Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование технологии открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в сложных гидрогеологических условиях

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

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологии открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в сложных гидрогеологических условиях"

9 15-5/592

На правах рукописи

ДОАН Ван Тхань

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВЬЕТНАМА В СЛОЖНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Специальность 25.00.22 — Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2015

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учревдении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Фомин Сергей Игоревич

Официальные оппоненты:

Квитка Валерий Васильевич доктор технических наук, ОАО «Механобр-Техника», директор по горно-металлургическому комплексу

Тетерин Дмитрий Владимирович кандидат технических наук, ЗАО «Полиметалл Инжиниринг», отдел аудита минеральных ресурсов и рудных запасов, главный специалист

Ведущая организация - ОАО «СПб-Гипрошахт»

Защита диссертации состоится 16 октября 2015 г. в 15 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при «Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия В.О., д. 2, ауд. 1163.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 27 июля 2015 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СИДОРОВ

диссертационного совета / Дмитрий Владимирович

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Промышленность Вьетнама испытывает дефицит в железорудном сырье. Согласно программе развития металлургии Вьетнама до 2025 года планируется полностью обеспечить себя стальным прокатом и приобрести статус нетто-экспортера стальной продукции. Программа оценивает потребность национальной экономики в готовом прокате в 15 - 16 млн.т в 2015 году и 24 -25 млн.т - в 2025 году. В настоящее время проектируется отработка карьером крупнейшего во Вьетнаме месторождения железной руды «Тхач-Кхе», открытого советскими и вьетнамскими геологами в 60-х годах прошлого века. По оценкам специалистов, его запасы составляют около 500 - 600 млн.т железной руды с содержанием железа до 62%, из них по меньшей мере 300 млн.т пригодны для рентабельной разработки.

Месторождение Тхач-Кхе характеризуется не просто сложными, а чрезвычайными природными условиями: вся толща вскрышных и рудных пород обводнена от поверхности до глубины 500 м, рудная зона пронизана карстовыми пещерами, а верхняя пачка рыхлых отложений имеет непосредственную гидравлическую связь с Тихим океаном. Кроме того, местность расположена на широте, где свирепствуют тропические ливни и тайфуны, в зоне повышенной сейсмической активности и с высокой вероятностью возникновения волн-цунами. Недостаточное внимание к осушению карьеров приводит к формированию крупных оползневых деформаций. При этом снижается производительность карьера по руде, либо по горной массе, а ликвидация оползней требует значительных затрат. Строительство сложных систем осушения ведет к резкому увеличению себестоимости добычи руды и численности трудящихся, занятых в сфере осушения. Оценка зависимости способов и схем осушения от технологии ведения открытых горных работ является одним из важных вопросов при выборе оптимальной системы осушения.

Значительные водопритоки в рабочую зону отрабатываемых месторождений приводят к нарушению технологического процесса и к снижению производительности горнотранспортного оборудова-

ния, что необходимо учитывать при разработке технологии отработки месторождения и выборе структуры комплексной механизации.

Цель работы. Обоснование технологии открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в сложных гидрогеологических условиях с учетом особенностей месторождения «Тхач-Кхе».

Идея работы. Технология открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в условиях повышенной обводненности должна базироваться на предложенном оптимальном порядке формирования карьерного пространства и осушения рабочей зоны, обеспечивающим безопасную и производительную эксплуатацию выемочно-транспортного оборудования.

Основными задачами работы являются:

• Анализ современных технологий разработки железорудных месторождений открытым способом в сложных горногеологических условиях.

• Обоснование технологии открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в условиях повышенной обводненности.

• Разработка способа вскрытия и технологии ведения горностроительных работ при формировании первоначального карьера в сложных гидрогеологических условиях железорудного месторождения «Тхач-Кхе».

• Обоснование комплекса горнотранспортного оборудования, соответствующего условиям разработки обводнённых железорудных месторождений Вьетнама.

Научная новизна:

1. Разработана методика определения параметров рекомендуемых технологических схем ведения горно-строительных, вскрышных и добычных работ в обводненных условиях железорудных месторождений Вьетнама.

2. Получена аналитическая зависимость для определения скорости углубки в нижней части придонной рабочей зоны карьера, с учетом сложных горногеологических особенностей обводненных железорудных месторождений.

Основные защищаемые положения:

1. Технология открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в условиях повышенной обводненности должна базироваться на предложенном порядке формирования рабочей зоны карьера и организованного водосбора притоков с целью понижения уровня подземных вод, с учетом особенностей углубки в сезон дождей, обеспечивающим безопасную и производительную эксплуатацию выемочно-транспортного оборудования.

