Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Стабилизация производительности карьера по горной массе при поэтапной разработке крутопадающих месторождений

ВАК РФ 25.00.21, Теоретические основы проектирования горно-технических систем

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Проломова, Татьяна Александровна

Введение.

Глава 1: Современное состояние проблемы поэтапной разработки карьеров.

1.1. Основные задачи исследования

Глава 2: Влияние параметров и показателей поэтапной отработки карьеров на производительность по горной массе.

2.1. Общие положения.

2.2. Влияние параметров и показателей поэтапной отработки карьеров на производительность по горной массе при направлении углубки 42°.

2.3. Влияние параметров и показателей поэтапной отработки карьеров на производительность по горной массе при направлении углубки 70°.

2.4. Влияние направления углубки на параметры и показатели поэтапной отработки карьеров.

2.4.1. Скорость подвигания рабочих уступов.

2.5. Производительность карьера по горной массе при поэтапной отработке с постоянным углом откоса рабочего борта.

2.6. Производительность карьера по полезному ископаемому при поэтапной отработке с постоянным углом откоса рабочего борта.

Выводы.

Глава 3: Стабилизация производительности карьера по горной массе.

3.1. Общие положения.

3.2. Стабилизация производительности карьера по горной массе при отработке месторождения в конечных контурах.

3.3. Стабилизация производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке месторождения.

Выводы.

Глава 4: Исследование соотношения производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке первого и второго периода стабилизации.

4.1. Общие положения.

4.2. Исследование соотношения производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке первого и второго периода стабилизации при направлении углубки 42°.

4.3. Исследование соотношения производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке первого и второго периода стабилизации при направлении углубки 70°.

Выводы.

Глава 5: Иллюстрирование разработанного метода стабилизации производительности по горной массе на примере карьера Южный, Ждановского месторождения.

5.1. Общие положения.

5.2. Угол откоса рабочего борта 10°.

5.3. Угол откоса рабочего борта 20°.

5.4. Стабилизация производительности карьера Южный по горной массе

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Стабилизация производительности карьера по горной массе при поэтапной разработке крутопадающих месторождений"

Актуальность работы: При проектировании карьеров стабилизация производительности по горной массе производится, как правило, на основе эксплуатационного коэффициента вскрыши усредненного по отдельным периодам работы карьера. Такой подход по своей сути не может в полной мере отражать уровень стабилизации производительности карьера по горной массе на отдельных этапах разработки. Обычно из любого месторождения можно извлекать и использовать сопутствующие полезные ископаемые в количествах, делающих их разработку целесообразной. В этих условиях теряет смысл понятие "коэффициент вскрыши" и возникает необходимость в изменении порядка проектирования. Поэтому для оптимизации экономической эффективности работы карьера необходима стабилизация производительности по горной массе непосредственно для каждого этапа отработки карьерного поля. Особенно это важно для начального этапа отработки месторождения, характеризующегося меньшей производительностью карьера по горной массе.

Цель диссертационной работы: Обеспечить повышение эффективности работы горного предприятия путем стабилизации производительности карьера по горной массе при поэтапной разработке месторождения.

Идея работы: Использовать для решения задачи стабилизации производительности карьера по горной массе графо-аналитический анализ результатов горно-геометрического моделирования отдельных этапов отработки карьерного поля.

Задачи исследования:

1. Определить влияние работы карьера на производительность карьера по горной массе при работе с постоянными углом откоса рабочего борта {<р) и скоростью углубки;

2. Исследовать влияние угла откоса рабочего борта и направления углубки на производительность карьера по горной массе в конечных контурах и контурах первого этапа;

3. Разработать метод стабилизации производительности карьера по горной массе;

4. Определить влияние глубины первого этапа на производительность карьера по горной массе на втором периоде стабилизации.

5. Иллюстрация разработанного метода для оценки эффективности поэтапной разработки карьера Южный Ждановского месторождения.

Основные научные положения, представленные к защите:

1. В процессе проектирования карьера при поэтапной отработке карьерного поля следует учитывать, что при постоянных значениях угла откоса рабочего борта и скорости углубки невозможно стабилизировать производительность по горной массе на первом этапе работ.

2. Стабильная производительность при поэтапной отработке карьерного поля на первом этапе определяется на основе горно-геометрического моделирования работ при изменении угла откоса рабочего борта от минимального до максимально возможного.

3. Поэтапная отработка карьерного поля со стабильной производительностью по горной массе на первом этапе позволяет начинать разработку со значительно меньшими капитальными вложениями и получить суммарную прибыль на 30-35 % выше, чем при отработке в конечных контурах.

Научная новизна работы заключается в следующих выводах:

1. Доказано, что при поэтапной отработке карьерного поля работа с постоянным углом откоса рабочего борта экономически не целесообразна.

