автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Формирование технологии горных работ по структурно-технологическим зонам на карьерах облицовочного камня высокой прочности



ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Г. В. ПЛЕХАНОВА {ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

КАРАСЕВ Юрий Георгиевич

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГОРНЫХ РАБОТ ПО СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЗОНАМ НА КАРЬЕРАХ ОБЛИЦОВОЧНОГО КАМНЯ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ

Специальность: 05.15.03 —Открытая разработка месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург — 1993

Работа выполнена в научно-производственном объединении «Гранум»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Александр Иванович

АРСЕНТЬЕВ

доктор технических наук, 1 профессор Борис Николаевич

КУТУЗОВ

доктор технических наук,

профессор Сергей Александрович

ИЛЬИН

Ведущая организация — Государственный институт по проектированию предприятий нерудных строительных материалов

;(гипронеруд).

- : Защита диссертации состоится * ¿У^Ау / Л [ 1993 года на заседании специализированного совета Д.063,15.01 в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г. В. Плеханова (техническом университете)^ по адресу: 199026, Санкт-Петербург, 21 линия, дом 2, ауд.

с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке горного института им. Г. в. Плеханова.

ОА&пп о/г есре/г. С,^ ^г-Л^ОС^З.

Ученый секретарь специализированного совета

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТН

/¿«уаз&иот явка Среди шогочясленных строи-

тельных материалов ваетоэ место ганимает природный камень, шроко

используемый для облицовки зданий и соорукений различного назначения. Из более чем 400 месторождений облицовочного камня около трети представлено высокопрочными породами группы гранитов ( граниты, габбро, лабрадорита и др.). На протяжении длительного времени потребность в продукции из этих порол полностью не' удовлетворяется, на рынках облицовочного камйя б странах СНГ сохраняется устойчивый спрос на гранитные блоки, особенно повышенной декоративности и высокой сортности по размера-.:.

В основе хронического дефицита блочной продукции ив пород группы гранитов лежит малый выход блоков из ?.-гсскзз при добыче, который на большинстве карьероз составляет 20-40%, что гораздо иже природной бяочности массива. Больше потери ка:.яп з отходы при отделен*« блоков от массива стали .типичным явлением з подотрасли. *

Глазной причиной столь низкой эффективности разработки■ иос-тсроэдений 'облицовочного камня является несоответствие применяемой технологии добычи блоков структурным особенностям породного массива. Комплексы добычного оборудования и элементы систем разработки, их ориентация в пространстве карьера принимаются в расчете на средние по месторождению показатели структуры (трзяиа'огй-тость, блочность и т.д. ) и не учитывают их' изменчивость. Сами структурные особенности гранитных массивов, несмотря на укз имеющиеся исследования, изучены недостаточно, а главное - не до ксяда выявлено влияние этих особенностей на технологию добыч" блоков. В итоге действующие предприятия не тлеют механизма адаптации технологических решений к широко изменяющимся в карьерво« поле но-геологическим условиям.

. - 4■ В выработке адекватных - с учетом'реальной природной Срочности массива - технологических решений решающая роль принадлежит информации о налотии, местоположении, распространенности и параметрах плоскостей структурного ослабления породного массива. Картирование этих- плоскостей и структуры массива в целом даст надежную информационную базу для обоснованного выбора технологии и технических средств отделения блоков от массива, что должно способствовать увеличению выхода высококачественных блокоз, снижения себестоимости продукции и в итоге внесет значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса. > • ' ■

Цель ксслэдрвакнй. Разработать научно обоснованные рекомендации по формированию технологии горных работ на карьерах облицовочного камня высокой прочности, позволяющие повысить эффективность работ в изменяющихся горно-геологических условиях.

йдея работа состоит в разделении карьерного поля по показателям блочности на зоны, в пределах которых породы должны отрабатываться адекватными этим показателям технологическими комплекс а,-ми.

.Остшка ааучкш пшшгёшя, выносимые на защиту: -.технология и технические средства добычи блокоз облицовочного камня пород группы гранитов должны' проектироваться не по средней по месторождению блочности, а с учетом пространственного распределения и параметров -плоскостей структурного ослабления массива; необходимым условием формирования эффективных технологических решений является разделение карьерного поля на структурно- технологические зоны, что повышает выход блоков из массивам ЙХ ценность;

- высота уступов, отметки рабочих горизонтов и размерные параметры монолитов в массивах должны проектироваться с использованием установленных зависимостей изменения расстояний между первично- пластовыми трещинами, которые могут меняться не только г.о простиранию и падению залежи, но и увеличиваться с глубиной по степенным зависимостям второго и третьего' порядка;

- увеличение выхода блоков из массива в отдельной зоне достигается расположением фронта горных работ параллельно или ортогонально азимуту крутопадащей системы трещин массива, имеющей ?.шнима,тьные мектрещинные расстояния;

- при подготовке блоков к выемке наибольшие их грани должны располагаться по направлениям, согласующимся для гранита -.а про-

дольными, для габбро- с первично-пластовьми, для лабрадорита - с продольными и первично-пластовыми системами трещга массива, что позволяет достичь наибольшей скорости распиливания камня на плиты.

Обоснованность и достоверность научных пояояюнхй, штат п рекомендаций подтверждаются необходимым объемом использованных исходных данных по 119 .месторождениям и действующим карьерам рассматриваемого типа, достаточной сходимостью результатов теоретического и натурного изучения структуры гранитных массивов с фактическими данными, достаточным количеством экспериментов в лабораторных и производственных условиях, положительными результатами опытно-промышленной проверки и.'Внедрения рекомендаций работы. .

