Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование применения системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды при разработке кимберлитовых трубок

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

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Слынек, Евгений Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

I. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Опыт применения системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды

1.2 Варианты системы с торцевым выпуском и их краткая оценка

1.3 Анализ исследований системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды

1.4 Оценка потерь и разубоживания по данным периодической литературы

1.5 Факторы, влияющие на эффективность системы

1.6 Горно-геологическая характеристика кимберлитовых трубок, на примере трубки «Мир»

1.7 Цели и задачи исследования . 25 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

II ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ РУДЫ

НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

2.1 Вводные замечания

2.2 Факторы, влияющие на эффективность системы

2.3 Особенности торцевого выпуска

2.4 Методика моделирования выпуска руды

2.5 Определение потерь и разубоживания руды при отработке нескольких подэтажей

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

III ОПРЕДЕЛНИЕ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ ПРИ ВЫПУСКЕ ИЗ НЕСКОЛЬКИХ ПОДЭТАЖЕЙ НА СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

3.1 Стохастическая модель сыпучей среды

3.2 Определение потерь и разубоживания руды при многоподэтажной отработке крутопадающих рудных залежей большой мощности

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

IV ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ

4.1 Вводные замечания

4.2 Затраты государства на создание условий для работающих людей на Крайнем Севере

4.3 Методика расчета экономической эффективности системы подэтажного обрушения применительно для условий кимберли-товой трубки «Мир»

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование применения системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды при разработке кимберлитовых трубок"

Кимберлитовые месторождения Якутии представлены вертикальными рудными телами (трубками) большой мощности. Кимберлиты (алмазосодержащие породы) имеют невысокую крепость, как правило, слабо устойчивы.

Высокая ценность алмазов и относительно невысокая крепость кимберлитов и вмещающих пород предопределили применение на подземных работах систем с искусственным поддержанием очистного пространства, в основном систем горизонтальных слоев с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Эти системы характеризуются небольшими потерями (3-5%) и разубоживанием (5-7%) руды. Однако им присущи два существенных недостатка: большой расход цемента (до 250 кг/м3) и низкая производительность труда. В условиях Крайнего севера эти недостатки особо ощутимы. Достаточно сказать, что стоимость 1 кг цемента составляет около 3 рублей или 750 рублей на 1 м3 закладки или 250 рублей на 1 тонну руды. Существенно снизить этот показатель за счет производства «местного» вяжущего не удастся. При этом возможны серьезные экологические последствия для всего Мирнинского района.

В условиях алмазных месторождений Якутии конкурентной системой разработки может стать система подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды, которая имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с другими системами с массовым обрушением и выпуском руды под обрушенными породами.

Система подэтажного обрушения обладает следующими преимуществами: наличием однотипных горизонтальных выработок большого сечения, служащих одновременно для целей бурения и заряжания скважин, выпуска и доставки руды; возможностью применения унифицированного оборудования как на проходческих, так и на очистных работах; благоприятными условиями для комплексной механизации всех производственных процессов и применения самоходного оборудования при добыче руды. позволяет упростить конструкцию системы и создать все условия для механизации всех процессов технологического цикла. позволяет применить высокопроизводительное оборудование, однотипное как на проходческих, так и на очистных работах. значительно повышает производительность труда и безопасность горных работ.

Одним из самых существенных преимуществ системы является возможность эффективного управления горным давлением и поддержание выработок в рабочем состоянии, так как основные выработки прямолинейные и находятся в рудном ненарушенном массиве.

Одним из основных препятствий внедрения систем подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды могут стать большие потери и разубоживание руды.

По вопросу потерь и разубоживания руды при подэтажном обрушении с торцевым выпуском имеются, судя по периодической литературе, различные суждения. Большинство исследователей считает, что для этой системы характерны большие потери (до 20%) и разубоживание руды (до 40%).

Необходимо отметить, что эти величины обосновываются тем, что между погрузо-доставочными выработками остаются гребни невыпущенной руды. Однако при вертикальном падении рудного тела и многоподэтажной разработке (в условиях кимберлитовых трубок до 100 и более подэтажей). Оставленные на верхних подэтажах гребни руды будут извлекаться при отработке нижних, учитывая их шахматное расположение на смежных подэтажах.

Всё вышеизложенное показывает, что целесообразность применения подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды при отработке кимберлитовых трубок будет определяться величинами потерь и разубоживания, которые, учитывая вертикальное падение кимберлитовых трубок не должны иметь больших значений. Это и определяет актуальность темы диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 108 страницах машинописного текста, включая 9 рисунков, 5 таблиц, 9 фотографий, 2 графиков, 3-х приложений и списка используемой литературы из 79 наименований отечественных и зарубежных работ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Слынек, Евгений Анатольевич, Москва

1. Определить объемы, оставленных гребней руды на подэтаже

2. Определить объемы разубоженной руды между выработками

3. Определить объемы, извлекаемых гребней при отработке нижележащих горизонтов

4. Диаметр скважины: чем больше диаметр, тем хуже дробление (а в условиях торцевого выпуска вторичного дробления быть не должно иначе будут ухудшаться показатели потерь и разубоживания).

5. С увеличением высоты подэтажа увеличивается вероятность изгибания скважины при бурении.

6. Высота подэтажа равна 15 м (20 см в масштабе 1:75).

7. Угол наклона очистного забоя 90°

8. Толщина отбиваемого слоя 3,0 м, в разрыхленном 3,6 (4,8 см в масштабе 1:75)

9. Расстояние между ортами 11,0 м (14,7 см в масштабе 1:75)

10. Ширина выработки 4,12 м (5,5 см в масштабе 1:75). Ширина ковша - 3 м (4 см в масштабе 1:75). Объем ковша - 4,8 м3. Глубина внедрения ковша - 1-1,2 м (1,6 см в масштабе 1:75).

11. Крупность пород в масштабе 1:75: 1-5 мм, крупность руды: 1-3 мм. Плотность руды 3,0 г/см3, плотность породы - 1,8 г/см3.

12. Выработки в смежных подэтажах расположены в шахматном порядке.

13. Истечение руды при торцевом выпуске происходит в соответствии с гипотезой истечения сыпучего из объемов, имеющих форму эллипсоидов, усеченных рудным целиком и выпускным отверстием.

14. Объем усеченной фигуры выпуска рудным целиком изменяется в зависимости от угла ее отклонения в сторону обрушения (отклонение большой оси эллипсоида от вертикальной тем больше, чем больше шероховатость массива).

15. С увеличением крупности налегающих пород эллипсоид выпуска отклоняется в сторону обрушения.