2. Определение параметров технологических схем ведения горных работ в условиях обводненных железорудных месторождений Вьетнама следует проводить по разработанной методике, позволяющей установить безопасные условия высокопроизводительной эксплуатации горнотранспортного оборудования, за счет снижения естественной влажности полезного ископаемого при добыче, и уменьшения затрат на получение конечной продукции.

3. Горные работы в карьере со сложными горногеологическими условиями целесообразно проводить с разделением рабочей зоны на группы добычных и вскрышных уступов по высоте, различающиеся параметрами системы разработки и видом горного оборудования, способом формирования рабочей зоны карьера, обеспечивающим повышение эффективности и достижение заданной производительности по руде.

Методы исследований. Общей теоретической и методологической основой работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение фундаментальных исследований авторов в области технологии открытой разработки. В качестве основных методов исследований использовались геоинформатика и моделирование на персональных компьютерах; системный анализ при исследовании технологических процессов рудных карьеров; методы математической статистики, теории вероятностей, динамическое программирование; классические экономические и финансовые теории и методы.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением комплексного подхода, включающего анализ и обобщение фундаментальных исследований авторов в области технологии открытой разработки; обширным привле-

чением проектных и фактических материалов работы отечественных и зарубежных карьеров-аналогов; использованием геоинформатики и моделирования на персональных компьютерах, методов математической статистики и теории вероятностей, классических экономических и финансовых теорий; системным анализом при исследовании работы рудных карьеров в сложных гидрогеологических условиях.

Практическая значимость работы:

Разработаны технологические схемы и предложены технологические решения по рациональной отработке рудных карьеров в сложных гидрогеологических условиях, обеспечивающие повышение эффективности и безопасности открытых горных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертации в целом и отдельные ее положения докладывались, обсуждались и получили одобрение на международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2013, 2014), на конференции молодых ученых (Фрайбергская горная академия, Германия, 2012), на заседаниях кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых Горного университета («Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2013, 2014, 2015).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 151 страницу, 16 таблиц, 47 рисунков и список литературы из 90 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведён анализ современного состояния проблемы разработки железорудных месторождений открытым способом в сложных горно-геологических условиях, а также дано обоснование создания технологии открытой разработки железорудных месторождений в сложных гидрогеологических условиях.

Во второй главе проведен анализ горно-геологических и горнотехнических условий открытой разработки железорудного месторождения «Тхач-Кхе». Обоснован порядок формирования рабочей зоны, обеспечивающий достижение установленной производительности карьера по руде. Обоснована технология отработки дна

карьера в условиях обводнённых железорудных месторождений Вьетнама.

В третьей главе представлен метод определения скорости углубки карьера с учетом сложных гидрогеологических условий. Обоснована организация горных работ при реализации технологии добычи руды в сложных гидрогеологических условиях Вьетнама.

В четвертой главе разработаны технологические схемы раздельной выемки горных пород для условий железорудного месторождения «Тхач-Кхе». Проведено обоснование комплекса горнотранспортного оборудования для условий открытой разработки обводнённых железорудных месторождений Вьетнама. Проведена оценка экономической эффективности реализации технологических рекомендаций по карьеру «Тхач-Кхе».

Разработка геотехнологии открытой разработки месторождений базируется на обширной теоретической базе и широком круге исследований таких ученых как М.И. Агошков, Ю.И. Анистратов, А.И. Арсентьев, П.П. Бастан, Ж.В. Бунин, С.Е. Гавришев, В.А. Галкин, A.B. Гальянов, Ф.Г. Грачев, П.И. Городецкий, С.А. Ильин, Ю.Е. Капутин, Ю.Г. Карасев, В.В. Квитка, B.C. Коваленко, C.B. Кор-нилков, В.Ф. Колесников, А.Н. Косолапое, H.A. Мацко, Н.В. Мельников, H.H. Мельников, М.Г. Новожилов, В.В. Ржевский, С.П. Решет-няк, О.Н. Салманов, П.И. Томаков, К.Н. Трубецкой, С.И. Фомин, Г.А. Холодняков, B.C. Хохряков, В.Г. Шитарев, О.В. Шпанский, H.H. Чаплыгин, Б.П. Юматов, В.Л. Яковлев и др.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Технология открытой разработки железорудных месторождений Вьетнама в условиях повышенной обводнённости должна базироваться на предложенном порядке формирования рабочей зоны карьера и организованного водосбора притоков с целью понижения уровня подземных вод, с учетом особенностей углубки в сезон дождей, обеспечивающим безопасную и производительную эксплуатацию выемочно-транспортного оборудования.

