автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Управление процессом добыси для стабилизации качества руд из сложноструктурных блоков

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Г Б ОД

6 OUT 1905

На правах рукописи

КОЙСАРШ! Pyc-nai! Иукатаезач

УДК 622.271.3

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ДОВЬРШ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА РУД ИЗ СЛОШОСТРУШПШХ БЛОКОВ-

Специальность 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных, ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ахмать' • jcjZ

Диссертационная работа выполнена в Казахском национальном техническом университете

Научный руководитель; член-корреспондент HAH PK, доктор технических наук, профессор Ракишев Б. Р.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Букейханов Д. Г. кандидат технических наук ..'... Байтасов М.М.

Ведущее предприятие - HAK "Казакстан туст1 металдары"

Занята состоится " 20 " октября 1995 г. Ъ* ¡У "час. на заседании специализированного совета Д 14.13.04 при Казахском национальном техническом университете по адресу: 480013, г. Алматы. ул. Сатлаева 22, НК ауд з

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета

Автореферат разослан »¿5 « сентября 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета

канд. техн. наук, доцент

Кенжебаев Л.К,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный этап развития горной . промышленности характеризуется ограниченными возможностями наращивания объемов добычи. Большое значение приобретают реботн,.' направленные на обеспэчение стабильного качества руд, повышение полноты извлечения запасов полезных ископаемых из недр, вовлечение в разработку руд с различишь содержанием • ценных компонентов. Существенное влияние на качество, добываемых РУД .. из олскноструктурних блоков оказывают буровзрывные и внемоч-но-погруэочныа работы. .При ведении взрывных работ происходит, значительное перемешивание руды с Емедающиш. породами-и забалансовыми рудами, при экскавации руды - нередко разубеживаат-ся. а зачастую отгружаются о породные отвалы. Существующие методы и способы ведения селективной отбойки и выемки из-за сложной морфологии рудных тел не всегда дают' требуемый результат. Эффективное ведение добычных рабо^ и рациональное' использование минеральных ресурсов додано основываться на установлении закономерностей размещения полезных ископаемых в массиве я развале, изменчивости показателей их качества, оперативном управлении процессами взрывания и экскавации слояных забоев, обеспечивающими стабильный уровень добываемой руды. Поэтому изучение размещения разнотитФх горних пород а "развале с дальнейшим обоснованием параметров буровзрывных работ й направления их отработки, обеспечиваю©« заданное качество руды является актуальной задачей. ■

Целью работа является оперативное управление- буровзрывны,-ми и экскаваторными работами для стабилизации качественных'показателей руды из слояноструктурных блоков на основе установи леиия закономерностей пространственного размещения руд.

Идея работа состоит в _ обеспечении стабильного, качества полезного ископаемого во времени за счет прогнозирования размещения разнотипных руд в.развале и выбора соответствующего -направления отработки сложноструктурных блоков, . -Научные положения, представленные к загрятв: 1. Число добычных уступов для внутрикарьерного усреднения руд определяется исходя из перирда колебания качествешшх по-' казателей. описываемых тригонометрическим полиномом третьей степени; для свинцовых руд период колебаний составляет 34 мет-

ра'или 3 горизонта, для цинксвих руд - 24 метра или 2 горизонта. : • , - .

2. Интегральная характеристика взрыва, предопределяющая размещение порол в развале начальная скорость . центра масс отбиваемой части . уступа обуславливается такими факторами как бкороеть детонации, удельный расход ВВ. плотность горной породы, ■ параметры расположения заряда в массиве; предлагаемая за' висшооть отличается летом сомножителя ¥/й, охватывающего все многообразие услозий взрывания:

3., Размещение разнородных пород в развале подчиняется закономерностям. . устанавливаемым с помощью разработанных программ. в. зависимости от параметров буровзрывных работ: предлагаемая модель взорванного блока учитывает качественные показателя руда и достаточно точно оцисьшает конфигураций развала;

'4. Характер размещения разнородных частей руда и порода в развайе пре'долреяешя выбор рационального направления отработки слокнострукгурного блока; установленные закономерности размещения разнотипных пород позволяют выбрать направление экскавации по величине минимальной•дисперсии качественных показателей!

