземных выработок. Затраты на добычу руды из 2-ой зоны

= К „{С. + К,С, )Аои ^, (38)

р°

где Аои - годовая добыча руды по второй схеме.

Эксплуатационные затраты по обеспечению безопасности горных работ включают затраты на разведочные работы по бурению 3\ и на геофизические работы Зг для контроля за состоянием горного массива во 2-ой зоне

31,=31 + 32. (39)

Таким образом, годовые эксплуатационные затраты на разработку 2-й зоны составят

+КэСе)А01!^ + 31+32. (40)

ро

Определение приведенных суммарных капитальных затрат производилось по формуле 32 с учетом годовой добычи руды из зоны 2. Приведенные суммарные затраты на разработку месторождения составили

13,, +£»!*,)+1к,.1Х +1еК,Л\. (41)

Суммарная приведенная ценность разработки месторождения по 1 -й технологи-

ческой схеме определялась по формуле

П.

IX, =

Я.

'{\+ЕюУсярЛг (1+Е„Х,р+10

где („ - время отработки запасов руды.

Далее производится расчет ЧДП по обоим вариантам.

Из сопоставления полученных величин ЧДП выбирается рациональный вариант безопасной ресурсосберегающей технологии повторной разработки месторождения открытым способом. Как видно из рис. 18, технология повторной разработки с извлечением запасов из опасной зоны провалов с использованием драглайна по основный технико-экономическим показателям предпочтительнее традиционной технологии.

Рис. 18. Сравнительная эффективность открытой повторной разработки месторождения

ЧДП, млн. руб.

ч

го а. Н

Для повышения безопасности ведения горных работ и полноты извлечения руды . из зоны сдвижения горного массива предложена технология с выемкой вскрышных пород драглайном с нижним черпанием. Применение драглайна обеспечивает' полную безопасность вскрышных работ без предварительных затрат на обнаружение и погашение подземных пустот.

По предлагаемой технологии (рис. 19) драглайн с максимальным радиусом черпания не менее половины ширины зоны обрушения на рабочем горизонте осуществляет выемку горных пород из зоны сдвижения, в первую очередь, со стороны лежачего бока залежи нижним черпанием, предварительно подготавливая себе рабочую площадку путем отсыпки предотвала.

я*

Рис. 19. Схема работы экскаватора-драглайна при проходке траншеи в зоне провалов и сдвижения

Экскаватор-драглайн производит вскрышу наносов и переэкскавацию их по бестранспортной схеме за пределы границ карьера. После окончания работ по вскрыше наносов, драглайн перемещает горную массу из второй зоны в безопасную зону для дальнейшей погрузки экскаватором типа ЭКГ. Размещение горно-транспоргного оборудования и погрузка горных пород производится за границей зоны сдвижения.

После понижения горных пород на один-два уступа выемку горных пород осуществляют аналогичным образом со стороны висячего бока, при этом драглайн располагается за границей зоны обрушения (рис. 20).

В результате сравнения различных видов горно-транспортного оборудования установлены рациональные типы оборудования и необходимое его количество для каждого варианта.

Выполненные расчёты показали, что транспортно-бестранспортная система разработки с применением экскаватора ЭШ-10.70 позволяет получить годовой экономический эффект 105,8 тыс. долл. по сравнению с вариантом разработки месторождения карьерными экскаваторами (табл. 4).

Таблица 4

Технико-экономические показатели повторной разработки Первой рудной зоны Тасеевского месторождения

Исходные данные и показатели расчета Система разработки

транспортная транспортно-бестранспортная

Годовой объем горной массы Аг«., тыс. м3 1,160 1,230

Годовой объем руды, тыс. т 300 300

Годовой объем вскрыши, тыс. м3 1035 1105

Объем ГКР !<',,, тыс. м3 422,8 422,8

Стоимость 1 м3 ПСР С,,, долл. 2,26 1,66

Капитальные вложения на ГКР Кгк., ты с. долл. 955,6 701,8

Амортизация ГКР Сгк., тыс. долл. 58,4 42,9

Эксплуатационные расходы по основным производственным процессам С„„., тыс. долл. 536,2 431,4

Приведенные затраты , тыс. долл. 853,5 749,7

Заключение

В диссертации, являющейся законченной научно-исследовательской работой, изложены научно-обоснованные технические и технологические решения, заключающиеся в оценке влияния геокриологических и природных условий Забайкальского региона на параметры технологических процессов открытой разработки рудных месторождений. Они представлены разработкой экономико-математической модели ресурсосберегающей технологии открытых горных работ на основе критерия ЧДП, оценкой основных видов карьерного транспорта по объему энергетических затрат, обоснованием способа разупрочнения многолетнемерзлых рыхлых отложений и скальных горных пород на базе использования гидроразрыва, установлением геодинамических закономерностей перемещения и формирования кондиционных руд в зонах обрушения подземного рудника и др.

Все это вносит значительный вклад в повышение эффективности экономики Забайкальского региона и повышение обороноспособности страны.

В процессе исследований решены следующие задачи:

- оценены; минерально-сырьевая база, природно-климатические, горнотехнические, горно-геологические и геокриологические условия месторождений Забайкалья;

- дана критическая оценка проектных решений и фактического состояния технологии открытой разработки и обоснованы перспективы освоения минерально-сырьевых ресурсов региона в новых экономических условиях;

- обоснован и выбран критерий оценки эффективности разработки рудных месторождений открытым способом;

- обоснована и разработана методика выбора оптимального вида карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождений;

- исследованы технологические процессы добычи рудного минерального сырья открытым способом и разработаны новые технико-технологические решения повышения их эффективности;

- исследованы процессы сдвижения горного массива при отработке месторождений подземным способом с открытым очистным пространством в условиях отсутствия закладки выработанного пространства;

- оценены запасы минерального сырья на верхних неотработанных горизонтах, подвергшихся геомеханическому сдвижению;

- разработана безопасная технологии повторной выемки запасов открытым способом после завершения подземных горных работ.

Основные научные и практические результаты выполненного исследования заключаются в следующем.

1. Разработана и реализована концепция формирования и развития открытой геотехнологии, наиболее полно соответствующей условиям горно-промышленного освоения рудных месторождений Забайкальского региона, включающая: анализ геокриологических и горно-технических условий; выбор базовой глубины, основанный на граничном коэффициенте вскрыши; расчет удельных затрат по основным технологическим процессам; автоматизированный экспресс-расчет финансовых потоков; формирование комплекса главных параметров карьера; технологии ведения буровзрывных работ, погрузки горнорудной массы и ее транспортировки; экономическую оценку календарных графиков; сравнение ЧДП и градиентов ЧДП; выбор оптимальных параметров по максимальным значениям ЧДП, ВНП и минимальному сроку окупаемости.

2. Обоснованы базовые доминирующие параметры, определяющие эффективность и адекватность проектов (годовая производительность, текущий коэффициент вскрыши; глубина карьера или соответствующая ей дальность транспортировки горной массы из карьера

до приемного пункта).

3. При расчете ЧДП обоснована необходимость учета затрат на охрану окружающей среды, рекультивацию земель, оздоровление трудящихся и подготовку кадров, не входившие ранее в эксплуатационные затраты, что позволяет учесть все расходы на строительство и эксплуатацию карьеров и конкретизировать бюджетную и социальную эффективность предлагаемых вариантов отработки месторождения открытым способом

4. Усовершенствована методика выбора рациональных вариантов карьерного транспорта для конкретных горнотехнических условий, включающая решение следующих задач:

а) расчет затрат на базе учета расхода энергии в виде коэффициента полезного действия энергии;

б) расчет суммарных эксплуатационных затрат на добычу, транспортировку горной массы и строительства карьерной трассы для доставки горной массы на поверхность;

г) определение рентабельной области эффективного использования карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождения.

5. Предложена комбинированная схема организации технологического карьерного транспорта для отработки ряда крупных рудных месторождений Забайкалья глубокими карьерами: Озерного (полиметаллы), Бугдаинского (молибден, золото, свинец, цинк и др.), Быстринского и Лугоканского (медь, железо, золото, серебро), Чинейского (железо, ванадий и титан), Удоканского (медь).

6. Предложена технология улучшения качества дорожного полотна автомобильных и железных карьерных дорог использованием синтетических геотекстильных материалов, что позволит увеличить скорость движения автосамосвалов на 10... 12 %, повысить срок эксплуатации шин, снизить выбросы загрязняющих веществ на 13... 17 %, сократить объём балласта и подсыпки на железнодорожных путях в 2,0...2,5 раза и получить годовой экономический эффект в размере 24...28 тыс. руб. на 1 км дороги;

7. Разработана технология разупрочнения массива скальных горных пород с применением гидроразрыва, позволяющая уменьшить удельный расход взрывчатых веществ и выбросы ядовишх газов и пыли, снизить затраты на бурение скважин и буровзрывные работы в целом.

8. Предложены новые технические решения по разупрочнению и оттаиванию мерзлых горных пород с применением синхронно-импульсного электро-гидроразрыва пород и разработаны рациональные способы оттаивания мерзлого массива на больших глубинах

9. На базе установленных геодинамических закономерностей перемещения и аккумулирования руды в зонах обрушений в пространстве и во времени при подземной отработке золоторудных месторождений доказана возможность, безопасность и экономическая эффективность повторной открытой разработки месторождений после завершения подземных очистных работ.