Научная новизна:

- на месторождениях облицовочного камня высокой прочности впервые установлены зависимости изменения межтрединных расстояний лологопадающих трещин по простиранию и падению залежи, что позволяет на стадии проектирования выбирать отметки рабочих горизонтов, прогнозировать размерные характеристики природных монолитов, содержание и выход- блоков камня из массива; •

- впервые выявлена и экспериментально оценена зависимость трудоемкости распиливания блоков на плиты от ориентации граней обрабатываемого блока относительно плоскостей структурного ослабления массива, что позволило разработать технологические схемы выемки камня из массива по критерию минимальной трудоемкости производства блочной продукции; ■

- выявлена количественная зависимость выхода блоков камня от направления перемещения фронта работ и .межтрещинных расстояний крутопадающих трещин массива, позволяющая определить направления выемки с наибольшим выходом блоков; . «

- разработан метод разделения кармркда полей на структурно-технологические зоны по критерга блочное?» массива, позволяющий осуществить отработку каддой из зон тсхиолэгичесгаэс! комплексами, соответствующими ее природным условиям,

Загнет» рг&да. Научное значена рйюта е-ЖЗтазтся в 'создании теоретических основ формирования • кошлекрв на карьерах облицовочного камня по зевам с разадгшей степень», структурного ослабления массива.

Практическое значение диссертация состой? я

та шгструкций и методических интервалов.по технологической оценке структуры кассвва в& действующих карьерах, простршютввниой орк-ентацик на .этой основе здемевтов систеш разработки-и комплексов добычного оборудования, чаю в итоге позволяет увеличить выход блоков из массива-и снизить трудоемкость работ.

Реашвед®'рз®вт, Научные реиешвдадия по малоотходной. технологии добычи блоков внедрены на ряде карьеров облицовочного камня стран СНГ: Кузречевском и Ропручейском ( Россия ), Емель-яновскоы, Головинскси и Лезниковском ( Украина ) , Севасайскок (Узбекистан ) и др.

Материалы методического хараетера вошли в "Отраслевую инструкцию но определен}®) треищроватости и блочности массива и выбору технологии горных работ на разрабатываемых месторождениях облицовочного камня", арименяемую на карьерах быв. Минстройматериа-лов СССР с 1989 ¡\

Научные и методические разработки автора использовались в учебном процессе Московского.горного института при чтении дисциплина "Добыча и обработка; стенового и облицовочного камня".

.Мрзбщш раФсея., Основные результаты работы докладывались и были одобрены на техкичесгак совещаниях: в. Управлении горных работ и геологической слуибы' быв. Шнстройштериалов СССР, тресте "Росгеолнерудразведка" бьш. Минстройкатераалсж.РСФСР, на предприятиях ПО "Карелстройматеряалы", ПО "&итошфнерудпромч, Ш "Самар-кандмргмор'% АО "Мраморгранит" (1987-91 гг.), на научном семинаре "Открытая геотехводогщ" МГй ( 1890-91 Гг.), на научно-технической конференций "Геологические проблемы горного произволе-'" тва"(199ёг.)

Оу&жкадш. По теме диссертации опубликованы 37 работ, в том числе получено 3 авторских свидетельства.

Объэм и еярудаеерЕЗДез. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложена на 228 страницах, имеет 47 таблиц, 5? рисунка, список литературы из 203 наименований и 13 приложений.

Автор признателен научному консультанту акад. ^В.Рлевскому^|,

сотрудникам: Санкт-Нетербурского горного института (технического. университета), Московского государственного горного университета, АО "Мраморгранит" к НПО 'Транум" за советы и полезные замечания Я'о содержанию работы.

- 7 -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В .результате анализа сырьевой базы карьеров облицовочного камня установлено,' что из 411 месторождений, учтенных на территория быв. СССР к началу 1991г., почти треть (134) сушена высокопрочными породами группы гранитов, Более 83% вадесов таких пород к свыше 2?% объема производимой из них блочной продукции сосредоточено в трех странах СНГ - России, Украине и Узбекистане. Месторождения облицовочного камня группы гранитов (далее называемые месторождениями облицовочного камня) этих стран приняты в качестве объекта исследования в данной работе.

Всего было изучено 43 месторождения, раэрабатываешк карьерами для получения блочной продукции, из них 29 - гранитов к гранодиоржов, 7 - габбро и? - лабрадорятов. С целью выявления среди многочисленных гранитных месторождений .бедовых для исследования, все они были разбиты на группы по запаса« и фактическому .выходу блоков из массива. С построением декдогрег.? типизации выделены четыре группы местороздений гранитов» для гайбро я лабрадорятов оставлено по одной группе. В итоге к рассмотрения были приняты б базовых ыесторегздений: Ксростышевское, Сэвасайское, Емельяновское, Корнинское (гранит), Слипчицкое (габбро-норит), Головинское (лабрадорит). •

Анализ состояния мировой промышленности строительных материалов показал, что масштабы использования облицовочных й отделочных материалов из природного камня с какдкм годом возрастают. Увеличение объемов выпуска блочной продукции отмечено во всех основных камнедобывагсщих странах: Италии, США, Франции, Испании, Финляндии, Канаде и др.

В бывш. СССР добыча природного кешя. группы гранитов возросла за последние 25 лет з 20 раз я в 1900г. составила более 750 тыс. куб.м. Однако, несмотря на значите®кие темпы увеличения добычи,потребность в облицовочном камне удовлетворяется в настоящее время не полностью и дефицит блокоз яестигае? 20* объема технологических мощностей камнеобрабатнваящда заводов-

Главной слагаемой дефицита блочной продукции является иизгай выход Олсков из. массива при их добыче: на действущи карьерах,он колеблется в пределах 10-60%, составляя в божьгжюш® случаев 20-50Х.