• . Научная новизна диссертации состоит б следующем:

- рззраСотан ■ новый метод компьютерного моделирования варивания слоаноструктурных блоков. Полученная модель позволяет определить положение рудц в развале и оперативно указзть рациональное направление отработки; .

- установлены регрессионные эавис;шос7,и. опмсываюздт конфигурация развала'. ' Путем варьирования параметров взрывания на ПЭВМ можно получит прогнозкуа модель взорванного блока на ста-дин планирования взрывных работ;

- создан программный комплекс расчета и корректировки параметров буровзрывных работ, который учитывает все изменения горно -тахнических условий. •

Обоепояашосгъ я доотезар»:есть научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: •

- большим объемом экспериментальных й лабораторных исследований; .■.■-''

- корректностью использования апробированных методов математической статистики с применением компьютерной техники;

- высокой степенью сходимости результатов, полученных теоретическими и экспериментальными работами.. \ г ' Методы исследований. .Для достижения"поставленной цели в работе использован комплекс методов/ включающий:" анализ теоретических и экспериментальных работ; обобщение известных результатов; экспериментальные исследования в производственных условиях; использование пакетов прикладных программ для статистической обработки экспериментальных данных' на ПЭВМ;- компьютерное моделирование.

Научное значение работы заключается в установлении закономерностей изменчивости качественных показателей руды на месторождении, выводе регрессионных.зависимостей,, описывающих формы и размеры взорванных блоков и модели размещения разнородных частей уступа в развале/

Практическое значение работы заключается в разработке и внедрении системы оперативного управления параметрами буровзрывных работ, позволяющей варьировать параметрами для достижения необходимого качества, дробления горных пород;'в. определении направления отработки.сложных блоков, обеспечивающем наименьшие потери и разубоживание руд.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

По разработанному программному комплексу были рассчитаны параметры буровзрывных.работ.на карьерах АО "Сарыаркаполиме-талл", АО "Жезказганцветмет", АО "Акшэтау кен-байыту комбинаты". Результаты работы могут быть использованы геологическими и маркшейдерскими службами рудников при ■ составлении планов горных работ, паспортов БВР и забоев экскаватора.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференции аспирантов и молодых ученых КазПТИ (г. Алматы. 1990 г.), на международном семинаре "Автоматизация научных исследований в геологии, горном деле, экологии" (г. Москва, 1991 г^). на.международном симпозиуме по технологии открытых горных работ (г. Удачный, 1991 г,), на технических совещаниях АО "Сарыаркаполиметалл", на заседаниях кафедры открытых горных работ КазНТУ,.

Публикация. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 печатные работы.

Объем работы. Диссертация состоит из. введения. ..четырех глав, заключения, изложенных на 130 стр машинописного текста,

ß -

содержит 22 рисунка, 7 таблиц и список использованных источников из 1гь наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

■ Исследования, по проблеме повышения качества добываемых руд, стабилизация их качественных показателей при открытой разработке о применением эффективных способов ведения взрывных И выемочио-ио1ругочных работ ведутся в настоящее время по разЛичным направлениям, они отражает вопросы проектирования и планирования горных работ, оперативного управления качеством руд,. ' достижения, необходимой степени дробления. Значительный вклад d решение, этах задач внеси? работы видных ученых-горняков: академиков;Н,В. Мельникова, В.В. Ржевского, К.Н.Трубецкого, членов-корреспондентов Б. Р. ракишева, Б. Р. Рахимова, Г. Е. Секисова,- про^юссороэ D.K. Анистратова. А.iL Арсентьева, Е. Г. Баранова. П. П, Бастана,1 "С.И. Белякова, Д.Г, Букейхадава, Н.С. Буктукова, В.Ф. ,Вызова-,'Ф.Г. Грачева, Б.Н. Кутузова. <?. И. кучерявого, , Г.Г.'Локонойова, В; К. Нкфадьева. Н.й. Репина, И. В. Та-бакмана, И. А. Тангаэва, П.Ü. Томакова, А.Ф. .Цехового, Б.Г. Шл-таревя, ,Б.П. Юматова, кандидатов технических наук A.A. Аиимба-^вр, А.К., КеНжейаева. М.Б, Садыкова и других, они накли широкое применение в практике и теории открытых горных работ.