10. Обоснованы и разработаны безопасная технология и оптимальные технологические схемы и параметры повторной отработки месторождений на базе использования экскаватора-драглайна, позволяющие извлекать потерянные запасы руды из зоны обрушения подземного рудника.

11. Результаты выполненных исследований использованы при модернизации технологической схемы карьерного транспорта на разрезе «Харанорский»; при разработке проектов на отработку открытым способом Озерного полиметаллического, Бугдаинского золото-молибденового, Чинейского железо-титан-ванадиевого, Тасеев-ского золоторудного, Быстринского и Лугоканского золото-медных и других месторождений; а также при подготовке горных инженеров в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет» и Забайкальском горном колледже им. М.И. Агошкова.

Суммарный учтенный экономический эффект от освоения результатов диссертационной работы составляет более 14 млн. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ для изложения результатов докторских диссертаций

1. Авдеев П.Б. Анализ процесса сдвижения горных пород на действующем руднике / Авдеев П.Б., Веселов Г.А., В.А. Козлов // Цветная металлургия, 1980. — № 21. -С. 62 - 67.

2. Авдеев П.Б. Использование метода физического моделирования для определения возможности повторной разработки месторождений // Известия ВУЗов: Геология и разведка, 1982. - № 1. - С. 121 - 126.

3. Авдеев П.Б. Исследование динамики изменения показателей извлечения полезных ископаемых из недр. - В кн.: Труды ИПКОН «Физико-технические проблемы добычи и обогащения полезных ископаемых». - М.: Недра, 1980. - С. 76 - 82.

4. Авдеев П.Б. Энерго- и ресурсосберегающие технологии разупрочнения скальных и мерзлых горных пород II Горный информационно-аналитический бюллетень, 2003, X» И. - М: Изд-во МГГУ. - С.34 - 36.

5. Авдеев П.Б. Опыт освоения технологии кучного выщелачивания руд на горных предприятиях Забайкалья / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2004, №7. - М.: МГГУ. - С. 284 - 290.

6. Авдеев П.Б. Технико-экономические показатели подготовительных работ на дражных разработках t A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Ю.В. Субботин // Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений: Юбилейный межвуз. науч. сб. - М.: изд. МГГРУ, 2004. - С. 86 - 90.

7. Авдеев П.Б. Ресурсосберегающая технология освоения месторождений Кодаро-Удоканского рудного района. Оценка риска проектных решений / Г.В. Секисов, П.Б. Авдеев, B.C. Чечеткин и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005, №4. - М.: МГГУ. - С.342 - 345.

8. Авдеев П.Б. Перспективные технологии оттаивания мерзлых горных пород при разработке россыпей / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Ю.В. Субботин // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005, № 6. - М: Изд-во МГГУ. - С. 125 -128.

9. Авдеев П.Б. Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, И.А. Яшкин // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005, X» 11. - М: Изд-во МГГУ. - С. 252 - 255.

10. Авдеев П.Б. Оценка экономического ущерба компонентам природной среды на угольных разрезах Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005, № 12. - М: Изд-во МГГУ. - С. 60 - 65.

11. Авдеев П.Б. Воздействие угольных разрезов Забайкалья на атмосферный воздух // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005, № 12. - М: Изд-во МГГУ.-С. 66-71.

12. Авдеев П.Б. Воздействие угольных разрезов Забайкалья на водные ресурсы // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2006, № I. - М: Изд-во МГГУ.-С. 13-17.

13. Авдеев П.Б. Технология горных и буровзрывных работ в сложных гидрогеологических и геокриологических условиях разреза «Восточный» / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2006, № 5. -М: Изд-во МГГУ. - С. 375 - 379.

14. Авдеев П.Б. Управление теплофизическими и гидродинамическими процессами в рудном штабеле при кучном выщелачивании металлов / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Ю.Н. Резник // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2006, № 8, - М: Изд-во МГГУ. - С. 320 - 325.

15. Авдеев П.Б. Опыт ведения горных работ на карьере Жирекенского ГОКа / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев // Забайкалье: сб. науч. тр. Отдельный выпуск ГИАБ, 2007. № ОВ4. - М.: изд-во «Мир горной книги». - С. 9 -18.

16. Авдеев П.Б. Обоснование параметров устойчивых бортов карьера Жирекенского ГОКа / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Е.А. Федорова // Забайкалье: сб. науч. тр. Отдельный выпуск ГИАБ, 2007. № ОВ4. - М.: изд-во «Мир горной книги». - С. 111 -118.

17. Авдеев П.Б. Пути повышения эффективности разработки Харанорского буро-угольного месторождения / П.Б. Авдеев, Ю.М. Овешников и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень №4. Научный симпозиум, посвященный 90-летию со дня образования МГА-МГИ-МГГУ, «Неделя горняка - 2009», М., 2009.-С. 103-112.

18. Авдеев П.Б. Повторная разработка Тасеевского золоторудного месторождения / М.: ГИАБ, изд-во МГГУ, 2006. ~С. 88- 95.

19. Авдеев П.Б. Совершенствование экономико-математической модели выбора оп-тимальногно варианта открытой разработки месторождений // Вестник ЧитГУ, №2, 2010. - Чита: ЧитГУ. - С. 37 - 40.

20. Авдеев П.Б. Выбор оптимальной области применения определенного вида карьерного транспорта при отработке месторождений Забайкалья // Вестник ЧитГУ, №3, 2010. - Чита: ЧитГУ. - С. 51 - 55.

Изобретения и патенты

21. A.C. К» 823579 (СССР). Способ повторной разработки крутопадающих рудных залежей / Соавт.: Ю.Д. Нечаев, В.А. Козлов, A.B. Рашкин, Ю.Н. Попов, Ю.Ф. Гу-зеев. - Опубл. в Б.И., 1981, № 15.

22. A.C. 1494589 (СССР). Способ гидравлического оттаивания горных пород/ Соавт: A.B. Рашкин, С .Г. Позлутко, С.А. Рашкин. - заявл. 27.07.87., ДСП.

23. A.C. 1839056 (СССР). Способ взрывной отбойки руд /Соавт.: A.B. Рашкин, С.А. Рашкин, Н.Б. Команецкий, Г.Е. Ядрищенский, A.B. Пельменев. - заявл. 28.01.91, ДСП.

24. Патент РФ № 2146762 . Основание для кучного выщелачивания руд, хвостов и концентратов / Соавт.: В.М. Герасимов, A.B. Рашкин, В.К. Ларин. - Опубл. 20.03.2000, Бюл. № 8.

25. Патент РФ № 2199105. Устройство для определения механических характеристик горных пород / Соавт.: В.А. Бабелло, Ю.М. Овешников, В.Ю. Галинов, П.В. Миронов. - Опубл. 20.02.2003, Бюл. № 5.

26. Патент РФ №2190726.Способ повышения устойчивости отвалов / Соавт.: В.А. Бабелло, А.П.Островский, Ю.М. Овешников, В.Ю. Галинов. - Опубл. 10.10.2002, Бюл. № 28.

27. Патент РФ № 2283879. Способ кучного выщелачивания руд / Соавт.: A.B. Рашкин, Ю.Н. Резник, Л.В. Шумилова, И.А. Яшкин - Опубл. 20.09.2006, Бюл. № 26.

Монографии и учебные пособия

28. Авдеев П.Б. Тепловая и водная подготовка горных пород при разработке мерзлых россыпей / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Ю.В. Субботин. - М.: Издательство «Горная книга», 2004. - 352 с.

Авдеев П.Б. Подготовка мерзлых горных пород к разработке в суровых климатических условиях: Учеб. пособие (гриф УМО ВУЗов РФ по образованию в области горного дела) / A.B. Рашкин; П.Б. Авдеев и др. - Чита: ЧитГУ, 2002. - 79 с. Авдеев П.Б. Подготовка мерзлых горных пород к разработке в суровых климатических условиях: Учеб. пособие (гриф ДВ РУМЦ (УМО) / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев и др. - Чита; ЧитГУ, 2001.- 78 с.

Авдеев П.Б. Процессы открытых горных работ: Учеб. пособие / П.Б. Авдеев, Ю.В. Субботин, Ю.М. Овешников // Чита: ЧитГУ, 2009. - 130 с.

Материалы международных и всероссийских конференций, симпозиумов

32. Авдеев П.Б. Повышение эффективности разрушения трещиноватых пород карьера / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев // Сборник материалов Всесоюзной конференции «Комплексная механизация ведения БВР на горных предприятиях». - Красноярск, 1984.-С. 121-126.

33. Авдеев П.Б. Экологизация проектных решений / Овешников Ю.М., Авдеев П.Б. // Вестник Читинского политехнического института. Юбилейный выпуск. - М.: МТУ, 1995.-С.56-61.

34. Авдеев П.Б. Экологические аспекты открытой разработки месторождений Забайкалья / A.B. Рашкин, Ю.М. Овешников, П.Б. Авдеев и др. // Материалы И Всероссийской научно-практической конференции «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». - С-Пб, 1997.-Т.1.-С. 256 - 257.