Выход блоков ж массива.ири его разработке ©вредвш?5Я при-

родной блочностью последнего,- которая,,, йб5существу, представляет собой теоретический предел выхода блоков. На практике^ природную блочность массива оценивают укрупненно, усредняя данные геологической разведки. Сопоставление ее значений с фактическим выходом блоков показало,- что оба эти показателя совпадают только в. 222 случаев, в остальных - второй показатель ниже с разностью до 30*.

Данное обстоятельство свидетельствуем о том, что фактический выход блоков из массива при добыче еще далек от возможного (теоретического) уровня и что добыча облицовочного камня остается пока многоотходным производством. '

Причина невысокого использования природных . ресурсов месторождений состоит в недостаточном соответствии применяемой технологии добычи блоков структурным особенностям разрабатываемого породного массива. Как сама технология, так и технические средства отделения блоков от массива проектируются в расчете на среднюю по месторождению, а не на фактическую по различным участкам блочность массива; несовершенна и методика определения природной блочности.

.Между тем известно, чтбв границах карьерного поля блочность массива изменяется в весьма широких пределах. Использование одно-то и того же оборудования и одинаковых технологических приемов на разнообразных по блочности участках массива приводит к снижению производительности добычного оборудования, значительным потерям товарного камня, к ухудшению технико-экономических показателей деятельности предприятия. .

В ¿заботе проанализированы методы и технические средства добычи блочного камня на действующих кадьерах. Установлено, что производство располагает широкой номенклатурой машин и механизмов, способных эффективно отделять блоки от массива в самых разнообразных горно-геологических условиях. В то же время соответствующие комплексы оборудования не типизированы по зональной блочности массива, по набору звеньев в комплексе, а также по производительности карьеров; в результате карьеры и проектные организации подотрасли испытывают затруднения в оснащении производства комплексами, эффективными в изменяющихся горно-геологических и производственных условиях.

Что касается технологии добычи блоков, то нерешенных вопросов здесь еще больше. Главный недостаток применяемых на практике технологических решений состоит в том, что они не полностью учи-

тывавт структурную- зональность массива, особенно наличие и расположение в кем плоскостей структурного ослабления массива ( трещин различного генезиса ). Производство не располагает правилами ориентации элементов 'системы разработки (фронта работ, уступов, за-ходок, забоев) относительно указанных плоскостей с тем, .чтобы трудоемкость откола блоков и последующей их распиловки на 'облицовочные плкты была наименьшей.

Обобщая изложенное, можно утверждать, что практикуемый-в настоящее время расчет на усредненную, а не на фактическую (зональную) структуру массива при проектировании технологии и механизации добычи облицовочного-камня стал тормозой научно-технического прогресса на карьерах подотрасли..

Повысить эффективность разработки месторождений облицовочного камня возможно при совместном рассмотрении технологии горных работ - с одной стороны, и параметров и технологических характеристик оборудования - с другой, т.е. технологического комплекса хорных работ в целом в увязке с изменяющимися структурными особенностями разрабатываемого массива.

Формирование технологических комплексов в соответствии с,зональной структурой- породного массива позволит увеличить выход блоков из него, особенно наиболее ценных, высших по размеру сортов, что положительно скат.ется на экономическом положении предприятий в условиях рынка.

Именно эти соображения производственного характера предопределили тему данного исследования.

Ознакомление с геологическими особенностями месторождений облицовочного камня показало, что они приурочены к интрузивным кристаллическим щитам (Балтийскому," украинскому, Алданскому и др.), занимающим значительные площади и уходящим в глубину на сотни метров; разведкой охвачена лишь небольшая часть имеющихся потенциальных запасов. Полезные толщи месторождений залегают близко к поверхности, мощность четвертичных отлокепий в большинстве случаев не превышает 4 м.

Породный массив разбит многочисленными тршгаеми, среди гео-торых выделяются три системы крутопадаащих трешки - проямыгв» (система Б ), поперечных (0) и диагональных (И); четвертая система (и объединяет горизонтальные (пологие) перзичпо-пдас'гош? (постельные) трещины. Плоскости трещи систем 3,0 и I перос$то?~ ся в массиве иод углами, близкими к 90°. Параметры трещин (аэт'-

ты простирания, углы падения-, межтрещинные расстояния) оказывают решающее влияние на технологию добычи и на выход блоков из массива.

При добыче облицовочного камня-используют понятия, общие для добычи других полезных ископаемых: вскрытие й система разработки, элементы системы и их параметры, способы выемки и транспортировки горной массы и т.д. Теория разработки месторождений облицовочного камня является частью учения об открытой геотехнологии, имея с ним общую методическую базу. В методическом плане автор широко использовал труды академиков Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского, К.Н.Трубецкого, В.Ф.Бызова, чл.-корр. АН Узбекистана В.Р.Рахимова, профессоров и докторов, технических наук Ю.И.Анистратова, А.И.Арсентьева, С.А.Ильина, Б.Н..Кутузова, Н.А.Малышевой, М.Г.Новожилова, П.И.Томакова, Г.А.Холоднякова, В.С.Хохрякова, Е.Ф.Шеш-ко, И.Б.Шлаина и других ученых,-

В то же время открытая разработка месторождений облицовочного камня в техническом плане весьма специфична, так как основана на штучном производстве блочной продукции. Изучению структурных особенностей гранитных массивов и технологических аспектов их разработки посвящены труды В.Я.Альмухаметова, H.H.Анощенко, Н.Т.Бакки, Барского A.A., Дегтяренко Н. В .'.Н.Т.Корсакова, Косола-пова А.й., Е.П.Окользина, Орлова A.M., Первшна Г.Д., В.Г.Пичуги-на, С.Н.Подойникова, В.Р.Рахимова, В.Н.Сиренко, Солонинко И. С., Ю.И.Сычева, С.С.Фазылова, М.М.Чеснокова и др.