Анализ проведенных исследований показал, что при отработка сложносгруктурных блоков эффективное управление качеством руды при ведении буровзрывных и экскаваторных работ возможно при установлении закономерностей распределения качественных показателей в' пространстве, наличии достоверной информации о форме 'и размерах развала, размещении разнородных участков горной порода в', нем, ..< ' • '

Исходя из этого, в диссертационной работе решается следующие основные задачи:

- исслэдование пространственной изменчивости содержания полезных компонентов в пределах отрабатываемого блока;

- аналитическое определение параметров развала и исследование характера размещения горной массы в зависимости от параметров взрывания; '

- разработка программного комплекса для оперативного управления параметрами буровзрывных работ с реализацией его на

персональных ЭВМ:

- разработка технологии селективной отбойки" руд при выемке с.юксноструктурннх блоков; • .

- разработка методики определения рационального направления отработки сло-хноструктуркых блоков для обеспечения работы экскаватора в режиме усреднения, , ; .

Анализ, горно-геологических условий залеганий рудных тел и пространственного изменения качественных. Показателей проводился для Дальнезападкого участка йайремского' полиметаллического месторождения. Данное месторождение отличает, весьма 'неравномерный характер оруденения и апробированные, в. этих,условиях . методы и полученные результата могут использоваться на других сложяоструктурных месторождениях," Для.изучения пространствен-, ной изменчивости качественных показателей применялись различные методы? включающие в себя исследование'структурных особенностей массива и трещиноватооти горных Пород, обработку данных детальной разведки и ойеративного опробования, .''составление' прогнозной модели на ПЭВМ. , 1 ■>''' '

Согласно техническим условиям разработки Жайремского месторождения оценка изменчивости должна производиться для каждого технологического сорта руда. В соответствии с эта? в , качестве исходной информации использовались сортовые погоризонт-ный планы, данные опробования взрывных скважин, а также данные кернового опробования. Все пробы подвергались химическому и геофизическому анализу. Представительность результатов подтверждалась большим количеством проб и , сравнительна.! анализом обоих способов,на ПЭВМ. По результатам обработки данных опробования были определена коэффициенты корреляцш, которые составили для цинка - о, 79, для свинца - 0,87, Для подбора модели изменчивости качественных показателей по глубине было исполь^ эовано два метода: метод алгебраических многочленов и метод тригонометрических полиномов. При выборе аппроксимирующей функции методом алгебраических многочленов использовалась программа "Прогноз" на языке Бейсик. Еыбор функции распределения производился исходя из условия наименьшей среднеквадрати-ческой сшбки. Функция распределения имеет епд

У = 14. 4*0.008°• 57 *

( 1 )

- 8 -

Характеристики качества восстановления „ ■ Средняя абсолютная ошибка - 1,45 55

Коэффициент.детерминации - 0,623

Коэффициент корреляции - 0.79 :

По результатам кернового опробования были построены графики и получены зависимости , описывающие содержание полезных компонентов. Их анализ показал, что изменения качественных показателей .ноап' пфиодический характер и описываются тригонометрическим полиномом третьей степени

4 у—1,638+0,058*со8хш-1,715«з1ихш-0.М*СОё2ш*0,8б*з1п2хи>+ . . • .+0.г05«со$3»^0.518«з1п3»1». ш»2Я/Т (2)

где у - содержание полезного компонента; х - глубинная отметка скважины;

; Т --период колебания. По зависимости < 2 ) можно установить количество добычных уступов, находящихся 6 одновременной отработке с целью внутрикарь-ерного усреднения. ' Период колебаний по.цинку составляет примерно 34 м или 3 горизонта, по свинцу 24 и - 2 горизонта. Таким образом, для эффективного оперативного управления качеством руды в работе должно находиться 3 или 2 рабочих уступа.

Анализ горно-геологических условий добычных блоков показал, что для большинства из них характерен широкий диапазон изменения качественных показателей ,как по глубине, так и по площади распространения залежей. При этом имеет место закономерное изменение качества руда вдоль отрабатываемых блоков. Изучение изменчивости в полосе запасов осуществлялось на основе данных опережающего перспективного и оперативного опробования для условий Дальнезападного участка. Аппроксимирующая Функция подбиралась с / использованием табличного процессора "Зирегса1с~5" и имеет вид тригонометрического полинома третьей степени

у-1,514-0,212*0.212*з1пхш-0,067»созхц>~0. 057*й1п2Хй>+

+0,71*соз2х+0.195*з1п3х№;0,323»соз3хы , ы=2?Г/Т ( 3 )

где у - содержание полезного компонента; х - длина фронта работ.