35. Авдеев П.Б. Повышение эффективности комплексного освоения Бугдаинского месторождения / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, Н.В. Зыков. // / Доклады научно-практического семинара «Добыча золота. Проблемы и перспективы». - Хабаровск, 1997. - С. 75 - 81

36. AvdeeV P.B. Ecologo-Economical Effectieness of Hudraulic Blast and Hydro-Bursh Methods of Frozem Soil Trawing/ Co-auth.: A.V. RashMn, U.V. Subbotin // Geocryological Problems of Coustruction in Eastern Russia and Northern China: Proce ediugs of Yuterua-tional Symposium, Chita, 23 - 25 September, 1998. - Yakutsk: SB RAS Publishers, 1998, Vol.2. - P. 115-122.

37. Авдеев П.Б. Об обеспечении экологической безопасности повторной разработки месторождений открытым способом// Сборник материалов И международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление». - Чита, 2001. - С. 105 - 108.

38. Авдеев П.Б. Ресурсосберегающие технологии - основа экономической эффективности освоения крупных месторождений северного Забайкалья/А.В. Рашкин, П.Б. Авдеев // Темпы и пропорции социально-экономических процессов в регионах Севера. - Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. - Т.2, -Апатиты: изд. Кольского научного центра РАН, 2003. - С. 43 - 45.

39. Авдеев П.Б. Производство буровзрывных работ в условиях разреза «Восточный»/ П.Б. Авдеев, В.А. Дорофеев, С.Ю. Селезнев // Вестник Читинского государственного университета: Вып. 36. Спец, вып., посвященный 30-летию Горного института. - Чита: ЧитГУ, 2004. - С. 52 - 56.

40. Авдеев П.Б. Новый этап освоения Удоканского месторождения / Н.В. Мерзликин, A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, С.С. Пешков // Вестник Читинского государственного университета: Вып. 35. Спец. вып., посвященный 30-летию Горного института. -Чита: ЧитГУ, 2004. - С. 25-30.

41. П.Б. Авдеев. Эколого-экономические проблемы освоения минеральных ресурсов Забайкалья / A.B. Рашкин, И.А. Яшкин // IV Международная научно-практическая конференция «Лузинские чтения», 2007. - Апатиты: изд-во Кольского научного центра, 2007. - С. 70 - 71.

30.

31.

Другие работы, в которых отражены результаты диссертации

42. Авдеев П.Б. Взрывная отбойка руд // Энциклопедия Забайкалья. Читинская область. Т.2. - Новосибирск: нзд. «Наука», 2003. - С. 190.

43. Авдеев П.Б. Обоснование предельной глубины разреза «Восточный» в современных экономических условиях / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, В.А. Дорофеев // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: Сб. научн. тр., Четвертый вып. - Иркутск, 2004. - С. 60 - 63.

44. Авдеев П.Б. Повторная разработка месторождения // Энциклопедия Забайкалья. Читинская область, Т.З. - Новосибирск: изд. «Наука», 2006. - С. 448 - 449.

45. Авдеев П.Б. Классификация способов управления процессами кучного выщелачивания руд / A.B. Рашкин, П.Б. Авдеев, И.А. Яшкин // Вестник МАНЭБ. Т. 11, №5. - 2006. Специальный выпуск. - С-Пб. - Чита. - С. 166 -169.

Содержание диссертации, доктора технических наук, Авдеев, Павел Борисович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ, ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ И ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛО- : ВИЙОТКРЫТОЙГРАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ . ■

1.1. Общая характеристика минерально-сырьевой базы ;

1.2. Характеристика природно-климатических, г орно-геологических и геокриологических условий-открытой разработки месторождений региона

1.3. Анализ горно-геологических условий и технологии разработки рудных месторождений Забайкалья о ткрытым способом

1.4. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕ

ЛИгОПРЕДЕЛЕНИЯ'ЭФФЕКТ^ \ РУДНЫХМЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ С1ЮСОБОМ 31 . 2.1. Формулировка экономико-математической модели выбора оптимального варианта открытой разработки месторождений

2.2'. Расчет эффективности варианта отработки запасов

ГЛАВА 3; ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТКРЫТОЙРАЗРАБОТКИ РУДНБ1Х; МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАБАЙКАЛЬЯСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА В КАРЬЕРЕ , 49' 3.1. Анализ состояния карьерного транспорта 49 3:2. Выбор оптимальной области применения определенного вида карьерного транспорта при? отработке месторождений Забайкалья 3:3г; Совершенствование дорожного покрытия автомобильных и железных карьерных дорог 3:3.1. Укрепление карьерных.дорог с помощью синтетического по- 11 потна

3.3.2. Совершенствование железнодорожного полотна карьерной 74 дороги

3.3.3. Эколого-экономйческая ог{енка перевода железнодорожного • 77 транспорта с тепловозной на электровозную тягу

3.4. Оптимизация работы карьерного автотранспорта

3.4.1. Моделирование карьерного автотранспорта

3.4.2. Оптимизация параметров карьерного автотранспорта ые- 83 то дом линейного программирования

ГЛАВА 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ»*

ПОВЫШЕНИЯ. ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАБАЙКАЛЬЯ 90'

4.1. Текущее планирование и оптимизация параметров добычных 90 работ при разработке месторождения комплексных руд

4.2. Обоснование технологии разупрочненшьмассива с применени- 97 ем гидроразрыва пород

4.2.1. Техническое решение разупро чнения рудного массива

4.2.2. Исследование взаимодействия трещины с сейсмическим 103 импульсом взрыва

4.23. Моделирование комплексного воздействия гидроразрыва it 105 взрыва на массив горных пород

4.3. Технические решения с применением гидроразрыва мерзлых 108 горных пород

ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ПОВТОРНОЙ'РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

5.1. Современное состояние теории*и практики,повторной разра ботки-месторождений

5.2. Особенности открыто-подземной разработки Тасеевского зо-лоторудногоместорождения 128'

5.3. Исследование пространственного перемещения запасов полезного ископаемого в зоне обрушения

5.3.1. Экспериментальные исследования процесса сдвижения горного массива и земной поверхности

5.3.2. Моделирование пространственного перемещения запасов полезного ископаемого в зоне обрушения

5.3.3. Методика определения запасов руды для повторной открытой разработки

5.4. Обоснование оптимальной глубины и схемы вскрытия при повторной разработке месторождения

5.4.1. Обоснование оптимальной глубины карьера

5.4.2. Обоснование оптимальной схемы вскрытия 159 5:5. Выбор и обоснование безопасной технологии повторной разра ботки месторождения

5.5.1. Обоснование безопасной технологии повторной разработки

5.5.2. Технико-экономическое обоснование технологических схем

5.5.3. Обоснование безопасной мощности карьерной потолочины

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научное обоснование эффективных ресурсосберегающих технологий открытой разработки рудных месторождений в сложных геокриологических условиях Забайкалья"

Актуальность проблемы; Забайкалье является крупным источником важнейших видов «минерального сырья в России. И если седой Урал был основной кладовой России в XIX и XX столетиях, то Забайкальский" край может по праву стать основным горнорудным краем России в XXI веке. В' результате поисково-разведочных работ в Забайкальском регионе открыт ряд крупнейших и уникальных месторождений: Удоканское — медное, Стрель-цовское - урановое, Чинейское — железо-титан-ванадиевых руд, Катугинское - редких металлов, Жирекенское — молибденовое, Бугдаинское - золото-молибденовое, Быстринское и Лугоканское — меди и золота, Березовское -железа, Озерное - полиметаллов, Итакинское - золоторудное и т.д. Почти все месторождения имеют крупные размеры рудных тел, и значительная часть их может быть отработана открытым способом.

Однако горнопромышленное освоение этих месторождений связано с проблемой эффективности и безопасности' ведения открытых горных работ, на которые огромное влияние оказывает многолетняя мерзлота- и суровые природно-климатические условия Забайкальского ^региона. Климат в Забайкалье - резкоконтинентальный. Минимальная? температура зимой достигает минус 50 °С, а среднегодовая температура - минус 8°С. Температура много-летнемерзлых пород колеблется от минус 10 °С до нуля, а их мощность достигает 800 -1000 м.

Отечественный и зарубежный опыт горнопромышленного освоения месторождений в подобных условиях безо всякого преувеличения позволяет утверждать, что основные технологические условия, обеспечивающие безопасность и экономическую эффективность открытой геотехнологий в значительной мере будут связаны с необходимостью более внимательного учета влияния температурного фактора на технологию и организацию горных работ. Низкие знакопеременные температуры горных пород и наружного воздуха обуславливают комплекс технологических осложнений при проведении открытых горных работ: упрочнение многолетнемерзлых пород при понижении температуры, смерзаемость отбитой горной массы; увеличение энергоемкости разрушения; мерзлых пород,, снижение производительности экскаваторов и внутрикарьерного транспортам т:д.

- , Базовые технологии,,основанные на.ограничениях числа,типовых вариантов; не всегда; согласуются со сложными- природно-климатическими; условиями освоения месторождений, а потому требуют существенной?: корректировки и технологической адаптации к условиям Забайкалья.