2. В результате горно-геометрического моделирования горных работ получены зависимости производительности карьера по горной массе по периодам работы, в которых стабильная производительность первого периода при сохранении заданной скорости углубки выражается прямой, касательной для линий min и тах угла откоса рабочего борта.

Методы исследований:

Для рассмотрения поставленных задач использовались методы научного анализа и обобщения теоретических исследований, производственной и проектной практики.

Достоверность научных положений: основывается на применении метода горно-геометрического моделирования, позволяющего с достаточной точностью определять расчетные объемы горной массы и полезного ископаемого и аналитического анализа полученных результатов.

Практическая значимость работы заключается: в применении метода стабилизации производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке крутопадающих месторождений для проектирования и планирования открытых горных работ с целью принятия обоснованных решений.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (г. Санкт-Петербург, 1998-2000г.г.), на кафедре разработки месторождений открытым способом и разрушения горных пород СПбГГИ (ТУ), на республиканской научно-практической конференции «Человек на севере в XXI веке: горное дело, ТЭК, экология, народонаселение» (Воркута, 2001 г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 131 страница, содержит 29 таблиц и 48 рисунков, а также список литературы из 83 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Теоретические основы проектирования горно-технических систем", Проломова, Татьяна Александровна

выводы:

1. С увеличением угла откоса рабочего борта при поэтапной разработке:

- уменьшается необходимая горизонтальная скорость подвигания рабочих уступов; ширина рабочих площадок; время формирования ВНБ и время, в течение которого его можно не разносить; увеличивается средняя длина экскаваторных блоков; скорость формирования ВНБ и необходимая скорость разноса ВНБ.

2. Увеличение угла направления углубки карьера позволяет: уменьшить необходимую горизонтальную скорость подвигания рабочих уступов; скорость формирования ВНБ и скорость разноса ВНБ;

- увеличить время формирования ВНБ; время разноса ВНБ и время, в течение которого его можно не разносить.

3. Определен основной порядок стабилизации производительности карьера по горной массе:

- при определении стабильной производительности карьера по горной массе необходимо установить пределы изменения угла откоса рабочего борта от min до max и определить направление углубки;

- при поэтапной отработке карьерного поля производительность по горной массе целесообразно стабилизировать в два периода: при работе в пределах первого этапа и при разносе временно нерабочего борта на втором этапе;

124

4. Уменьшение глубины первого этапа приводит к увеличению продолжительности доработки карьера в конечных контурах;

5. Увеличение времени разноса ВНЕ позволяет снизить производительность карьера по горной массе на втором периоде стабилизации;

6. Использование при поэтапной отработке метода стабилизации производительности карьера по горной массе в два периода позволяет увеличить получаемую ориентировочную прибыль на конец отработки первого этапа на 30-35%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой решена актуальная задача современного проектирования и планирования карьеров, - разработан метод стабилизации производительности карьера по горной массе при поэтапной отработке крутопадающих месторождений.

На основе выполненных исследований сформулированы следующие

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Проломова, Татьяна Александровна, Санкт-Петербург

1. Адигамов Я.М. Учет возможности оставления временных бортов при определении предельной глубины карьера. Совершенствование методов разработки рудных месторождений. Выпуск 1 (XXVI). Москва. «Недра». 1966.

2. Анистратов Ю.И. Современные методы определения границ открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Горный вестник, 1998, №2.

3. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М., «Недра», 1981.

4. Арсентьев А.И. Принятие решений о параметрах карьера. JL, изд. ЛГИ, 1982.

5. Арсентьев А.И. Законы формирования рабочей зоны карьера. ЛГИ, 1986.

6. Арсентьев А.И. Интенсификация горных работ в карьерах. Москва. «Недра». 1965 год.

7. Арсентьев А.И. Особенности реконструкции глубоких карьеров. В Межв. сб. н. тр.: Проблемы теории проектирования карьеров. Л., изд. ЛГИ, 1990.

8. Арсентьев А.И. Технико экономические особенности поэтапной отработки карьерных полей. В сб.: «Развитие теории открытых горных работ». М., изд. МГИ. 1991.

9. Арсентьев А.И. Развитие горных работ в карьерном пространстве. Л., изд. ЛГИ, 1991.

10. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров. Москва. «Недра». 1970.

11. Арсентьев А.И., Арсеньев С.Я. Усреднение эксплуатационного коэффициента вскрыши за счет оставления временного нерабочего борта. -Совершенствование техники и технологии горного производства. КГРИ, вып. 22. Москва. «Недра». 1964.