Анализ ранее выполненных исследований показал, что выбор той или иной технологии добычи блоков в значительной мере зависит от способа отделения блоков от массива. Наиболее полные рекомендации по использованию этих способов даны в докторской диссертации Н.Т.Бакки, где да основе'разработанной автором теории потерь камня при добыче и обработке определены технологические параметры каздого из существующих способов, установлены области их рационального применения. В этой же работе выявлены закономерности развития в массиве крутопадающих трещин и предложен способ оценки его природной трешдаоватостй;

Отдавая должное предыдущим исследованиям, отметим однако, что в вопроса? Формирования технологических комплексов в условиях изменяющейся горно-геологической обстановки имеется ряд существенных пробелов. 8 первую очередь, не до конца изучены структур" ныз особенности породного массива группы гранитов в части .расп-

ространения первично-пластовых трещин. Отсутствуют теоретическая база и механизм раскройки карьерного поля на структурно-технологические 8оны с тем, чтобы для каждой зоны подобрать адекватный природной блочности типовой набор технических и технологических решений по добыче блоков. Рекомендации по разделению массива на монолиты и блоки, по их ориентации в пространстве даются без учета трудоемкости последующего распила на плиты, тем самым недоиспользуются возможности совмещения плоскостей откола и распила блоков с плоскостями структурного ослабления массива (как явными, так и скрытыми).

Сказанное определило содержание и направленность данного исследования. Исходя из поставленной- в работе цели, в ней предус-: мотрено решение следующих задач:

- установить закономерности в изменении параметров первично-пластовых трещин по площади залежи и в глубину, завершив тем самым геометризацию структурных особенностей гранитных массивов;

- выявить анизотропные плоскости структурного ослабления внутри каменных блоков при их распиловке на плиты;

- обосновать метод ориентации элементов системы разработки относительно плоскостей структурного ослабления массива, позволяющий увеличить выход блоков, особенно высокосортных по размерам, и снизить трудоемкость производства блочной продукции; -

- разработать механизм раскройки карьерный полей на вокы по показателям' трещиноватости и блочности;

- осуществить типизацию способов и технических средств добычи блоков в соответствии с вокальными принципами формирования технологических комплексов;

- сверить результаты теоретических и экспериментальных исследований с данными практики, разработать методические материалы по практическому использованию результатов работа, внедрить предложенные рекомендации на действующих карьерах облицовочного камня.

Методологическую основу диссертации составляет системный подход, в рамках которого используются следующие научные методы: обобщение производственного опыта и научных исследований, технико-экономический анализ, инструментально. измерения з натурных условиях, аналитический и графо-аналитический методы, лабораторные и опытно-промышленные эксперименты с обработкой полученных, данных методами математической статистики. Бояъваямзсть расчетов в работе велась с применением 8ВМ.

- тс ■■

Первая из задач исследования была'решена.путем статистической обработки данных по разведочном сквакинам базовых месторождений и установления зависимости величины межгрещинных расстояний первично-пластовых трепин от пространственных координат точек карьерного поля ln-f(X.Y.Z)- Всего были проанализированы данные по 140 скважинам, по которым зафиксированы 1855 трещин.. По каждой скважине определялись ее координаты, отметки дна и устья, кровли слоя скальной вскрыши и залетш полезного ископаемого.

После обработки данных на ЭВМ получены функциональные зависимости шести видов - от линейной до степенных. По каждому месторождению были рассмотрены б3 вариантов зависимостей; оценка их проводилась по минимальному значению среднеквадратичных отклонений как но данному месторождению, так и по отдельному виду функций.

В итоге по всем изучаемым■ месторождениям были получены расчетные'формулы величины 1п в функции' пространственных координат .скважин (табл.1).

Таблица 1'

Зависимость расстояний между первично-пластовыми трещинами (1П) от пространственных координат'скважин (X, Y, Z) для базовых месторождений.

Месторождения

Виды зависимостей

Головин- ' ское

Слипчицкое

Севасай-ское

Емелъяневское

Коршшское

Коросты-шевское

1 п~4, 83+2,18 • 1СГ3 • Х3~7,43•10~б•Y2 -2,55-10"3-Z3 (1) 1 п-4,44-8,13 • 10"6 • Х2+2, С• 10~8 • Y3-3,8 • 10"4 • Z3 1п-1,918+6,43•10"5-Х-6,51•iC"5•Y2-7,75•10"5•Z2 1п-8,5+7,83•10"4•Х-3,öl■10"8•Y3-l,3•10"3•Z2 ln-4,21-6,44-10-X~1-6,87-10-Y_:L-7,4-10"5-Z3

1 n-4,3-1,18 • 10"5 • X2+l, О,-10* • Y"1 -7,54 • 10~4 • Z'

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Как следует из выявленных закономерностей, межтрешданые расстояния, в системе первично-пластовых трещин изменяются по простиранию залеяи и увеличиваются с глубиной по степенным зависимостям второго и третьего порядка. По приведенным в табл.1 <ша-литическим выражениям мсшю спрогнозировать величину 1п в преде-