Наряду с; проблемами; пионерного освоения? крупнейших месторождений! Забайкалья; в условиях экономического кризиса- актуальной является? проблема повторной разработки, открытым способом ряда месторождений, на которых после завершения подземных.горных работ в зонах обрушений остаются значительные запасы богатых руд; для добычи которых необходима , разработка специальных, более безопасных,технологий открытых горных работв условиях повышеннойгеомеханической опасности: , - . Поэтому в настоящее время и обозримой перспективе для инновационного развития Забайкальского горнорудного района России весьма актуальна проблема - учет влияния на эффективность и безопасность горных работ сложных геокриологическихш горнотехнических условийшриюсвоенишме-сторождений открытым способом.

Цель работы - обосновать и разработать эффективные; экологически безопасные и малоотходные технологические схемы открытой разработки рудных месторождений в сложных горнотехнических, и: геокриологических ' условиях Забайкалья.

Основные задачи исследования:

- оценка минерально-сырьевой базы, природно-климатических, горнотехнических, горно-геологических и геокриологических условий месторождений Забайкалья;

- критическая- оценка проектных решений и фактического состояния технологии открытой разработки и обоснование перспективы освоения минерально-сырьевых ресурсовфегиона в новых экономических условиях;

- обоснование и выбор критерия оценки эффективности разработки рудных месторождений открытым способом;

- обоснование и разработка методики выбора оптимального вида карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождений;

- исследование технологических процессов! добычи рудного минерального сырья открытым способом и разработка новых технико-технологических решений повышения их эффективности;

- исследования процессов сдвижения горного массива при отработке месторождений» подземным способом с открытым очистным пространством в условиях отсутствия закладки выработанного пространства;

- оценка запасов минерального сырья на верхних неотработанных горизонтах, подвергшихся сдвижению;

- разработка безопасной технологии повторной выемки запасов открытым способом после завершения подземных горных работ.

Идея<работы<■ состоит в использовании установленных связей между геокриологическими и горнотехническими условиями, технологическими процессами добычи руды открытым способом и современными эколого-экономическими ограничениями как составными частями структуры открытой геотехнологии, формирующей ее эффективность, экологическую безопасность и прогрессивное развитие в современных экономических условиях.

Методы исследований. Анализ состояния минерально-сырьевой базы, обобщение теории и практики открытой разработки месторождений, физическое и экономико-математическое моделирование, аналитические исследования, математическое программирование с применением современных компьютерных технологий, лабораторные и производственные эксперименты, обработка результатов методами математической статистики, технико-экономический анализ.

Основные защищаемые положения.

1. Выбор оптимальных вариантов разработки рудных месторождений открытым способом обеспечивается предлагаемой экономико-математической моделью ресурсосберегающей открытой геотехнологии на основе комплексного критерия «чистая дисконтированная прибыль», учитывающего комплексное использование недр, эксплуатационные энергетические затраты основных технологических процессов, затраты на охрану окружающей среды и эколого-экономические ограничения.

21 Повышение эффективности открытой разработки рудных месторождений Забайкалья^на глубоких карьерах может быть достигнуто на основе оптимизации показателей работы карьерного транспорта за счет применения» гибких технологических схем транспортирования горной массы (автомобильной, железнодорожной, конвейерной).

3. Снижение энергетических затрат и, повышение экологической безопасности очистных работ при открытой разработке рудных месторождений достигается за счет дополнительного разупрочнения массива скальных пород на базе использования^гидроразрыва, а мерзлых рыхлых отложений - на основе синхронно-импульсного электро-гидроразрыва, обеспечивающих снижение затрат на буровзрывные работы и выброс вредных ядовитых газов и пыли в атмосферу карьеров.

4. Эффективность и безопасность повторной открытой разработки месторождений, отработанных подземным способом, могут быть достигнуты учетом установленных геодинамических закономерностей перемещения и аккумулирования» руды в зонах обрушения в пространстве и во времени на стадии подземной отработки месторождений и использования технологической схемы на базе экскаватора-драглайна, позволяющей извлечь потерянные запасы богатых руд из зон обрушения.

Достоверность и обоснованность защищаемых научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена представительным объёмом испытаний и экспериментов, сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований с данными производственных экспериментов, опытнопромышленными испытаниями технологических схем ведения горных работ, крупномасштабным внедрением разработанных экологи*^ безопасных технологий и рекомендаций в производство и рабочие прое:^^-^^ высокой экономической эффективностью.

Новыми научными результатами, полученными лично соискапж^^гх^^^ являются:

• зависимость между основными параметрами открытой разработки: ^^ сторождений и геокриологическими и природно-технологическитч-щ факторами Забайкальского региона;

• усовершенствованная экономико-математическая модель для ления основных параметров карьеров на основе критерия «ЧДП»;

• метод многофакторной оценки вариантов карьерного.транспорта нове сравнения как экономических, так и энергетических затрат;

• методика моделирования процесса разрушения скальных горных Пор0 с использованием гидроразрывных воздействий;

• способ разупрочнения многолетнемерзлых горных пород на-базе использования синхронно-импульсных и электрогидравлических возде^ ствий;

• геодинамические зависимости перемещения и формирования коьгд^ц^ онных руд в пространстве и во времени в зоне обрушенных пород Г1о еле подземной разработки;

• безопасная и ресурсосберегающая технология повторной отработки месторождений открытым способом с учетом геомеханических Процес сов в горном массиве и в зонах обрушений.

Практические результаты:

• установлены для карьеров Забайкалья рациональные границы приме нения различных видов карьерного транспорта;

• внедрены в производство технические решения по разупрочнению скальных и мерзлых горных пород с использованием гидроразрыва массива;

• внедрена в процесс проектирования технология повторной разработки месторождений открытым способом после завершения подземных горных работ;

• рекомендации, предложенные в диссертационной работе и подтвержденные авторскими свидетельствами и патентами, использованы, в ТЭО и проектах на отработку рудных месторождений Забайкалья открытым способом.

Работа выполнена в рамках региональной программы «Развитие горнорудного комплекса Забайкалья^ на период до 2025 г».

Работа' выполнена в рамках региональной программы «Развитие горнорудного комплекса Забайкалья на1 период до 2025 г».

Реализация результатов работы. Основные положения диссертации использованы: при проектировании отработки Озерного и Бугдаинского месторождений; для разработки ТЭО по месторождениям Быстринское, Луго-канское и Чинейское; для проектирования повторной разработки Тасеевского золоторудного месторождения; при разработке методов и способов-повышения эффективности карьерного автотранспорта на разрезе «Харанорский»; при подготовке горных инженеров* по специальности 09.05 - Открытые горные работы, бакалавров1 и магистров по направлению 65.06.00 «Горное дело», аспирантов ^ соискателей по специальности 25.00.22 - Геотехнология открытая, подземная и строительная в Читинском государственном университете.

Апробация работы. Результаты, основные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, докладывались: на Всесоюзной'конференции «Комплексная механизация ведения БВР на горных предприятиях» (Красноярск, 1984); межреспубликанской научно-технической конференции «Пути решения экологических задач на горных предприятиях» (Ташкент, 1991); международной конференции «Проблемы охраны окружающей среды от промышленных, бытовых, биологических и медицинских отходов сточных вод» (Пенза, 1996, 1997, 1999); международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 1997, 2001); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (С-Петербург, 1997); Международном совещании «Научные и практические аспекты добычи цветных и благородных металлов» (Хабаровск, 2000); Международной научно-практической конференции «Темпы и пропорции социально-экономических процессов в 1 регионах Севера» (Апатиты, 2003); на ежегодных научно-практических конференциях ЧитГУ (1986«- 2007), ИрГТУ («Игошинские чтения», 2003); научном симпозиуме «Неделя горняка» (2003, 2004, 2005, 2006, МГГУ, Москва); на расширенном заседании кафедр ПРМПИ, ОГР, БЖД Горного института ЧитГУ, Чита, 2010; на расширенном заседании кафедр: геологоразведочная, экономики и правового обеспечения недропользования, техники разведки и разработки РГГРУ, Mi, 2010.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 45 печатных работах, в т.ч. 27 в центральных изданиях, из них одна монография, два учебных пособия с грифом УМО, 7 изобретений.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и содержит 231 страницу машинописного текста, включая 33 рисунка, 28 таблиц, список использованной литературы из 217 наименований, 22 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Авдеев, Павел Борисович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации; являющейся научно-исследовательской работой;, изложены . научно-обоснованные технические: и технологические решения;, заключающиеся в* оценке' влияния? геокриологических и природных условий Забайкальского региона на параметры технологических процессов открытой разработки рудных месторождений. Они: представлены: разработкой; экономико-математической модели ресурсосберегающей: технологии' открытых горных работ на основе критерия ЧДП; оценкой основных видов карьерного транспорта по объему энергетических затрат; обоснованием; способа разупрочнения многолетнсмерзлых рыхлых отложений и скальных горных пород на базе использования? гидроразрыва; установлением геодинамических закономерностей перемещения и формирования?"кондиционных руд в зонах обрушения подземного рудника и др.'