В глубинной части карьера образуются илистые отложения, затрудняющие процесс откачки воды в сухой сезон (до 1,5 мес.). В

сезон дождей снижается производительность горнотранспортного оборудования и скорость углубки, возникают оползневые явления. Для обеспечения нормальной работы карьерного автотранспорта в нижней части карьера необходимо уменьшать уклоны съездов до 40-5096о, что ведет к увеличению объёмов подготовительных работ. Решение данной проблемы возможно при оптимизации технологии отработки месторождения в сезон дождей за счет формирования водосборных выработок на дне карьера при вскрытии новых горизонтов.

Технология формирования двухуровневой зоны дна карьера, с учётом интенсивности осадков и поступления грунтовых вод в карьер, с использованием различных видов выемочно-погрузочного оборудования, позволяет в конкретных условиях Вьетнама обеспечить:

1. регулирование процесса сбора воды и водоотлива со дна карьера с помощью зумпфа и насосной станции, размещаемой на понтоне;

2. безопасную эксплуатацию съездов, без значительного уменьшения технологического уклона;

3. необходимую скорость углубки карьера и времени подготовки новых горизонтов;

4. способность эффективно проводить добычные работы при затоплении дна карьера в сезон дождей;

Коэффициент X характеризует продолжительность нормальной работы карьера в сухой сезон

М~тп» или 12~Т"В , (1)

М 12

где М - количество рабочих дней в соответствии с режимом работы карьера в течение года; тП(! - количество дней простоя нижнего горизонта из-за затопления и ликвидации его последствий; Тлв - продолжительность сезона дождей, мес.

Продолжительность подготовки двух нижних горизонтов

Тс2 = 1 /X [Та + Тс, + (I - X) 11П], год (2)

где ТС|, Тс2 - продолжительность подготовки нижнего и вышележащего горизонта, соответственно, год; Та - время проходки съездов

(только для 2 нижних горизонтов); ^ - время расширения траншеи, год.

На рисунке 1 представлены параметры схемы отработки смежных нижних уступов, образующих дно карьера.

Т

тцр

Ги-Ц-Ц-ЦШ-и-—

к

Т1Т1Т1Т1Т1Т1Т1

I

^ +135

'ЙПЫШПД

J

Т-|Т|Т|Т,Т.Т|ТЛ-

+150

УГГ|Т|Т|Т|Т|-

г

-.лк

Т, Г| Т, Г, Т, Г| Г, Т, Т, Т| Т, Т, Т| т

ГПТ.Т^

т

т.-птт Т-."Г*.-г.-г.-г.-г.т.т.т.-г.т.-г,-

Рисунок 1 - Параметры схемы отработки смежных нижних уступов, образующих дно карьера

Технология формирования рабочей зоны смежных нижних уступов согласуется по времени с наступлением сухого сезона и сезона дождей. В период сухого сезона вскрывается и подготавливается новый горизонт (+135), завершается откачка воды с нижнего горизонта, удаляются горные породы и наносы, принесённые осадками в сезон дождей, на вышележащих смежных уступах движение фронта работ идёт с опережением (+150). К началу сезона дождей завершается расширение рабочей зоны нижнего горизонта (+120), для увеличения объёмов хранения воды на дне карьера, увеличения испарения части воды, размещения ила и наносов, которые в последствии высыхают и удаляются.

Во время сезона дождей идёт продвижение фронта работ на лежащих выше дна горизонтах, а дно карьера затапливается. Работы по углубке карьера согласуются с технологией формирования дна карьера, определяемой сезонностью водопритоков.

Технология реализуется за счет неравномерности и интенсификации работ в различные периоды разработки дна, обеспечивается перемещением экскаваторов по фронту и на смежных уступах. Увеличение скорости углубки достигается при максимально возможном сосредоточении экскаваторов по фронту работ в нижней части карьера, т.е при минимально возможной длине экскаваторного блока.

2. Определение параметров технологических схем ведения горных работ в условиях обводненных железорудных месторождений Вьетнама следует проводить по разработанной методике, позволяющей установить безопасные условия высокопроизводительной эксплуатации горнотранспортного оборудования, за счет снижения естественной влажности полезного ископаемого при добыче, и уменьшения затрат на получение конечной продукции.