лах участков карьерных полей, оконтуренных разведочными скваяаша-ми(рис.1). Технически это осуществимо по разработанной в диссертации методике с помощью трехмерных графиков, аналогичных приведенным на рис.2. '

Последовательность действий по данной методике состоит в следующем:

- по функциональной зависимости 1П-Г(Х,У.2) для конкретного месторождения, в пределах отдельного участка или горизонта,строится график изменения расстояний меаду первично-пластовыми.трещинами (рис.2);

- оконтуриваются границы . участка или его части (С-1-2-3-4-5-6-7-С);

- на графике зависимости 1П-*(Х,У,2) отстраиваются две вспомогательные вертикальные плоскости 01п1'п0' , где 00' - координатная ось значений X, а линия 01п - ось значений расстояний ие.т.-ду первично-пластовыми трещинами;

- из точки 0 по линии 00' откладывается в масштабе и данной системе координат отрезок Оа' , численно равный значена координаты точки С по оси X;

- из найденной точки а' восстанавливаем перпендикуляр а'е к линии 00', в плоскости 01п1'п0' ;

- из точки С параллельно оси У проводится линия СС' до пересечения с линией а'е ; численное значение отрезка а'с' равно расстоянию между трещинами (1п) в данной точке ¡саръерного поля;

- аналогично определяются расстояния для других точек (1-2-3-4-5-6-7), лежащих на границе участка; каждой из них соответствует свое значение межтревднных расстояний: 1'-1"; 2'-2"; З'-З"; 4'-4"; 5'-5"; б'-б"; 7'-7м.

Построенный график показывает распределение расстояний между первично-пластовыми трещинами в пределах отдельного добычного горизонта или участка от 1птах до 1пт1п.

Учитывая дискретный характер исходной информации, в работе была оценена точность расчета и прогноаярозшш величины 1п. На всех базовых месторождениях в пределах какого горизонта (интервала счета по глубине) замерялись по сквадий&ч фактические расстояния медду первично-пластовыми трещинами 1П; рассчитанная вели- . чина 1п определялась по зависимостям таблЛ., затем еЗа значения, сопоставлялись с оценкой их разности. Число конрошш точек по площади отдельного горизонта составило от 24 до 32.

Оценка' точности аппроксимации заключалась в определении максимальных и средних отклонений расчетной величины 1П от фактической в абсолютных (м) и относительных (%) цифрах. Установлено, что на стадии детальной разведки месторождения прогнозирование межт-рейданных расстояний по предложенному.методу отвечает точности инженерных расчетов; отклонение расчетных и фактических величин 1п по площади составляло в среднем 5,6% с колебаниями индивидуальных отклонений от 3,2 до 11,8%;. по глубине средняя относительная погрешность не превышала 10,7%. При более густой разведочной сети (эксплуатационная разведка) погрешности'возрастают, но они могут быть уменьшены введением поправочных коэффициентов по разработанной в диссертации методике. .

Выявленные закономерности распространения в массиве первично-пластовых трешда позволили по-новому подойти к определению природной блочности массива - не в целом по месторождению, а по площади карьерного поля. На основе исследований канд.техн.наук Н.Н.Анощенко по пространственным параметрам Крутопадающих трещин предложен метод картирования природных монолитов (блоков) как тел,.ограниченных плоскостями трех взаимно ортогональных и наиболее развитых.в массиве систем трещин.

В поле картограммы с нанесенными плоскостями трещин крутопадающих систем подсчитываются площади содержащихся в массиве природных блоков в плоскости системы первично-пластовых трещин. Через величину межтрещинных расстояний определяют объем блоков, результаты вычислений сводят в таблицу с разбивкой блоков по группам (сортам) в соответствии с требованиями ГОСТ 9479-84. Для упрощения .расчетов построены графики определения сортов товарных блоков по-их размерным характеристикам (рис.3).

С помощью данного метода можно проанализировать выход природных блоков по нескольким направлениям, .выбрать максимальный и соответственно ориентировать фронт работ. Информация о содержании в массиве блоков различных сортов позволяет прогнозировать результаты его разработки на облицовочный камень, данные о ^оост-ранственном расположении и выходе блоков из массива следует учитывать при проектировании элементов системы разработки..

Установление закономерностей распространения в массиве первично-пластовых трещин завершает исследования по детальному описанию его структуры. Полная геометризация природной трещиноватос-ти позволила создать надежную информационную базу для выработки

- 15 -

адекватных технологических решений.

Общим принципом проектирования технологии добычи блоков является .совпадение плоскостей их откола (поверхности забоев) с плоскостями структурного ослабления массива. Но поскольку последних в массиве много, необходимо решить, относительно каких из них лучше всего ориентировать фронт работ и добычные забои.

При сильно развитой трещиноватости массива и малых (не превышающих стандартные) размерах блоков такая задача отсутствует, так как вопрос решается самой природой. Иное дело, когда размеры • природного монолита превышают максимально регламентированные ГОСТом и когда его приходится разделывать на меньшие, стандартные блоки при двухстадийной добыче. Здесь,и возникает задача ориентации поверхности раскола относительно плоскостей структурного ослабления массива; при этом надо учитывать не только явные, трещинные плоскости, но и скрытые, связанные с анизотропией механических свойств облицовочного камня.

Ранее данную задачу решали только исходя из трудоемкости самого раскола, хотя разделкой монолитов на блоки производство блочной продукции не завершается: предстоит еще их распиливание на облицовочные плиты. Тут уже решающим фактором становится декоративность получаемых плит и трудоемкость собственно распиловки.