12. Арсентьев А.К., Проломова Т.А., Тихонов P.A. Динамика параметров и показателей карьера в процессе работы со стабильной производительностью по горной массе. Горный журнал. Изв. ВУЗов. 1999

13. Арсентьев А.И., Тихонов P.A. Показатели и параметры карьера при работе со стабильной производительностью по горной массе. Горный вестник, 1998, № 2.

14. Арсентьев А.И., Холодняков Г.А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. Москва. «Недра».1994.

15. Арсентьев А.И., Шпанский О.В., Константинов Т.П., Бложе B.JJ. Определение главных параметров карьеров. М., «Недра», 1976.

16. Богданюк В.Е. Исследование рационального порядка отработки крутопадающих месторождений большой протяженности.-В сб. «Технология открытых горных работ». Киев, «Техника», 1966.

17. Богуславский Э.И. Управлением качеством руды основа горнотехнологического менеджмента. Горный журнал, 1998, № 10.

18. Борисов Д.В. Определение направления углубки при поэтапном развитии горных работ в карьере. Дисс. канд. техн. наук.

19. Близнюков В.Г., Зайцев КН. Методика определения размера отставания вскрышных работ в карьере. Разработка рудных месторождений. Выпуск 39. Киев. 1986.

20. Васильев MB., Сканцев Г.Г. Оптимизация параметров рабочей зоны глубоких карьеров. Горный журнал, Изв. ВУЗов, № 8, 1981.

21. ГалиевЖ.К. Экономика предприятия. 2001.

22. Галустьян Э. Л. Совершенствование конструкции нерабочих бортов карьеров. Горный журнал , 1996, №1-2.

23. Галустъян Э. Л. Экономические аспекты проблемы оптимизации параметров бортов угольных разрезов и отвалов. Уголь, 1996, № 4.

24. Галусттъян Э.Л. Проблемы формирования нерабочих уступов в бортах нерабочих карьеров. Горный журнал, Изв. ВУЗов, № 6, 1987.

25. Городецкий П.И. Основы проектирования горнорудных предприятий. М., Металлургиздат, 1955.

26. Гринберг И.Н., Оеоденко Б.К. Развитие горных работ в карьере. Горный журнал, 1975, № 2.

27. Каменецкий Л.Е. Экономика горной промышленности. М., "Недра". 1979.

28. Каменецкий Л.Е. Эффективность основных фондов в горной промышленности. М., "Недра". 1981.

29. Каменецкий Л.Е Экономическая эффективность основных фондов на карьерах. М., "Недра". 1974.

30. Катая К.И., Оеоденко Б.К, Радионов С.Н. Некоторые экономические аспекты оставления временного нерабочего борта. Пути повышения эффективности открытых горных работ. Ленинград. «Наука». 1970.

31. Квитка В.В. Проектирование устойчивой технологической системы карьера. В кн.: Проблемы теории проектирования карьеров. - JI., изд. ЛГИ, 1988

32. Котяшев А.А., Ткачев А.Ф. Особенности эксплуатации глубоких железорудных карьеров. Горный журнал, № 8, 1988.

33. ЪЪ.Кумачев К.А., Майминд В.Я. Проектирование железорудных карьеров. М.:Недра, 1981.

34. Линев В.П. Определение параметров рабочей зоны карьера с участками временно нерабочего борта. Горный журнал, 1986, № 5.

35. Линев В.П. Определение производительности действующего карьера при наличие в рабочей зоне участков временно нерабочего борта. Горный журнал, Изв. ВУЗов, №3, 1987.

36. Линев В.П. Определение результирующего угла наклона рабочего борта карьера. Горный журнал, 1987 , № 10.

37. ЗЭ.Линев В.П. Ширина рабочих площадок уступов и возможная скорость углубления горных работ. Горный журнал, 1978, № 6.

38. Мельников Н.В., Бронников Д. М., Виницкий К.Е. Достижения горной науки и техники.- Горный журнал, 1966, № 1.41 .Мустафина A.M., Граур Н.Ф., Долгое Ю.Ф. Открытая разработка месторождений на больших глубинах. Каз. ССР, Алма-Ата, Наука, 1982.

39. Научные основы проектирования карьеров. М., Недра, 1971. Авт.: Ржевский В.В., Новожилов М.Г., Юматов Б. П.

40. Нормы технологического проектирования горнодобывающей промышленности черной металлургии с открытым способом разработки. Ленинград: «Гипроруда», 1986.

41. Оводенко Б.К. Управление горными работами на карьерах. Москва.«Недра». 1978.

42. Оводенко Б.К, Аршинов С.С. Временные нерабочие борта в карьерах. Ленинград. «Наука». 1977.

43. Оводенко Б.К., Решетняк С.П., Кемпелъ Ф.Б. Развитие горных работ на временно нерабочем борту. Горный журнал. Изв. ВУЗов, № 1, 1981.