Параметры нижней зоны карьера, определяемые по предложенной методике, обеспечивают достижение установленной скорости углубки, производительности карьера, безопасную эффективную работу горнотранспортного оборудования на нижних горизонтах карьера при пиковых водопритоках.

Для обеспечения возможности отработки придонной рабочей зоны карьера необходимо принять размеры нижней её части с учетом водопритоков в сезон дождей и времени подготовки нового горизонта, рисунок 2.

Для верхней части придонной рабочей зоны это требование обеспечивается опережающим продвижением забоя траншеи или созданием временно нерабочего борта карьера.

Длина лежащего выше дна смежного горизонта, обеспечивающая нормальную эксплуатацию карьера с учетом сезона дождей

Ч ^ ик

м

(3)

где ^ - время подготовки нижних горизонтов, год; Ц - длина зоны контакта, м.

Ьт

и

«.....-г

о низкое /

12 дно высокое

®

илист ыи

-Л ,. 2 / :

^ \ т

, у НуСЩу

Рисунок 2 - Схема к определению параметров системы разработки карьера с двухуровневым дном

Длина нижнего (дна) горизонта

1 + Л

I, - Ну(с,8а + с^,)-7^1 Я)'- 1к

, М,

где Ь, - длина рабочей зоны нижних горизонтов карьера, м Время подготовки дна карьера

(4)

ад й

-(Аг + Я,, с/^о-) + + сфу) =

(5)

Длина дна карьера в сухой сезон, м

+ -ЧЯ (¿с + Нущсс) + Я,, (с&<р + сфО].

А-

6,02—/,) Р

, м

(6)

НА

Кь )

+ НУ(ЬС + Н ща) + Ну (с^<р + с^/)

где Ох - средняя производительность экскаватора при работе в придонной зоне карьера, м3/мес.; Уь- объем илистых отложений на дне карьера, м3; Ьь- толщина слоя илистых отложений на дне карьера, м; Кь - коэффициент снижения производительности экскаватора при выемке илистых отложений на дне карьера, Кь = 0,45-Ю,6.

Скорость углубки карьера, м/год

fj _ у ____У_

* Тел hb(ctg(p + clgy) L r , ~ \ ,, 2,

C1 tj +-;—77-J,-+ TTK^c + Hyctga)+ //,, (ctgcp + ctg/)]

h Vx Ух

На рисунке 3 представлен график зависимости скорости уг-лубки от длины фронта работ при различном количестве экскаваторов, работающих на уступе, для условий железорудного карьера Вьетнама.

Рисунок 3 - График зависимости скорости углубки от длины фронта работ при различном количестве экскаваторов, работающих на уступе

3. Горные работы в карьере со сложными горногеологическими условиями целесообразно проводить с разделением рабочей зоны на группы добычных и вскрышных уступов но высоте, различающиеся параметрами системы разработки и видом горного оборудования, способом формирования рабочей зоны карьера, обеспечивающим повышение эффективности и достижение заданной производительности по руде.

Горные работы в карьере со сложными горногеологическими условиями целесообразно проводить с разделением рабочей зоны на группы добычных и вскрышных уступов по высоте,

различающиеся параметрами системы разработки и видом горного оборудования, способом формирования рабочей зоны карьера.

Рабочая зона карьера может быть разделена на нижнюю, обводненную часть, отрабатываемую гидравлическими экскаваторами типа обратная лопата с разбиением горизонта на подуступы, и вышерасположенную часть, отрабатываемую с применением высоких уступов мехлопатами.

Высота групп уступов должна определяться с учетом требований безопасности, параметров, количества и места расположения экскаваторов. Высота 1 группы (вскрышных) уступов определяется по условиям обеспечения минимума коэффициента вскрыши, что достигается применением высоких уступов, увеличением угла откоса рабочего борта. Высота 1 группы уступов (Нг)

//, = т-^-п-'М (7)

где а - гол откоса рабочих уступов, град.; у - угол углубки, град.; ВГф, Вур - ширина берм безопасности и транспортных берм, м; иу -скорость углубки, м/год; Ьф - длина фронта работ, м; - производительность экскаватора, м^/год.

Высота 2 группы (добычных) уступов определяется условиями обеспечения минимума потерь и разубоживания руды, что достигается уменьшением высоты рабочих уступов до 7,5-10 м. При отработке добычных уступов используются гидравлические экскаваторы с ёмкостью ковша 4 - 5 м1 с погрузкой в карьерные автосамосвалы, при длине блока Ьь = 200 -н 300 м.