Затраты времени, труда и средств на распиливание весьма велики, они значительно выше, чем на разделку монолитов на блоки. Трудоемкость распиливания, очевидно, будет меняться в зависимости от его направления, а оно предопределено формой блоков, поступающих из карьера. Следовательно, при формировании блоков в карьере необходимо учитывать трудоемкость их последующей обработки. Это означает, что при разделке монолитов на блоки желательно, чтобы форма последних (а значит, и ориентация плоскостей раскола) соответствовала минимальной трудоемкости распиливания. *

Задача в такой постановке впервые была выдвинута автором диссертации и решалась экспериментальным путем.

Из забоев действующих, карьеров всех 6 базовых месторождений были отобраны пробы, ориентированные в пространстве по каждой из основных систем трещин массива (S.Q.U. Число проб по карьерам составило от 15 до 23 при общем количестве 115. Распиливанию рб~ разцов из проб предшествовало их петрографическое исследование•с, целью установления плоскостей, по которым во&н&тв разрушение камня с минимальными усилиями.

-16 - V

Распиливание образцов на отрезком станке велось по направлениям, .согласующимся с плоскостями продольных, поперечных и первично-пластовых трещи массива. Показателем трудоемкости распиливания была принята удельная скорость пиления - время, необходимое на проведение 1 кв.см пропила. Количество опытов составило-, по каждому направлению распиловки от 15 до 59,' по одному месторождению - от 77 до 103, в целом по базовым месторождениям - 515.

©иксироваласъ разница. (в большую сторону) между скоростями пиления по 'разным направлениям. Для исследуеьмх пород она составила: '

- для гранитов: от 11% (ориентировка режущего инструмента по продольным или по первично-пластовым трещинам ) до 23% (по продольным или по поперечным);

.- для габбро: от 25%,(ориентировка по первично-пластовым или по поперечным трещинам) до 50%; ( по первично-пластовым или по продольным);

- для лабрадорита: от 9% ( по продольным трещинам или по поперечным) до 12% (по первично-Пластовым или по поперечным).

.Таким образом, максимальные скорости распиловки образцов зафиксированы по плоскостям, проходящим параллельно направлению •следующих систем трещин: для гранитов -'продольных, для габбро -первично-продольных, для лабрадорнтов - тех и. других. Соответственно по азимутам простирания и углам падения этих трещин рекомендуется ориентировать длинную сторону блока (плоскость его откола) при разделке монолитов на блоки.

Для проверки полученных выводов база экспериментальных исследовании была ■ расширена еще к-:. 10 месторождений (1-габбро, 2-лабрадорита, 7-гранита); результаты испытаний оказались идентичными с данными по базовым месторождениям; Наконец, на Капус-тинском гранитном карьере дополнительно Сгцди распилены 23 блока, из которых одна часть (14) пилилась параллельно продольной системе трещин, а другая (9) - поперек ей; процесс дублировался распиливанием образцов. Опытно-промышленная проверка также подтвердила результаты экспериментальных работ.

Рекомендуемые направления плоскостей раскола монолитов получены по условию минимальной трудоемкости распила на плиты. Кроме него, однако, существует еще условие.обеспечения наилучшей декоративности. Если оба условия не совпадают, и второе условие превалирует над первым, то направление распила будет не совпадать с

рекомендуемым выше; трудоемкость пиления возрастет, соответственно возрастут и материальные затраты. Выявленные зависимости позволяют количественно оценить эти затраты, возросшую себестоимость товарной продукции и на этой основе - обосновать рыночную ее цену. .

Познание закономерностей в пространственном распределении и в изменении параметров плоскостей структурного ослабления породного массива позволило решить вопрос о разбивке карьерного поля на участки и зоны, требующие переформирования технологического добычного комплекса; она осуществляется по природной и техногенной блочности массива.

Б сильно трещиноватых (малоблочных) массивах'природные монолиты имеют, как правило, неправильную форму и размеры, не выходящие за пределы ГОСТа; разделка монолитов на товарные блоки не требуется, блочная продукция здесь наименее ценна.

В более распространенных случаях , в массивах' с. меньшей тре-щиноватостью (средне- и крупноблочных) появляется возможность выделения в массиве монолитов крупных, внекатегорных размеров и правильной прямоугольной формы. Именно из таких, уже техногенных монолитов можно получить товарные блоки, пользующиеся наибольшим и устойчивым спросом на внутреннем и мировом рынках.

Ввиду значительной изменчивости строения массива по площади и в глубину задача раскройки добычного слоя на монолиты максимально возможных размеров должна решаться не в целом по слою, а по отдельным его участкам,, мало отличающимся по параметрам структуры массива; их предложено называть структурно-однородными. Методика оконтуривания таких участков разработана канд.техн.наук H.H.Анощенко.

Очевидно, что количество и размеры техногенных монолитов, раскроенных по данному слою, будут зависеть от ориентации их.относительно системы крутопадающих трещин, а она, в свою очередь,-от направления развития горных работ в пределах участка. Обоснование такого направления, при котором происходит наибольший выход монолитов, осуществляется графо-аналитическим методом, разработанным автором.

По этому методу для каждого структурно-однородного участка строится картограмма сети крутопадавдих трещин, в которую вписыг. ваются прямоугольные фигуры максимально возможных размеров - основания намеченных к выемке монолитов. Варьируется полокеиие•

фронта работ: каждый раз он выбирается, параллельно азимуту простирания одной из систем крутопадающих трещин'(рис.4). Для каждого положения' подсчитываются- площади вписанных монолитов; проводится распределение их' по категориям ГОСТа (с использованием номограмм рис.3) и определяется процентное содержание а слое'монолитов различных категорий.