Полупериод колебаний составляет 12-15 метров, поэтому Для стабилизации качества руды наиболее выгодная длина фронта работ для одного экскаватора 30 метров..

Для изучения процесса размещения разнорвдных частей массива в развале был использован метод компьютерного моделирования, суть которого заключается в следующем. Первоначально аналитическим путем, с использованием методики проф. Б.Р,Ракишева были определены скорости центра масс отбиваемой части -уступа, как основные кинематические характеристики движения участков массива. Согласно данной методике, основной Процесс дробления завершается на первой стадии взрыва. Основываясь на этом, отбиваемую часть уступа в конце этой стадии моро считать состоящей из раздробленных готовых кусков. Для расчета" 'скорости центра масс была установлена-и использована следующая-зависимость

уо « к*п*и/а*(ч/|>)0-* , м/с * { 4 )

где 0 - скорость детонации ВВ, и/с: V И - линия наименьшего сопротивления, н; а - диаметр скважины, м; Я - удельный расход ВВ, кг/к р - плотность взрываемой горной породы, кг/к. - ** к - эмпирический коэффициент, зависящий от условий взрывания. ..■■-••• Затем с использованием разработадаых алгоритма и программ -на ПЭВМ проводил ось моделирование процесса .'разлета кусков по- , роды из уступа. Для удобства расчета и контроля за динамикой полета кусков, профиль уступа на мониторе разбивался на п частей, в зависимости от рядов взрывных скважин; В результате множественных реализаций компьютерных моделей при разных сочетаниях влияющих факторов методом последовательных итераций была получена модель расположения частей. уступа после взрыва. При этом на мониторе можно контролировать динамику полета кусков в любой момент времени. Полученная модель использовалась при определении рационального направления отработки еложност-руктурного блока. Алгоритм моделирования процесса разлета и размещения взрываемого уступа показан на рис.1.

Следующим этапом исследования было проведение натурных'

НАЧАЛО

)

Везд «8щцз£ даиимх, эдеггшфццирующих / рлтэддпемый уступ /

/ • Ввод нсхсдгшх данных по иараметрам У

' взрывания? .<?, ч, \У, а, Ь, (1С11!,., О / ,-*-----

Офисопка аа экране монитора профиля етрьшашого устуиа с разбивкой иа

^тездздшмеЕтан.....................,..."_

Ж

Определение начальной скорости вылета центра масс элементарных блоков взрываемого уступа . :

X

Бдоиштшс текущих координат Пяогже взрываемого уступа с заданный момент Е^ккин с отрксслкой «а экране мвшяора

ш

"Йроверка на соударение элсмешаргшх ;бяоков уступа друг с другом

■При стедкисшсннн блоков друг с другом ук&№шекис' координат последующих блокоя

Огрнсоика текущего положении элементарных блоков взрываемого уступа

X

Определение коиечцогз вддожцшя едгштарпш а развале с отрисовкой на .од^акр мошяора

КОНЕЦ )

Укрупненная блок-схема алгоритма разлета оборванней горной массы.

Рис. 1

экспериментов, которые вклйчали в себя промышленные взрывы. Из-за больших организационных и технических трудностей, в качестве объектов исследований брались как рудные блоки, так и вскрышные блоки с аналогичными физико-механическими свойства-га. Промышленные взрывы проводились с приняты!® на руднике параметрами взрывания. В качестве варьируемых исходных факторов были приняты сетка скважин и сопротивление по подошве уступа, факторы, оказывающие наибольшее, влияние.на'параметры развала. Так как число уровней варьирования было принято 3, то при числе факторов равным 2. общее количество взрывов составит 9.

В экспериментах при исследовании формы и размеров развала в качестве выходных параметров принимались характерные точки поверхности: максимальная■ высота развала, точка наибольшего выброса пород, граница"развала с ненарушенной часть» уступа, точка впадины за гребнем с максимальной высотой и промежуточная точка, лежащая между максимальной высотой развала и точкой наибольшего выброса пород.