Высота 2 группы уступов (Нк)

,--„м (8)

где Втр - ширина транспортных берм, м; Ьф - длина фронта работ, м;

С?х - производительность экскаватора, м3/год.

На рисунке 4 представлена схема к определению высоты групп уступов.

Рисунок 4 - Схема к определению высоты групп уступов

В условиях обводненных нижних горизонтов карьера, применение технологии углубки с разбиением горизонта на подус-тупы позволяет обеспечить нормальные условия работы гидравлических экскаваторов типа обратная лопата, эффективно используя нижнее черпание. Уменьшение высоты уступов обеспечивает необходимое более интенсивное развитие работ в период подготовки глубинной части карьера к сезону дождей. При переменной, по мере углубки карьера, площади рудного тела, для поддержания постоянства производительности карьера, необходимо изменять скорость его углубки и скорость понижения добычных работ.

На рисунке 5 представлена схема последовательности углубки карьера при разработке на всю высоту уступа и с разбиением горизонта на подуступы. Для добычи руды блока 2, при технологии углубки на всю высоту уступа, необходимо отработать площадь АВСОЕРР'Е'. При подготовке нового уступа с использованием технологии углубки с разбиением горизонта на подуступы, для до-

бычи блока 2, необходимо дополнительно отработать площадь С'ОО'С".

Шр„. м.у = 30м

Рисунок 5 - Сравнительная схема углубки карьера при разработке на всю высоту уступа и с разбиением горизонта на подуступы

Схема последовательности комбинированной отработки карьера при углубке с использованием гидравлического экскаватора типа обратная лопата представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема последовательности комбинированной отработки карьера при углубке с использованием гидравлического экскаватора типа

обратная лопата

Результаты расчета сравнения двух рассматриваемых вариантов технологии углубки карьера представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты расчета сравнения двух вариантов технологии уг-

лубки карьера

Показатели Единица-измерения Технология углубки

На всю высоту уступа (А) С разбиение на подуступы (В)

Объем работ по подготовке нового горизонта - Объем работ по проходке траншей - Объем работ по расширению уступов м3 128625 130659

м1 26625 21326

м' 102000 109333

Увеличение объема работ по подготовке нового горизонта по сравнению с вариантом А м3 - 2034

Время, необходимое для подготовки нового горизонта мес. 2,60 3,09

Скорость углубки м/год 19,21 16,19

Скорость углубки с учетом требований к высоте уступа м/год 20 15

Таким образом, при подготовке нового горизонта карьера с использованием технологии углубки с разбиением горизонта на по-дуступы, объем работ будет больше, чем разработкой на всю высоту уступа.

Последовательность технологических операций при реализации комбинированной схемы отработки:

• в начале сухого сезона проводятся работы по углубке карьера, после откачки воды и пульпы со дна карьера;

• нижним черпанием отрабатывается блок 1 на глубину подуступа для обеспечения вскрытия нижележащего подуступа;

• проходяться въездная и разрезная траншеи (блок 2) на глубину подуступа, с размещением на дне карьера зумфа для откачивания водопритоков;

• отрабатывается рудный блок 3;

• проводится расширение горизонта на всю высоту уступа (блок 4), обеспечивающее вскрытие и подготовку нижележащего поду ступа;

• проводится расширение горизонта на глубину подуступа (блок 5), обеспечивающее вскрытие и подготовку нижележащего подуступа;

• проходяться въездная и разрезная траншеи (блок 6) на глубину подуступа, с размещением на дне карьера зумфа для откачивания водопритоков;

• Отрабатывается рудный блок 7.

Технологический процесс углубки, с одновременным созданием резерва по фронту работ на нижних горизонтах, продолжается до конца сухого сезона.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические выводы:

1. Выявлены технологические ограничения, связанные с возможностью водоотлива в период пиковых поступлений воды в глубинную часть карьера в сезон дождей.

2. Установлено, что для обеспечения эффективной безопасной работы карьера, как в сезон дождей, так и в сухой сезон добычные и вскрышные работы необходимо сосредотачивать преимущественно в относительно сухой толще, выше дна карьера.

3. Разработана технология эксплуатации двух нижних горизонтов карьера, при которой на дне формируется зумпф для сбора воды, где расположены понтоны, оборудованные насосной станцией, осуществляющей принудительный дренаж, а в сухой сезон, после завершения откачки воды, проводится углубка карьера с использованием гидравлических экскаваторов с оборудованием обратная лопата, с удалением илистых отложений на нижних горизонтах.