Все это вносит значительный вклад в повышение эффективности экономики Забайкальского региона и повышение обороноспособности страны.

В процессе исследований решены следующие задачи::

- оценены: минерально-сырьевая база, природно-климатические; горно-технические;, горно-геологические ш геокриологические условия? месторождении Забайкалья; .

- дана критическая оценка: проектных.решенийш фактического состояния технологии открытой разработки и обоснованы перспективы освоения минерально-сырьевых ресурсов регйона в новых экономических условиях;.

- обоснован и выбран критерий- оценки эффективности разработки рудных месторождений открытым способом;

- обоснована ^ разработана методика выбора, оптимального вида карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождений;

- исследованы* технологические процессы добычи рудного минеральт ного сырья открытым способом и разработаны новые технико-технологических решений повышения их эффективности;

- исследованы, процессы, сдвижения: горного массива при« отработке месторождений подземным способом с открытым очистным пространством в условиях отсутствия'закладки: выработанного пространства;: . ''

- оценены запасы минерального сырья на верхних неотработанных горизонтах, подвергшихся сдвижению; . ;

- • разработана? безопасная технологии повторной выемки1 запасов открытым способом после завершения подземных горных работ.

Основные научные и практические результаты выполненного исследования заключаются в следующем. •.' ,

1. Разработана и реализована концепция* формированиями! развития-? открытой геотехнологии, наиболее полно-соответствующей»: условиям: горно-промышленного освоения рудных месторождений. Забайкальского региона, включающая: анализ . геокриологических и- . горнотехнических условий^ выбор? базовой глубины; основанный; на4 граничном5 коэффициенте вскрыши; расчет удельных затрат, по-основным тех-нологическим:процессам; автоматизированный экспресс-расчет финант совьш потоков;; формирование комплекса главных параметров карьера; технологии ведения буровзрывных работ, погрузки горнорудной массы« и ее транспортировки; экономическую оценку календарных графиков; сравнение ЧДП и градиентов ЧДП; выбор оптимальных параметров по максимальным значениям ЧДП, ВНП и минимальному сроку окупаемости. .

2. Обоснованы, базовые доминирующие параметры, определяющие эффективность и адекватность проектов (годовая производительность, текущий коэффициент вскрыши; глубина карьера или соответствующая ей дальность транспортировки горной массы из карьера,до приемного пункта).

3. При расчете ЧДП обоснована необходимость учета затрат на охрану окружающей среды, рекультивацию земель, оздоровление трудящихся и подготовку кадров, не входившие ранее в эксплуатационные затраты, что позволяет учесть все - расходы: на строительство и; эксплуатацию карьеров и конкретизировать бюджетную и социальную эффективность предлагаемых вариантов;: отработки месторождениям открытым.; спосо

• бом '".■■'.•'.

4. Усовершенствована методика выбора рациональных вариантов5 карьерного 'транспорта; для; конкретных горнотехнических условий, включающая решение следующих задач: а) расчет затрат на базе учета расхода, энергии в виде коэффициента полезного действия энергии; б) расчет суммарных;эксплуатационных затрат на добычу, транспортировку горной.: массы и строительства карьерной трассы для доставки горной массыша* поверхность; ' . г) определение рентабельной,: области эффективного использования карьерного транспорта в зависимости от глубины разработки месторождения.

5; Предложена-комбинированная схема организации технологического карьерного транспорта для отработки ряда. крупных рудных месторождений Забайкалья; глубокими карьерами: Озерного ? (полиметаллы), Бугда-инского; (молибден, золото, свинец, цинк и::др.), Быстрпнского и Лугокан-ского (медь, железо, золото; серебро), Чинейского (железо, ванадий и титан); Удоканского (медь);

6. Предложена технология улучшения качества дорожного полотна автомобильных и железных карьерных дорог использованием синтетических геотекстильных материалов, что позволит увеличить • скорость движения автосамосвалов на 10;.'. 12 %, повысить срок эксплуатации шин, снизить выбросы загрязняющих веществ на 13. 17 %, сократить объём балласта и подсыпки на железнодорожных путях в 2,0.2,5 раза и получить годовой экономический эффект в размере 24.28 тыс. руб. на 1 км дороги^

7. Разработана технология разупрочнения массива скальных горных пород с применением: гидроразрыва, позволяющая уменьшить удельный расход взрывчатых веществ и выбросы ядовитых газов и пыли, снизить затраты на бурение скважин и буровзрывные работы в целом.

8. Предложены новые'технические решения по разупрочнению и оттаиванию мерзлых горных пород с применением синхронно-импульсного электро-гидроразрыва пород и разработаны рациональные способы оттаивания мерзлого массива на больших глубинах

9. На базе установленных геодинамических закономерностей перемещения и аккумулирования руды в зонах обрушений в пространстве и во времени при подземной отработке золоторудных месторождений доказана возможность, безопасность и экономическая эффективность повторной открытой разработки месторождений после завершения подземных очистных работ.

10. Обоснованы и разработаны безопасная технология и оптимальные технологические схемы и параметры-повторной отработки месторождений на базе использования экскаватора-драглайна, позволяющие извлекать потерянные запасы руды из зоны обрушения подземного рудника.

11. Результаты выполненных исследований использованы при модернизации технологической- схемы карьерного транспорта на разрезе «Ха-ранорский»; при разработке проектов на отработку открытым способом Озерного полиметаллического, Бугдаинского золото-молибденового, Чиней-ского железо-титан-ванадиевого, Тасеевского золоторудного, Быстринского и Лугоканского золото-медных и других месторождений; а также при подготовке горных инженеров в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет» и Забайкальском горном колледже им. М.И. Агошкова.

Суммарный учтенный экономический эффект от освоения результатов диссертационной работы составляет более 14 млн. руб. в год.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Авдеев, Павел Борисович, Москва

1. Авдеев П.Б. Использование метода физического моделирования для определения возможности повторной разработки месторождения // Известия ВУЗов, «Геология и разведка», 1982, №1, с. 113-117.

2. Авдеев П.Б., Веселов Г.А. Использование метода ВЭЗ при комбинированной разработке месторождений. Известия ВУЗов, «Геология и разведка», 1981, №1, с.60.

3. Авдеев П.Б. Исследование динамики изменения показателей извлечения полезных ископаемых из недр.- В кн.: Труды ИПКОН «Физико-технические проблемы добычи и обогащения полезных ископаемых». М.: Недра, 1980,- с.

4. Авдеев'П.Б. Повторная разработка месторождения// Энциклопедия Забайкалья.Читинская область,Т.З.- Новосибирск: изд. «Наука», 2006.

5. Авдеев П.Б. Энерго-и ресурсосберегающие технологии разупрочнения скальных и мерзлых горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень- 2003, № 11.-М: Изд-во МГГУ .-с.34-36.

6. Авершин С.Г. Горные работы под сооружениями и водоемами. М.; Углетехиздат, 1954.

7. Авершин С.Г. Расчет деформаций массива горных пород под влиянием подземных выработок. Л.; ВНИМИ, 1960.

8. Адушкин В.В. Основные факторы воздействия открытых горных работ на окружающую среду/Горный журнал, № 4, 1996.-С.49-55.

9. Айтматов- №1?. и др. Определение толщины днища; карьера при комбинированношразработке Хайдарканекого месторождения. В сб. «Устойчивость. подготовительных выработок, и кровли камер»; «Илим». Фрунзе, 1969, с.55-57.

10. Акимов А;Г. К расчету высоты зоны обрушения при разработке слепых рудных залежей. «Горный журнал», 1966, №5, с.31.-33.

11. Акимов А.Г. Способ определения углов сдвижения для рудных месторождений; Труды ВНИМИ'1963 с.91-97!.

12. Андреев А.В!, Дьяков;В:А., Шешко Е.Е. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых разработок^ Mi: Недра; 1975.

13. Аристов; М.И. Анализ уел овийг производства открытых горных работ, на подработанных площадях. Научные труды МГИ,. 1959, т сб.26, с.65-89. . • ; • " v -.V /■■. ■ ' .-• ■■

14. Арсентьев|А.И;, Ещенко'А-;А. Внедрение системы,разработки поперечны^ .заход ками/бёз':разрезныхтраншейша%карьере ЦГОКа. В1 сб;. научных трудов КГРИ: В ьш.ХУ, Mi, Госгортехиздат,1^

15. Арсентьев А.И., Полищук А.К., Захваткин Б.Н. Открытая разработка руд,, потерянных пришодземной-добыче. Mi, «Недра»,. 1970, с.168.

16. Ахметжанов Т.К;, Бакланов В.B-, Сёребренников ВЖ. Совместная разработка, месторождений открытым- и подземным способами. «Безопасг ность труда в промышленности», 1974, №9, с.35-36.

17. Безопасное обращение с отходами. Сборник нормативно-методических документов. Санкт-Петербург 1999г.

18. Беляев TI.M. Сопротивление материалов. М. «Наука», 1976.

19. Боголюбов А.Н. Общие сведения о методике двух составляющих. Сб. «Мерзлотные исследования», вып.5. М., МГУ, 1966, с.124-127.