Горизонтальные координаты точек поверхности замерялись с помощью рулетки, а вертикальные координаты - при нивелирной съемке. В качестве аппарата обработки экспериментальных данных был использован метод ортогональных полиномов Чебышева. Это позволило значительно упростить процесс построения эмпирических зависимостей, так как.аппроксимирующий многочлен строился в виде суммы повышающих степеней, причем добавление новых слагаемых не изменяло вычисленных коэффициентов. Метод был реализован на персональном компьютере Ш1 РС АГ с использованием табличного процессора "5ирегса1с-5". '

Поверхность развала описывается уравнение!!:

у » а + Ьх + ехг ( 5 )

где а. Ь, с - коэффициенты уравнений регрессии, зависявде от варьируемых параметров взрывания.

На рис.2 показан процесс получения уравнения регрессии (5) Для эффективного использования .результатов исследования пространственной изменчивости качественных показателей с целью оперативного управления параметрами взрывания была создана методика расчета и корректировки параметров БВР, реализованная на 1ВМ РС АТ. Предлагаемая методика разработана с учетом ани-

Модель поверхности развала

ПОВЕРХНОСТЬ РАЗВАЛА У» - 0.013Х® + 0.6Х + 3.1 сетка бхб, 7 м Порядно« ирыванне

О-ф

Эксперимент Полинам ¡степени

. Полинам 2 степени

40

30

.•да

10

20 30

49

$0

«О Ь,М

Рис.2

зотропии горного массива. Оптимизация параметров БВР проводится исходя из условия одновременного прихода взрывных волн в крайнюю от скважины часть массива, что определяется соотношением

№/С„ - а/Сл - (1Э4» + Ю/С ( 6 )

где И - линия наименьшего сопротивления, м;

а - расстояние между скважинами в ряду, м;

134б + х - расстояние от боевика до устья скважины;

С«- С«- Сзав - скорости распространения продольных волн соответственно вдоль л. н.с., взрываемого блока и по высоте скважины.

При соблюдении данного условия происходит равномерное дробление взрываемого горного массива, так как скорости продольных волн прямо пропорциональны скоростям разрушения. Разработанная методика позволяет оперативно варьировать параметрами БВР в зависимости от изменяющихся физико-механических свойств взрываемых пород и горно-технических условий. Комплекс вычисляет:

- прямоугольные координаты устьев скважин и их высотные отметки;

- координаты точек контура блока и их высотные отметки:

- параметры сетки скважин и их соответствие требованием ТБ; •

- параметры заряда на каждую скважину: перебур, длину забойки. длину заряда, ЛСЛЛ. расстояние между скважинами э ряду, расстояние между рядами скважин;

- массу скважинного заряда;

- общую массу ВВ на взрываемый блок.

Программа выдает:

- паспорт БВР в табличной форме;

- план обуренного блока с указанием каждой взрываемой скважины;

- радиусы опасных зон;

- диспозицию взрыва.

Кроме того, программный комплекс решает другие специальные задачи: производит пересчет замеренных в полярных координатах точек в -систему прямоугольных координат, а также производит построение опорных маркшейдерских и съемочных сетей на графических средствах вывода.

Для снижения потерь и разубохзшания руды, с учетом полу ченных закономерностей распределения качественных показателей, были предложены способы взрывного отделения руды и породы или разносортных руд: ; 1) для массивов имеющих крутопадавщее переслаивание сортов

2) для блоков, состоящих из горизонтальных слоев разносортных руд.

В первом способе разделение разносортных руд в развале производится за .счет рационального размещения взрывных скважин . и оптимизации времени нежсквавдных замедлений. Скважины пробуренные по крутопадакщему. массиву состоящему из баритовых и сульфидных, цинковых руд, располагаются в шесть рядов, граница контакта руд расположена ¿¡езду третьим й четвертым рядами сквааш. Скважины бурятся на всю высоту уступа - на ю м, лишь скважины четвертого ряда бурятся не пересекая границу контакта сортов руд, Инищвроеайне. зарядов производится в следующем порядке; сквахсиш рядов I ! н К 4 с нулевым замедлением, скважины радоа И 2 и М 5 с замедлением в 50 мс. а скважины рядов N 3 и В 6 с замедлением в,75 г,с. '