4. Для железорудного карьера Тхач-Кхе, с проектной глубиной 500 м, характеризуемым сложными гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями, подготовка новых горизонтов должна осуществляться по следующей технологической схеме: проходка въездной траншеи, очистка дна карьера от илистых отложений, проходка разрезной траншеи, расширение уступа.

5. Горные работы в карьере со сложными горногеологическими условиями целесообразно проводить с разделением рабочей зоны на группы добычных и вскрышных уступов по высоте, различающиеся параметрами системы разработки и видом горного оборудования, способом формирования рабочей зоны карьера.

6. Высота групп уступов должна определяться с учетом параметров, количества и места расположения экскаваторов: высота 1 группы (вскрышных) уступов определяется по условиям обеспечения минимума коэффициента вскрыши, что достигается применением высоких уступов и увеличением угла откоса рабочего борта, а высота 2 группы (добычных) уступов - по условиями обеспечения минимума потерь и разубоживания руды, что достигается уменьшением высоты подуступов до 7,5 - 10 м.

7. Применение одновременно технологических схем углубки карьера при разработке на всю высоту уступа и с разбиением горизонта на подуступы на нижних горизонтах (комбинированная схема) позволяет повысить производительность оборудования, работающего в сложных гидрогеологических условиях, обеспечить безопасные условия работы гидравлических экскаваторов, снизить потери руды.

8. На основании анализа геологических данных и многовариантных проработок моделирования геофильтрационных и геомиграционных процессов доказано, что для обеспечения перехвата большей части подземного потока наиболее эффективно применение кольцевой системы водопонижающих скважин на покровные отложения, на соответствующие периоды отработки карьера, и незамкнутый контур системы водопонижающих скважин на скальный водоносный комплекс со стороны залива Бак Бо.

9. Установлено, что для предохранения карьера от грунтовых вод, попадающих в карьер, необходимо создать 2 системы водопо-низительных скважин по контуру карьера (от 44 до 159 скважин) со стороны моря, с установкой погружных насосов ниже уровня грунтовых вод.

10. Для обеспечения безопасных, высокопроизводительных условий работы горнотранспортного оборудования, необходимо строительство системы скважинного осушения для защиты карьера от обводнения с учетом процессов образования карстовых пещер, а

также мониторинга водопритоков и деформаций откосов с использованием геофизических методов.

11. Доказано, что применение гидравлических экскаваторов типа обратная лопата для углубки карьера увеличивает скорость понижения горных работ и возможную производительность по полезному ископаемому, а так же создает нормальные условия для другого оборудования, работающего в придонной зоне карьера.

12. Разработаны технологические схемы раздельной выемки гидравлическим экскаватором с различными вариантами установки под погрузку автосамосвалов, для сложных гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождения Тхач-Кхе.

Реализация разработанных технологических решений по открытой разработке железорудного месторождения Тхач-Кхе со сложными гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями позволит получить приведенный экономический эффект (за период оценки 10 лет) в размере 2753,0 млн. руб.

Результаты исследований могут быть внедрены в проектных организациях и на карьерах, отрабатывающих рудные крутопадающие месторождения со сложными гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России:

1. Доан Ван Тхань. Организация открытой разработки месторождений группой карьеров / Доан Ван Тхань, С.И. Фомин, Д.А. Ведрова // Маркшейдерия и Недропользование. - 2013, — № 3. с. 3237.

2. Доан Ван Тхань. Технология открытой разработки крутопадающих обводненных месторождений / Доан Ван Тхань, С.И. Фомин // Горный информационно-аналитический бюллетень. -№ 12,-2014, с. 64-68.

- в остальных изданиях:

3. Доан Ван Тхань. Переход на циклично-поточную технологию отработки глубоких рудных карьеров / Доан Ван Тхань, С.И. Фомин // Освоение минеральных ресурсов Севера:

проблемы и решения: Труды 10-ой международной научно-практической конференции: Воркутинский горный институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». — Воркута. — 2012, с. 193-197.

4. Доан Ван Тхань. Определение граничного содержания полезного компонента в руде на предварительной стадии проектирования карьеров / Доан Ван Тхань // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 11-ой международной научно-практической конференции: Воркутинский горный институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - Воркута. - 2013, с.209-211.

5. Доан Ван Тхань. Нормирование готовых к выемке запасов при проектировании открытой разработки сложноструктурных рудных месторождений / Доан Ван Тхань, С.И. Фомин // Воркутинский горный институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - Воркута, -2013, с.216-218.

РИЦ Горного университета. 24.07.2015. 3.662. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

2015674642

2015674642