20. Боголюбов-А.Н;, Боголюбова Н.П. Руководство по интерпретации кривых ВЭЗ МДС.-М.; ПНИИС, 1979, с. 123.

21. Боголюбов li.l I., Астафьев Ю.П. Опыт использования подземных выработок на карьерах. «Горный журнал», 1965, №3, с.14-19.

22. Боголюбов Б.П., Юматов Б.П., Исаев A.B. Опыт работы карьера «Угольный ручей» в зоне обрушения Заполярного рудника. М., «Горный журнал», 1962, №6, с. 17-21.

23. Боголюбов Б.П., Юматов Б.П., Ходинов A.C. Определение мощности потолочин при открытой разработке зон, нарушенных подземными выработками. «Горный журнал», 1964, №3; с.21-26.

24. Борщ-Компониец В.И. Механика горных пород массивов и горное давление.-М.; МГРИ, 1968, с. 181.

25. Бунин Ж.В., Веселов Г.А., Петров H.H. Применение геофизических методов наблюдений за зоной обрушения и подземными пустотами при комбинированной разработке Тырныаузского месторождения. Известия ВУЗов, «Геология и разведка», 1976, №7, с.135-138.

26. Васильев М.В. "Транспортные процессы и оборудование на ка-рье—pax"- М., Недра, 1986.

27. Васильев М.В., Серебренников К.Н. Карьерные рудоспуски и их эксплуатация. М.; Цветметинформация, 1966, с.32.

28. Васильев М.В., Сироткин 3.JL, Смирнов В.П. "Автомобильный транспорт карьеров" - М., Недра, 1979.

29. Васильев М.В., Смирнов В.П., Кулешов A.A. "Эксплуатация карь—ерного автотранспорта"- М., Недра, 1979.

30. Васильев М.В., Щелканов В.А. Выбор схем вскрытия и отработки глубоких карьеров при комбинированной разработке месторождений. В сб. «Глубокие карьеры». Киев, «Наукова думка», 1973, с.86-96.

31. Васильев М.В., Щелканов В.А. Проблемы комбинированной разработки рудных месторождений. Тр. института горного дела МЧМ СССР, 1969, вып.2, с.3-5.

32. Гармаш Н.З., Атамась П.А, Рыбалка Т.М: Опыт обнаружения под-. , земных пустот при организации открытой; разработки руд.' М; «Цветная- металлургия», 1966, №6, с. 13-15.

33. Дорофеев В.А., Авдеев Ш5.,Селезнев (2.Ю~ Производство буровзрывных: работ в условиях; разреза- «Восточный»/Вестник Читинского«государственного университета: Вып. 36. Спещвып., посвященный 30- летию Горного института:- Чита: ЧитГУ, 2004.- С. 52-56.

34. Дорофеев;В!А., Авдеев П:Б:, Селезнев,С:Ю:Обоснование технологических параметров буровзрывных работ на разрезе «Восточный» /Вестник Читинского государственного университета: Вып.34 Чита: ЧитГУ. 2004.- С.35-41. '

35. Ермаков И.И., Бряков С.П., Коваль А.И., Вукало В.К. О возможности ведения открытых горных работ в зонах провалов от подземных выработок. «Горный журнал», 1974, №5, с.22-25.

36. Ещенко А.А. Аналитический расчет развития горных работ при разработке крутопадающих тел правильной формы. В сб. научных трудов КГРИ, 1963, вып.ХУ, с.91-98.

37. Зайцев В;Ф , Литвиненко В.Г., Ищенко М.Г. Освоение Бугдаин-ского молибденового месторождения следующий крупный этап развития объединения // Горный журнал.- 1993,№ 3.- С.38-40.

38. Захваткин Б.Н. Открытая разработка междукамерных и междуэтажных целиков, ограниченных закладкой//Горный журнал.- 1965, №12.-С.22-23.

39. Игнатьев В.Ф: Сдвижение горных пород при разработке крутопадающих рудных тел, несогласно залегающих во вмещающих породах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иркутск, 1972, с.20.

40. Изыскание рациональной и безопасной технологии открытых горных работ над подземными блоками северо-западного скарна ТТМК. Отчет НИР, М., 1980, с.82.

41. Имчуков A.A. и др. Открытые горные работы над подземными выработками. «Безопасность труда в промышленности», 1971, №1, с.20-22.

42. Инструкция по наблюдению за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. JL, ВНИМИ, 1959, с.72.

43. Казикаев Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд. М.; «Недра», 1981, с.287.

44. Казикаев Д.М. Совместная разработка рудных месторождений открытым и подземным способами. М.; «Недра», 1967, с. 156.

45. Казикаев Д.М., Анцибор В.Я. Маркшейдерская съемка пустот на рудниках. М.; «Недра», 1977, с. 190.

46. Карташов Ю.М. и др. Прочность и деформируемость горных пород. М.; «Недра», 1979, с.269.

47. Квапил Р. Движение сыпучих материалов в бункерах. М.; Госгор-техиздат, 1961.

48. Коваль А.И. Исследование основных вопросов совместной разработки Тырныаузского месторождения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М., 1975, с.20.

49. Коваль А.И., Рудас Н.И., Вукало В.К. Маркшейдерское обеспечение комбинированной разработки Тырныаузского месторождения. «Горный журнал», 1980, №9, с.15-19.

50. Комаров Е.И., Чигарев О.В. Экономико-математическое моделирование рациональной области применения драглайнов при вскрытии шахтных полей // Маркшейдрия и недропользование, № 1, 2006.-С.30-33.

51. Корректировка проекта (ТЭО) расширения разреза «Харанорский ОАО «Читауголь».Т.П.Охрана окружающей среды(в 6 книгах)// Ю.М.Овешников, А.В.Рашкин, Ю.В.Субботин и др. Чита: ЧитГУ, 2003.

52. Костерин М.А. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной и открытой разработке, Иркутск, МНИ, 1979, с.39.

53. Кузнецов ,Г.Н. и др. Моделирование проявлений горного давления. Л., «Недра», 1968, с.278.

54. Кузнецов М.А, Акимов А.Г. и др. Сдвижение горных пород на рудных месторождениях. М.; «Недра», 1971, с.224.

55. Кузнецов М.А. Сдвижение горных пород на рудных месторождениях. М., «Недра», 1971, с.224.

56. Куликов В.В. Выпуск руды. М.; «Недра», 1980.

57. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М.; «Недра», 1972, с.327.

58. Курсинов И.И., Юдин В.В., Кондинский. Технологические аспекты извлечения золота методом кучного выщелачивания на месторождении

59. Дельмачик// Экологические проблемы и новые, технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения). Труды Международ, совещания,(16-19 сентября 2002 г.), 4.II. - Чита, 2002. - с.70-78.

60. Ласкорин Б.Н., Громов Б.В., Цыганков А.П., Сенин В.Н.Безотходная технология в промышленностш-М.:Стройиздат, 1986.-160 с.

61. Лапаев.В.Н. Разработка методики* определения границ разрезов в условиях- рынка (на примере пологопадающих месторожде-ний)/Автореф.дисс.на соиск.уч.ст. канд.техншаук.- Челябинск:НИИОГР.-1997.-22 с.

62. Ларин В.К., Зайцев Р.В. Опыт промышленного применения кучного выщелачивания урановых руд// Горный журнал. № 12, 1999.' - с.51-53.

63. Личаев В.Р., Есиновская Л.Н., Чикин Ю:М. Руководство по- выбору и проектированию.систем водоснабжения, водоотведения и, способами водоподготовки при разработке россыпных месторождений. Иркутск: Изд-во-Иркутского университета.- 1990.

64. Малахов Г.М., Безух В.Р., Петренко П.Д! Теория и практика выпуска руды. М.; «Недра», 1968.

65. Мельников Н.В.- "Краткий справочник по'открытым горным, ра-бо—там"-М., Недра; 1982.

66. Мельников Н.В., Арсентьев А.И., Газизов М.С. Теория и практика открытых разработок. М.; «Недра», 1979.

67. Мельников Н.Н> Метод выбора параметров драглайнов и* технология их нового применения на открытых разработках. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1974, с.42.

68. Мерзликин Н.В., Рашкин A.B., Пешков С.С., Авдеев П.Б. Новый этап освоения Удоканского месторождения // Вестник Читинского государственного университета: Вып. 35. Спец.вып., посвященный 30- летию Горного института.- Чита: ЧитГУ, 2004.- С. 25-30.

69. Методика определения предотвращенного экологического ущерба/Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М.,1999 г.-71 с.

70. Методика расчета вредных выбросов (сбросов) для комплекса оборудования открытых горных работ (на основе удельных показателей). -ИГД им. A.A. Скочинского, Люберцы, 1999 г. 48 с.

71. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники» (расчетным методом). М., 1998 г.

72. Методические рекомендации по оформлению проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов. Москва. 1999 г.

73. Методические указания по определению параметров процесса сдвижения горных пород, охране сооружений и горных выработок на месторождениях цветных металлов. Л., ВНИМИ; 1974, с.65.

74. Методические указания по постановке исследований сдвижения горных пород на моделях. Л. ВНИМИ, 1964, с.72.

75. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. С-П., 2002 г.

76. Мечиков Ю.С. и др. Технологические особенности открытых горных работ в условиях комбинированной разработки Зыряновского месторождения. В сб. трудов ВНИИЦветмет, 1967, №11, с.18-28.

77. Михайлов В.П., Страусман Р.П.Обрушение пород над отработанными блоками с помощью колонковых зарядов/ТГорный журнал.-1965, №6. с.22-24.

78. Монкерин В.М. и др. Образование воронок при разработке рудных месторождений подземным способом. «Горный журнал», 1973, №3, с.37-40.

79. Мязин В.П., Зайцев Р.В., Анастасов В.В., Литвиненко В.Г., Зайцев К.В. Применение технологии кучного выщелачивания на бедных золото• 190 .' ' ■ : : > j;рудных месторождениях Читинской области: Учеб.пособ. Чита: ЧитГТУ, ' 1999.-106 с.

80. Насонов И.Д. Моделирование горных процессов. М.; «Недра», 1978, с.254.

81. Никитин В:0., Битколов Н-3: Проектирование вентиляции в>карь-ерах. М.: Недра, 1980:- 171с.

82. Никифоров Н.М., Фабричнов С.М. и др. Эффективность повторной разработки Риддерской залежи//Горпый журнал- 1973, №10.- с.27-28. • 90. Новые подрельсовые основания па карьере Михайловского ГОКа! Горный журнал № 6, стр. 40-42, 1980:

83. Нормативный справочник по буровзрывным, работам// Авдеев Ф.А., БаронВШ., Блеймон И.Л; и др. М:: Недра, 1975, c.430i

84. Овсейчук В.А., Хоментовский Б.Н. Проблемы промышленного освоения золото-молибденового Бугдаинского месторождения/Новый век-Новые открытия М-лы Межрег.конф.у посвященной 40-летию ЗабНИИ.- Чита,2001 r.-G. 123-131.

85. Овешников Ю:М;,. Авдеев?П;Б. 8; Экологизация проектных реше- . ниш- В кн.: Вестник Читинского, политехнического; института. Юбилейный? выпуска М:: МГГУ, 1995.-с.56-61;

86. О водоохранных, зонах водных объектов и их прибрежных за- : щитных! полосах. Постановление Главы администрации Читинской; области №252 от 25.03.97 г. Чита, 1997 г.

87. Олофинский Л.Н. Трехэлектродные. электрозондирования' на пересеченном рельефе над горизонтально-неоднородными разрезами. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М., ЦНИГРИ, 1970, с.20.

88. Опыт кучного выщелачивания золота на месторождении- Дельма-чик/ Фазлуллин М.И., Мачинский A.A., Смирнова Р.К. Разумов В.И. и» др.// Цветные металлы. №8, 2002. - с.41-45.

89. Отчет о научно-исследовательской работе «Исследование устойчивости рудного массива и вмещающих пород при опережающей селективной выемке на месторождении комбината «Балейзолото». JL, ВНИМИ, 1964, с.87.

90. Отчет о научно исследовательской работе «Изыскание рациональной и безопасной технологии открытых горных работ над подземными блоками северо-западного скарна ТГМК». М., МГРИ, 1980, с.82.

91. Отчет о научно-исследовательской работе «Наблюдение и анализ процесса сдвижения горных пород на Тасеевском руднике объединения «За-байкалзолото». Чита, 1977, с.113.

92. Охрана окружающей среды к «Инструкции о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений».-СНиП 11-01-95. М., ГП «ЦЕН-ТРИНВЕСТпроект». 2000 г. - 235 с.

93. Патент РФ № 2146762. С 17 Е 21 В 43/28. Основание для кучного выщелачивания руд, хвостов и концентратов/ Герасимов В.М., Рашкин A.B., Ларин В.К., Авдеев П.Б. Заявл. 25.03.1998. Опубл. 20.03.2000. Бюл. №8.

94. Полищук А.К. Открытая повторная разработкам железорудных месторождений. Киев, «Виша школа», головное изд-во, 1978, с.190.109: Полищук А.К. Совмещение открыть1х ищодземнь1х работ в одной ; вертикальной плоскости. «Колыма», 1965, №6; с.23-27. .

95. Полищук А.К., Полищук Г.К.,, Прилучный ЮгВ: Определение границ, открытых горных работ при повторной? разработке месторождения. Сб. «Совершенствование техники и технологии открытой разработки месторождений», вып.4. «Наукова думка», 1974, с.358-362.

96. Положение о водоохранных зонах от 23.10.96 г., №104.- МД996 г.

97. Пособие к СНиП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации «Охрана окружающей среды».- М.: Госстрой РФ;- 2000 г.- 235- с.

98. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ при разработке меднорудных месторождений Урала. М.; МЦМ, 1978; с.57.

99. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ в Криворожском железорудном бассейне; Л.;МЦМ, 1975, с.48. ■'■'.',.

100. Проект вскрытия и отработки карьерного поля № 3 разреза «Ха-ра-норский» Читинской угольной компании. Том L Пояснительная записка: / «Востсибгипрошахт», ген. дир. А.Л. Ершов. Иркутск, 1999 г. - 269 с.

101. Рашкин A.B., Авдеев П.Б., Дорофеев В.А. Обоснование предельной глубины разреза «Восточный» в современных экономических условиях // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: Сб.'научн:тр.,Четверты№вып.- Иркутск, .2004.- С.60-63.

102. Рашкин A.B., Субботин Ю.В., Авдеев ГГ.Б. Технико-экономические показатели подготовительных работ на дражных разработках/ //Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений: Юбилейный межвуз.научн.сб.-М.:изд.МГГРУ,2004.- С.86-90.

103. Резник.Ю.Н., Авдеев П.Б., Рашкин A.B., Субботин Ю.В., Шумилова Л.В. Опыт освоения ^технологии кучного выщелачивания руд на горных предприятиях Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004, №6.:М.: МГГУ.- С.284-290.

104. Ржевский В.В. "Открытые горные работы. Часть I. - М.: Недра,1985.

105. Руппенейт К.В., Либерман Г.М. Введение в механику горных пород. Госгортехиздат, 1966.

106. Рысев В.П., Садыков Р.Х., Фазлуллин М.И. Опыт кучного выщелачивания золота// Горный журнал. 1994. - №12. - с.8-10.

107. Сазонов В.А. Исследование вопросов подземной разработки карьеров и выбор способов наблюдений за устойчивостью их поверхности. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., КГРИ, 1969, с.21-.

108. Санитарные нормы. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Минздрав России, Москва, 1997 г. СНиП II 12 - 77. Защита от шума. Москва, 1978 год

109. Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления. Государственный комитет Российской Федерации- по охране окружающей среды, Москва, 1999 г.

110. Секисов Г.В. Техногенные месторождения полезных ископаемых и основные аспекты их формирования.- М.: Препринт ИПКОН АН СССР,1986.

111. Семенов Г.П., Шампаров Г.Г. Особенности сдвижения горных пород на Березовском золоторудном месторождении. Труды ВНИМИ, сб. Л., ВНИМИ, 1963, с.72-80.

112. Слесарев В.Д. Механика горных пород. Углетехиздат, 1948.

113. Сосик Д.И. Исследование и разработка электрометрического метода наблюдений за деформациями пород в зоне сдвижения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Л., 1979, с.21.

114. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. "Транспортные машины и ком—плексы открытых горных разработок" - М., Недра, 1983.

115. Справочник по буровзрывным работам. Под редакцией' М.Ф. Друкованого. М.; «Недра», 1976, с.630.

116. Справочник. Открытые горные работы / К.Н.Трубецкой, М.Г.Потапов, К.Е.Виницкий, Н.Н.Мельников и др.- М.: Горное бюро, 1994.590 с.

117. Справочные материалы по удельным показателям образования важнейших видов отходов производства и потребления. НИЦПУРО при Минэкономики России и Минприроды России. 1996 г.

118. Строганов Г.А., Цитлидзе K.M., Чечкин В.И., Борисков Ф.Ф. Промышленные испытания технологии кучного выщелачивания золота из окисленных руд Майского месторождения// Горный журнал. №4, 1996.-с.39-41.

119. Технология разработки золоторудных месторождений/В .П. Нега-нов, В.И. Коваленко, Б.М. Зайцев и др.; Под ред. В.П. Неганова.-М.: Недра, 1995.-336 с.

120. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах.-М.:Недра, 1984.

121. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений.-М.:Недра, 1993.-272 с.

122. Трубецкой К.Н., Уманец В.Н., Никитин М.Б. Классификация техногенных месторождений,1 основные категории и понятия //Горный журнал.-1989.-№12-С.б-9.

123. Угольная, база России. Том IY. Угольные бассейны и месторождения* Восточной Сибири (Тунгусский и Таймырский бассейны, месторождения Забайкалья).- М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001.-493 с.

124. Фазлуллин М.И., Мачинский* А.А., Смирнова Р.К. Разумов В.И: и др. Опыт кучного выщелачивания золота на месторождении Дельмачик// Цветные металлы. №8, 2002. - с.41-45.

125. Федеральный Закон РФ «Об отходах производства и потребления».