' При втором .' способе указанная цель достигается следувшм образом. С поксщьа аппаратур " .СЦУ-2 к или » 0СУ-2 " опреде-. ля.ется взрызаемость горячи пород и, граница контакта руд. слагавших шсска. Заряшкз сшш»-производят раздельно для каждого слоя (сорта) руды,- Ярп заряжании скважш инертную забойку мекду верхним.к |ш2шда-зарядмш выбирают отличной по цвету -контрастной, от ; руд,' . сдагаадх контакт. Величина контрастной забой!® рассчитывается1исходя из условия, что при взрыве зарядов в зоне кгяосдежсгёеад к зарядам, напряжения в волне сштщ^наадтедьги'пр'е^даат продел прочности руд на скатке. • Размят? зоны рагддашгадпя зависит от величины напряжения с Болно ссатая к предэлах этой зоны, прочностных и упругих сврястз-руд, .й'.тай» дстонадЦ'дш ц энергетических характеристик 88,' •'опрвдвяяется по Формуле:

: + Г,, '<7 5

. где Гд. Гц - сортБетстеешо радиусы зон раздавливания верх, '".''л.• .Д ;ДорАдок? к^ц^^Ы^зя.4- 'гмг^ааов- -5»вйс1Сг';от Физико-механичес-

ких свойств взрываемых пород: там. где в нишей части залегают слабые руды, применяют схему замедления "сверху" и наоборот. При взрывании контрастная забойка заполняет границу между разносортными рудами в развале.

Радиусы зон раздавливания определяются по формуле:

1/Ь«р8в»0г

Г,.».------------------------------------<8)

6ся<Рр*Сбся)1'4

где С - скорость продольной волны'8 руде; О - скорость детонации ВВ; рр - плотность руды;

- плотность заряда ВВ.

Использование предлагаемого способа селективной отбойки руд по сравнении с сущестзук^ми позволяет: снизить стоимость взрывных работ за счет уменьпешм расхода ВВ ( при разных значениях акустического показателя, разные значения удельного расхода ВВ ), уменьшить потери,- .разубоживаше п пересортицу ' руд, вследствие четкого отдаления разносортных руд в развале и создания между ними визуально различимей границы, улучшит качество дробления за счет действия отраженных боли об границу контакта двух сред ( верхнего и нижнего слоев руд ).

Стабилизация качества добываемого сырья на месторождениях со слояиой морфологией . рудных тел, является многостадийным технологическим процессом. Одггкм из путей решения этого вопроса является разработка методики определешш рационального направления отработки. Это позвол!!т поеусить наде?люсть э;получении среднего или планового значита содержания и как следствий этого, снизить затраты на обогатительный передел.

Выявленные закономерности распределения.качественных показателей по длине блока, а такте полученная ; модель развала горной массы с целью выполнения вышеуказанных критериев.' поз-, . воляйт определять рациональное направление отработки. Для этого был разработан программный комплекс, в'который вошли ряд модулей. Начальный модуль вычисляет процентное содержание руды по каждой . скважине до взрыва на. плане в виде, массивов точек в относительных значениях прямоугольной координатной сетки. Этот модуль входит также в состав программы,по расчету и кор-

Укрупненная блок-схема алгоритма рационального направленна отработки

(начало )

/Ввод рбщнх данных, идентифицирующих ___взрываемый блок_

/Ввод исходных данных по скважинам: координаты, LCK„, dIKDi> а (содержание)

Отрисовка взрываемого блока в прямоугольных координатах с указанием процентного содержания по каждой скважине

•4

Выбор первоначального вектора направления отработки с определением минимума дисперсии min = omin

i

Выбор последующих векторов направления отработки с определением оп

т

f \ нет

orn < minS--

да

Сравнение возможных направлений отработки по минимуму дисперсии качественных показателей

Отрисовка блока с выбранным направлением отработки

I

( КОЙЕЦ )

/

Рнс.З

Реализации среднесмешеых содержаний металла в руде при выемке сложносгруитуриого блока: а) продольными заходкамп С) поперечными заходкямп ») диагональным» заходаямл

•.............технические условия

........... фактечечам услови»

Рис.4

ректировке параметров взрывания сложных блоков. Б этом сдуча. используются абсолютные значения массивов точек, аппроксимиру ющих границу руды на плане блока. Входными аргументами этого модуля яолявтся геометрические параметры, характеризуешь рассматриваемый профиль (расположение скьашк. координаты рудных контактов на вышележащем горизонта либо угол падения рудных тел), а также содержание полезных компонентов по скважина) на профиле. По каждой скважине блока проверяется содержание металлов и в соответствие с этим присваивается индекс.