Расчеты, проведенные на базовых месторождениях, показали, что наибольший выход монолитов (блоков) наблюдается при расположении фронта работ параллельно азимуту простирания наиболее развитой в массиве системы крутопадающих'iрепин. Такой же результат можно получить, расположив фронт ортогонально к указанному направлению; в этом случае отделение монолитов от массива надо Осуществлять не продольными, а поперечными заходками.

Наиболее распространенные в массиве трещины имеют, по определению, и наименьшие межтрещинные расстояния. Вид зависимости выхода блоков (Д) от этих расстояний (Imin) определялся методами математической статистики. При достоверности О,SO максимальный коэффициент корреляции имела линейная зависимость:

Д - 27,81 + 4,72-lm,п . % •

Для условий базовых месторождений был сопоставлен средний выход блоков при расположении фронта работ вдоль крутопадающих трещин с наименьшими расстояниями между собой и вдоль трещин с наибольшими расстояниями.. Оказалось, что в первом случае выход составляет 50,5% при среднеквадратичном отклонении 13,?%, а во втором-. 35,8% при среднеквадратстком отклонении 17,1%; т.е. при соблюдении рекомендованного в диссертации правила выход блоков возрастает на 14,7%.

В целом, как показали расчеты, ориентация фронта работ по рекомендованным направлениям позволяет увеличить выход блоков на 5-30%; по отдельным карьерам этот прирост составляет: на Сева-сайском карьере 16,4-31,8%, Головинском 7,1-9,0%, Корнинском 10,2-22,0%, Емельяновском 7,5-8,8%, Коростышевском 5,8-18,5%, Слипчицком 10,3-14,2%, а также на Шокшинском 5,5-19,9%, Кузре-ченском до 24,6%, Капустинском до 13,0%.

Оконтуривание структурно-однородных участков по площади слоя (горизонта) осуществляется, как отмечаяось, по параметрам круто-падасщих трещин. Природную высоту монолита определяют при этом

первично-пластовые- трещины, разбивающие массив по вертикали. Так как расстояния между ними в плане изменяются, общин объем раскроенных .монолитов (или их выход, %.) может оказаться одинаковым на площади, не совпадающей с границами указанных участков и охватывающей несколько участков целиком или отдельные их части. Это. более крупное территориальное подразделение названо зоной.

Границы зон устанавливаются по техногенной (раскроенной) блочности. массива, которая тесно связана с его природной трещино-ватостью. Исходя из технических возможностей оборудования при отделении блоков от массива, Н.Т.Бакка разделил все массивы высокопрочных пород по их удельной трещиноватости итр на три типа:' массивы с итр до 0,25 м/кв.м, с итр-0,26-0,50м/кв.м и с итр более 0,50- м/кв.м. Выход блоков с таких массивов соответственно составляет: свыше 45%, 45-25% и менее 25%,

Данные интервалы техногенной блочности приняты за основу при делении карьерного поля на зоны. Анализ вариации зтого показателя на 56 карьерах облицовочного камня показал, что территориально он изменяется в диапазоне от 5 до 75%.

Технически структурно-однородные участки объединяются в зоны следующим образом-. По каждому участку при выбранном направлении развития горных работ подсчитывается техногенная бяочность (выход техногенных монолитов - блоков). Строятся погоризонтные планы изоблочности, по которым оконтуривание зон ведется принятым в геолого-маркшейдерской практике методами с использованием интер- и экстраполяции. •

Очевидно, что массив внутри выделенных зон должен отрабатываться с применением адекватных его природной структуре технологических приемов и технических средств. Поскольку эти зоны отражают как природные особенности массива, .так и технологические особенности . его разработки, они могут быть названы структур: но-технологическими. Обоснованием принципов и механизма разделения карьерных полей на такие зоны завершается решение четвертой задачи исследования.

Пятая задача состоит в формировании технологических комплексов по структурно-технологическим зонам..Наряду с трещиноватостыо и блочностью на формирование комплекса влияет и величина грузопотока блочной продукции ко зоны. % Путем анализа отчетных данных 56 карьеров облицизечнег© камня установлены., три опорные величины грузопотоков - 1000, ЗРСО и

. . "20 " ;

5000 куб.м/год. Такие объемы-блочной продукции могут поступать от каждой из трех структурно-технологических зон с выходом блоков в указанных выше диапазонах: менее 25Х, 25-452 и свыше 452. В результате, по двум показателям - общему объему и выходу блоков -можно выделить 9 типовых грузопотоков блочной продукции из зон.

Технологический комплекс, как известно, объединяет технологические решения и технические средства их реализации. К этим решениям относятся выбор системы.разработки, параметров ее элементов и технологических схем, обоснование схемы вскрытия и др.

Месторождения облицовочного камня разрабатываются ' по пяти системам: продольной (или поперечной) однобортовой, то же двух-бортовой, продольно-поперечной двухбортовой, то же трехбортовой и четырехбортсвой центральной; им соответствуют пять вариантов расположения фронта работ карьера. Для всех их в диссертации аналитически определена протяженность фронта.

При определении высоты уступа "учитываются условия залегания полезной толщ, трещдаоватость и блочность массива, • направления основных систем трещин. В общем случае она должна быть равна или кратна расстоянию между первично-пластовыми трещинами. Если это расстояние превышает 3-4 м, уступ может разбиваться на подуступы с высотой, кратной высоте товарного блока - монолита максимального объема.