44. Определение рациональных параметров развития карьеров (методические указания). Апатиты, изд. Кольского филиала АН СССР, 1973. Авт.: Арсентьев А.И., Бондарь А.П., Грицай А.Л. и др.

45. Пахомов Е.М., Буянов Е.И. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1990.

46. Пищито В.Я. Повышение интенсивности открытой разработки месторождений путем использования временных складов руды. Дисс. канд. техн. наук

47. Планирование развития горных работ в карьерах. Арсентьев А.И., Советов Г.А., Хохряков B.C. и др. Москва. «Недра». 1972.51 .Пешков A.A. Управление развитием горных работ на глубоких карьерах. Автореф. дисс. докт. техн.наук. М., 1997.

48. Регулирование вскрышных работ в глубоких карьерах. Усынин В.И., Грицай A.JL, Решетняк С.П. Ленинград. «Недра». 1982.

49. Решетняк С.П. Исследование режима вскрышных работ карьеров с временно нерабочими бортами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Апатиты. 1980 год. АН СССР. Кольский филиал ЛГИ.

50. Ржевский В.В. Проектирование контуров карьеров. Москва. «Метал лургиз дат». 1956.

51. Ржевский В.В. Режим горных работ при открытой добыче угля и руды. Москва. «Углетехиздат». 1957.

52. Ржевский В.В. Строительство карьеров. М., Углетехиздат, 1958.

53. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., Недра, 1975.

54. Ржевский В.В. Научные основы проектирования карьеров. М., Недра, 1971.

55. Ржевский В.В., Истомин В.В., Трубецкой К.Н. и др. Открытая разработка месторождений на больших глубинах. Горный журнал, Изв. ВУЗов, № 5. 1988.

56. Рогатин H.H. Строительство глубоких карьеров. М., изд. МГИ, 1973.

57. Сборник «Открытые горные работы» «Горное бюро».М., 1994.

58. Симарев H.H. Определение главных параметров карьера при поэтапной отработке комплексных месторождений. Канд. дисс., Л., ЛГИ, 1990.

59. Теория и практика открытых разработок. Мельников Н.В., Реентович Э.И. и др. Москва. «Недра». 1979.

60. Теория и практика открытых разработок. Мельников Н.В., Арсентьев А.И., Глазов М.С. и др. Москва. «Недра». 1973.

61. Трубецкой К.Н., Пешков A.A., Мацко H.A. Определение области применения способов разработки крутопадающих залежей, с использованием заранее сформированного выработанного пространства карьера. Горный журнал, Изв. ВУЗов, № 1. 1994.

62. Холодняков Г.А. Проектирование открытой разработки комплексных месторождений. -Л.: Изд. ЛГИ, 1987.

63. Холодняков Г.А. Проектирование карьеров, разрабатывающих комплексные месторождения. Л., изд. ЛГИ, 1987.

64. Холодняков Г.А. Определение основных параметров открытой разработки комплексных месторождений. Л.: Изд. ЛГУ, 1988.

65. Хохряков B.C. Принципы поэтапного (динамического) проектирования глубоких карьеров. В кн.: Глубокие карьеры. Киев, Наукова думка, 1970.

66. Хохряков B.C. Проектирование карьеров. М., Недра, 1980.

67. Хохряков B.C. Исследование этапов развития и экономичности открытых горных работ в глубоких карьерах. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. МИРГЕМ.1966.

68. Хохряков В. С. Открытая разработка месторождений этапами. Известия ВУЗов. Горный журнал, 1965, № 10, с. 19-26.

69. Хохряков B.C. К вопросу экономической оценки открытой разработки месторождений по очередям. Изв. Вузов, Горный журнал, 1962,№ 3, с. 5760.

70. Хохряков B.C., СаканцевГ.Г., Якшин А.З. и др. Экономико-математическое моделирование и проектирование карьеров. М., Недра, 1977, 200с.

71. Хохряков B.C., Шелест А.Т., Молтусов Г.П., Кмитовенко А.Г. Проектирование карьеров. М., «Недра», 1969

72. Хохряков B.C., Церенщиков П.Т. Поэтапное развитие горных работ на карьерах. Москва. «Цветметинформация». 1968 год

73. Церенщиков П. Т. Минимальный срок консервации вскрышных пород. -Добыча угля открытым способом. Москва. «Недра». 1967, №2.

74. Церенщиков П. Т. Рациональное расположение временных бортов карьера. Известия ВУЗов. Горный журнал, 1967, №5.

75. Чаплыгин H.H., Островский Э.Ю., Попов A.A. Исследование параметров временного нерабочего борта при отработке карьеров по этапам.