126. Фелоненко М.А. Работа карьера в зонах влияния »подземных рудников. «Безопасность труда в промышленности», 1977, №8, с. 17-19.

127. Характеристика руд Бугдаинского месторождения/В.С.Чечеткин, Р.Д.Петров, Г.А.Юргенсон и др.//В кн."Материалы научно-практической конференции по геотехнологии >молибденовых руд Бугдаинского месторождения" (24-26 марта 1992 г.) Чита,1993 г. - с. 12 - 33.

128. Циперфин И.М., Штейн В.Д. "Карьерный автомобильный транс—порт", М., Недра, 1992.

129. Шашурин С.А. Повторная разработка- месторождений руд цветных металлов. М., Госгортехиздат, 1962, с.237.

130. Шашурин С.Л: и др. К вопросу определения основных размеров карьера при организации открытых работ над подработанными площадями. Бюлл. «Цветная металлургия», 1962, №10, с.8-13.

131. Шишков П.А. Опыт ведения открытых горных работ в активной зоне обрушения. Бюлл. ЦНИИЦветмет, 1961, №8, с.33-35.

132. Щелканов В.А. Классификация способов комбинированной разработки месторождений. Известия ВУЗов, «Горный журнал», 1972, №11, с.12-16.

133. Щелканов В.А. Комбинированная разработка, рудных месторождений. М.; «Недра», 1974, с.23Г.

134. Щелканов В.А. Научные основы' комбинированной разработки рудных месторождений. Сб. «Глубокие карьеры», Киев, «Наукова думка», 1970, с.323-331.

135. Экономика природопользования. Аналитические и нормативно-методические материалы. М.: Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, 1994 471 с.

136. Юматов Б.П. Технология открытых горных работ при комбинированной разработке рудных месторождений. М.; «Недра», 1966, с. 146.

137. Юматов Б.П., Бунин Ж.В. Строительство и реконструкция рудных карьеров. М.; «Недра», 1978, с.230.

138. Юматов Б.П., Чантурия Г.В., Афанасьев Г.П., Аксенов Б.Ю. Опыт погашения пустот в условиях перехода с подземных работ на открытые. М., «Горный журнал», 1959, №6, с. 15-19.

139. Якубовский Ю.В. Электроразведка. М.; «Недра», 1973, с.301.

140. Fenk J. Modellierung von Tagesbuchen. "Nene Bergbautechnik". 1977, Vol 7., Nr. 6, s. 414-417.

141. International Worstell. Precions Metal Heap Leaching in North America// Mining Mag.- May 1986. - p. 405-409.

142. Lumb P: Slope failures in Hong Kong. "Quart. J- Eng- Geol"., 1975, 8, № l,p. 14-18.

143. Авдеев П.Б. Перспективные технологии оттаивания мерзлых горIных пород при разработке россыпей/Соавт.: А.В.Рашкин, Ю.В.Субботин // Горный информационно-аналитический бюллетень- 2005, № 6.-М: Изд-во МГГУ.-с. 125-128.

144. Авдеев П.Б. Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд/Соавт.: А.В.Рашкин, И.А.Яшкин// Горный информационно-аналитический бюллетень- 2005, № 11.-М: Изд-во МГГУ .-с.252-255.

145. Авдеев П.Б. Оценка экономического ущерба компонентам природной среды на угольных разрезах Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень- 2005, № 12.-М: Изд-во МГГУ .-с.60-65.

146. Авдеев П.Б. Воздействие угольных разрезов Забайкалья на атмосферный воздух // Горный информационно-аналитический бюллетень- 2005, № 12.-М: Изд-во МГГУ .-с.66-71.

147. A.C. 1494589 (СССР).Способ гидравлического-оттаивания горных пород/ Соавт: А.В.Рашкин, С.Г.Позлутко, O.A. Рашкит- заявл;27.07.87.„деп. .■ ■•■•.■■ '.;.". , : ■■;.';. .'■■;.■/.■•. '

148. A.C. 1839056 (СССР). Способ, взрывной отбойки руд/Соавт.: А.В.Рашкин, С.А:Рашкин, Н.Б.Команецкий, Г.Е.Ядрищенский,.

149. A.ВТГельменев.- заявл. 28:01.91, ДСШ

150. Патент РФ № 2146762 . Основание для. кучного выщелачивания руд, хвостов и<концентратов•/••'Соавт.:.В:М.Терасимов,А.В.Рашкин;В:К. Ларин. Опубл. 20.03.2000, Бюл. № 8.

151. Патент РФ № 2199105. Устройство для определения механических характеристик горных пород / Соавт.: В.А.Бабелло, Ю.М.Овептников,

152. B.Ю.Галинов, П.В.Миронов.- Опубл.20.02.2003, Бюл.№ 5.

153. Патент РФ №2190726.Способ повышения устойчивости отвалов / Соавт.: В.А.Бабелло, А.П.Островский, Ю.М.Овешников, Вс.Ю.Галинов.-Опубл.10.10.2002, Бюл. № 3.

154. Пат. №2186207 Российская Федерация, МПК 7Ii 21В43/28. Способ кучного выщелачивания металлов / Якупов М: В., Якупов С. В., Васильев П. Н;, заявитель и патентообладатель Институт горного дела- Севера СО РАН; опубл. 20.06.02, Ьюл. № 17

155. Рашкин А.В. Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд / Рашкин А.В., Авдеев I I.Б., Яшкин И.А. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. - № 11. - С. 252-254.

156. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по составу и правилам оформления представляемых на' государственную экспертизу материалов: по технико-гэкономическим обоснованиям кондиций; для подсчета запасов месторождений полезных ископаемых. М. 2007.

157. Бахтурин Ю. А. Вопросы рационального применения конвейерного транспорта скальной горной массы на глубоких карьерах. Каталог-справочник «Горная Техника» 2006.

158. Методика стоимостной оценки запасов твердых полезных ископаемых. М: 2004.

159. Шпанский О.В., Лигоцкий,Д.Н.Борисов., Д.В. Проектирование границ открытых горных работ. Уч .пособие. Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2003.

160. Бахтурин Ю.А. Современное состояние карьерного транспорта. Каталог-справочник «Горная Техника» 2005.

161. Тангаев И. А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. М.: Недра, 1986. - 231 с.

162. Энергоемкость транспортных систем карьеров: оценка и перспективы. Интернет. Горная техника. 21.01.2009.

163. Николаев Ю.А. Перспектива применения различных видов транспортных средств на глубоких карьерах в XXI'веке. Интернет. 2009.

164. Лель Ю. И. Теоретические основы выбора карьерного транспорта рудных карьеров. Диссертация д-ра техн. наук/ИГД им. Скочинского. - М., 1978.-421 с.

165. Яковлев В. Л. Фесенко С. Л., Неугодников Д. Н. Перспективные способы крутонаклонного подъема горной массы рельсовым транспор-том//Карьерный транспорт: проблемы и решения. Екатеринбург, 2001. -с.38-43.

166. Яковлев В. Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров. Новосибирск: наука, 1989. - 240 с.

167. Сорокин Л. А. Энергетическая оценка средств карьерного транс-порта//Проблемы разработки месторождений глубокими карьерами: Тез. докл. Междунар. конфер. Челябинск: НИИОГР, 1996. - С. 89-90.

168. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд (взамен ВСН 197-91) М. 2004.

169. Анистратов Ю.И. Технологические потоки на карьерах (энергети-ческаятеория открытых горных работ). М. «Глобус». 2005 г. 313 с.

170. Авдеев.П.Б. Опыт ведения горных работ на карьере Жирекенского ГОКа / соавтор A.B. Рашкин// Забайкалье: сб. науч. тр. Отдельный1 выпуск ГИАБ 2007. №ОВ4 - М.: изд-во «Мир горной книги». - с. 9-18.

171. Авдеев. П.Б. Обоснование параметров устойчивых бортов карьера Жирекенского ГОКа / соавторы. A.Bt Рашкин, Е.А. Федорова// Забайкалье: сб. науч1. тр. Отдельный*выпуск ГИАБ 2007. №ОВ4 - М.: изд-во «Мир горной книги».-с. 111-118.

172. Авдеев П.Б. Эколого-экономические проблемы освоения, минеральных ресурсов Забайкалья/ соавторы A.B. Рашкин, И.А. Яшкин// IV международная научно-практическая конференция. Лузинские чтения 2007. Изд-во Кольского научного центра, 2007. - с. 70-71.

173. Авдеев П.Б. Процессы.открытых горных работ учебное пособие/ соавторы Ю.В. Субботин, Ю.М. Овешников // ЧитГУ. Чита. 2009.

174. Авдеев П.Б. Повторная разработка Тасеевского золоторудного месторождения/ М.: ГИАБ, изд-во МГГУ 2006.

175. Авдеев П.Б. Совершенствование экономико-математической модели- выбора оптимального варианта открытой разработки месторождений / Чита. Вестник ЧитГУ, № 2. 2010. с. 37-40.

176. Авдеев П.Б. Выбор оптимальной области применения определенного вида карьерного транспорта при отработке месторождений Забайкалья / Чита. Вестник ЧитГУ, № 3. 2010. с. 51-55.204