Использовать результаты проведенных исследований по изучении характера размещения разносортных участков массива ( развале для последующей экскавации позволяет следующий модуль. При его Функционировании используется модель размещения порп; массива в , развала при различном сочетании управляемых параметров взрыва. В начале работы,данного модуля необходимо ввести. общие данные вдентифицирущие взрываемый блзк, которые включают название карьера, гсриз'снт, дату взрыва, номер блока.

В следующем шаге модуль вычисляет дисперсию качественны/ показателей руды по возможным вариантам отработки. В большой цикл влоаен внутренний цикл, который, осуществляет основной расчет направления отработки блока. При этом производится перебор всех возможных вариантов залегания руды в развале при всех сочетаниях исходных параметров взрывания и выбирается направление по минимуму дисперсии содержаний металла в руде. Затем план отрабатываемого блока выводится на экран монитора с указанием конкретного направления отработки. Алгоритм определения рационального направления отработки и сравнительные гра-.фики отработки характерного блока представлены на рис. 'з и 4.

Внедрение результатов исследования в производство позволило получить экономический эффект в размере 120 тыс. руб. в ценах 1991 года.

ЗЙ1ШШШЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научно-технической задачи оперативного управления процессом взрывания массивов с целенаправленным размещением разнородных пород в развале, выбора рационального направления экскавации при разработке слокноструктурных блоков, позволяющего стабили-

- 19 -

ировать качество дойываемых руд.

Основные научны« и практические результаты работы заключайся е следующем:

1. Установлены регрессионные зависимости распределения ка-1ествеяных показателей в массивй: по глубине и вдоль блока, »писываюдаеся тригонометрическим полиномом третьей степени, ¡слученные зависимости позволили дать рекомендации по опреде-тению необходимого числа добычных горизонтов, находящихся в >диовременной отработке и оптимальной длине добычного блока 1ля стабилизации содержания рудных компонентов. Применительно с условиям Дальнезападного участка Улйремского месторождения «дачестйо рабочих добычных горизонтов до/кто составлять по дамку - 3, по свинцу - 2, Наиболее целесообразная длина экскаваторного блока должна <"'ыть кратна 30 м. •

2. Из анализа теории размерности выведена основная интег--шьная характеристика взрыва, предопределявшая размещение по-, )од в развале - начальная скорость центра масс отбиваемой час-га уступа: предлагаемая зависимость отличается учетом соккмш-геля охватывающего Есе многообразие условий взрывания;

3. В результате натурных экспериментов и компьютерного мо-мелирования получена модель взорванного блока, учитывающая качественные показатели и конфигурации развала. Путем компьютерно моделирования можно создать любую прогнозную модель раз-зала в зависимости от варьируемых параметров БВР.

4. По результатам теоретических и практических исследований создан программный комплекс, реализующий систему автоматизированного проектирования буровзрывных работ. Система предназначена для расчета и корректировки параметров БВР. включая решение других специальных задач с енводом всей документации т графические средства. Разработанный программный комплекс принят к использованию на СЖР АО " Яезказганцветыет " и Ак-калеком руднике АО " Акшатау кен байыту комбинаты

5. На основе установления контакта между двумя сортами руд и акустического показателя разработаны способы селективной от-бейки руд, позволяющие создать различимую границу между разными типами руд и пород, улучшить степень дробления, снизить ра-зубеживание и пересортицу руд.

6. С целью стабилизации-качественных показателей, снижения потерь и разубоживания добываемых руд, создана программа уста-

новления рационального направления отработки сложяоструктуриы) блоков. Применение разработанных алгоритмов и программ позволяет с минимальной дисперсией качества вести валовую выемк; руд в результате чего производительность экскаватора повышается на 20-30 %.

7. Для карьеров АО "Жезказганцветмет" и АО "Акшатау ш байыту комбинаты" с помощью разработанного программного комплекса были рассчитаны и обоснованы параметры буровзрывных работ. Для Дальнезападного участка АО "Сарыаркаполиметалл" I карьеров Акжалского рудника АО "Акшатау кен байыту комбинаты' разработаны рекомендации по валовой выемки конкретных слож-неструктурных блоков, что позволит значительно снизить вместимость усреднительных складов.

0ШРКН<?, щотаия, диссертации 'опубликованы в следующих работах:

1. Стабилизация качества сырья при отработке полиметаллических месторождений открытым способом // Тез. докл. науч.-техн. конф. ~ Алма-Ата, 1990. С. 12-14

2. Локальное, моделирование залегания руд на 1ВМ РС АТ/: ДЛЯ управления качеством руд. // Автоматизация научных исслед< ваний в геологии, торном деле, экологии: Материалы меадународ-ного семинара - МоскваЛ991. - С. 19-23 {соавторы Ракишев Б. Р. Садиков М.Б.) ' .

3. Выбор экскаваторных заходок на основе пространственной моделирования качества руд. /У Проблемы открытой разработки глубоких карьеров, г. Мирный, 1991, С.401-404 (соавторы Ракишев Б. Р., Садыков М, Б.) ;

4. .Моделирование экскаваторных.заходок на основе статистического анализа качества руд. //Технико-экономический анализ I горном деле: Межвуз. сб.нэуч.тр,- Алма-Ата. 1991. С. 106-110

КРЯСАРИН Руслан М<кдтай< лыныц " Ктрдел! блсжтн кдзу кез1ндо кен йштаснн р(?ттоу процесстерн» бастру." такырыбында №. 10.05- " Пийдплы к^аба кен ориидврьш шпик эдюнеч т&У" мглманднгы Сойнлт техника гылишныч кандидаты гылыми дврежесхн адуга «сииылгаи кяммснныц

АИНОТАЦИЯСЫ

Диссертациялыц мгмыета, ахынатын кен сапаг.ын рогтеуге ьпм-<1ишшк берет 1н, массив?! жару проиесстар1н шдел бнскдру, ёр-рект! лмныотирды жарылис ий1нд1с1нде анйал! орналастиру, кг рдел I Шктардаи кан кнзудин тшмд! багытын тнядау сия);тн маниады Щ аыш-техинкальз; мэселелер канн швш1м'.н талкдч.

Пзгман шшми практика.«-.«; нэтиледер):

- кеннщ силялыц ¡сорсетюштершц Олокга* терендичн бойлай таив * зкнаСюйыяа таравукиыц бойланысы пньв^талды;

- .удрнлые тй)нд1с1нщ еападик кврсоШигерх мен копфигураии-тсш! крмтитын, иарылган блок «одел 1 алынды;

- Ог ргшау-кару лимыстарш койалаудш аптоматтандырилган хг--¡ос 1 п к<ряйтч програмшднк кедам касальтды;

■• юрдел) блоктардн клаудыя ттьун бауьггин аннктайтш одиз-гоме -/сыиыпда

Зерттеу натизтелер! внд1р»ст1к кэЗшднудви табисты от»п,"йев-^абгпнт1сти-»'г" ЛК,- ныц, "Сарынр 1 ^дпо хиыот или" АК.-ныц, "Аклтпу «и байоту комбинаты" АК,-к«н карьерлершде (флдану аясия тапт

SUMMARY

(v

In the work cf Ruslan M, Kolsarin on the theme "Efficient control of exploitation for stabilization of ore quality from massifs with complicated structure" on speciality 05.15,03 -"opened mining of deposits of mineral resources" a thesis for a candidate degree of technical science is submitted.

In the thesis an important problem of efficient control of a process of rock explosion and selection of a rational direction of excavation has been created.

The main scientific and practical results of the thesis are:

* dependences of quality indices on a depth and length of a. rock massif have been determined;

- a model of blasted massif, which lakes Into account quality indices and configuration of a disintegration has been received;

- program complex, which provives a system of automated projection of a blast-hole drilling process has been developed;

- methods of determination of a rational direction of exploitation of a missif with a complicated structure has been created.

The achieved results have been passed through an industrial approbation and are applied to open-cast mines of AO"Zhezkazgantsvetmet", AC'SaryArkapolinietall" and AO"Alcshatay ken baiyty kombinaty".

Ten. FJC. 3/i>. N<! SUb-lCC.