Что касается заходки, то ее ширина лимитируется расстоянием между крутопадающими трещинами, а тип (продольная, поперечная) зависит от принятой ориентации фронта относительно систем этих трещин.

Измёнение межтрещинных. расстояний у крутопадающих и первично-пластовых трещин может вызвать необходимость перемены направления выемки блоков в пределах одной и той же структурно-технологической зоны (в рамках структурно-однородных участков, входящих в зону). Это можно сделать применением диагональных заходок, а также переходом к отработке массива наклонными и крутыми слоями.

Выше указывалось, что при ориентации направления выемки следует учитывать анизотропию прочностных свойств камня, влияющую на трудоемкость его распила. 8 соответствии с этим требованием разработаны типовые технологические схемы отделения блоков от массива, позволяющие производить блочную продукцию с наименьшими затратами'и минимальными потерями сырья (рис.5).

Из предыдущего изложения следует, что элементы системы раз-

работки (фронт работ, уступ, заходка и др.) более чувствительны к изменениям ^структуры массива, чем технические средства добычи. Последние ввиду достаточно широкой области применения каждого из них могут успешно работать в значительном диапазоне горно-геологических условий.

На основе обобщения материалов предыдущих исследований и личных разработок автора эти диапазоны были количественно оценены, что дало возможность рассчитать и сформировать типовые комплексы (наборы) оборудования для всех девяти групп добычных грузопотоков структурно-технологических зон. Комплектация проведена по всем процессам добычи и переработки блоков - от подготовки их к сыемке (отделения от массива) до распиловки на плиты. Применительно к этим же группам грузопотоков сформированы и комплексы оборудования на вскрыше.

Выбор комплекса добычного и вскрышного оборудования для конкретного предприятия - на базе типовых комплексов - предлагается осуществлять по разработанной в диссертации методике технико-экономического сравнения вариантов. Учитывая многообразие возможных технических средств по каждому из процессов производства блочной продукции, число.сравниваемых вариантов по добычным комплексам составляет более 600; расчеты ведутся на ЭВМ.

В качестве критерия при сравнении используется расчетная величина прибыли П3 от реализации продукции, по ценам действующего рынка, которая определяется по формуле:

по: поз 1 < л

.Щ- £ - Е си (31 + и > со - руб., 1-1 1-1

где 5 Д 3

- объем выпуска и реализации 1-го вида продукции при общем количестве видов п и числе сравниваемых вариантов ],куб.м;

- цена единицы продукции 1-го вида, руб./куб.м;

- сумма прямых затрат на производство единицы продукции 1-го вида, руб./куб.м; IV постоянные расходы на реализацию единицы продукции 1-го

5 вида, руб./куб,м; Сх- расходы на стимулирование сбыта единицы продукции 1-го. ви-, да, руб./куб,м;

расходы на рекламу 1-го зида товаоа. оуб./куб.м.

В результате сравнения принимается комплекс оборудования, позволяющий увеличить или сохранить прежний уровень доходов.

Важным вопросом является переформирование комплекса оборудования при переходе горных работ из одной структурно-технологической зоны в другую. Установлено, что оно требуется только по процессу отделения монолитов (блоков) от массива. Выяснилось также, что доля этого процесса в общей сумме затрат на приобретение и монтаж комплекса оборудования во всех его вариантах не превышает 11-14%; следовательно, переформирование комплекса не будет связано со значительными расходами.

Проведенные исследования позволили сформировать типовые технологические комплексы для карьеров облицовочного камня группы гранитов (рис.6-8); они включают как набор возможных технических средств по процессу добычи блоков, так и необходимые для этого решения по элементам системы разработки. Формирование технологических комплексов по зонам явилось заключительным этапом в цепи взаимосвязанных действий, начавшихся с изучения породного массива.

Последняя задача исследовании состояла в проверке и практической реализации результатов работы на действующих карьерах облицовочного камня.-

Рекомендации по выбору направления развития горных работ и по элементам системы разработки были проверены на Емельяновском и Корнинском гранитных карьерах, а также на Головинском карьере лабрадорита. Проверка показала правильность сделанных предложений, внедрение их в производство позволило увеличить выход товарных блоков и снизить затраты на их распиловку на 7,5-18%. Аналогичные работы были проведены на Коростышевском, Б.Слободском, Кузреченском, Лезниковском и других карьерах.

Методика выбора направления подвигаяия фронта работ включена в "Отраслевую инструкцию по определению трещиноватости и блочнос-ти.массива и выбору технологии горных работ на разрабатываемых месторождениях облицовочного камня".

На Коростышевском гранитном карьере была опробована методика разделения карьерного поля на структурно-технологические зоны, прогнозируемые при этом показатели выхода блоков по зонам совпали с последующими фактическими данными. Горно-геометрический анализ карьерного поля, был проведен на Севасайском гранитном карьере,

реализация предложении по порядку отработки месторождения позволила увеличить выход блоков с 28.1 до 40%.

В целом, проверка и внедрение на действующих карьерах результатов проведенных исследований подтвердили их достоверность и высокую эффективность. Реализация научных положений и практических рекомендаций работы позволяет снизить производственные затраты и увеличить выход наиболее ценной, по размерам, блочной продукции, что особенно ватсно в условиях рыночной экономики.

Экономический эффект от внедрения технологических решений на действующих предприятиях по добыче и обработке облицовочного камня составляет более 20 млн. рублей ( з ценах начала 1993г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации предложены научно обоснованные решения по формированию технологии горных работ на карьерах облицовочного камня высокой прочности по зонам, отличающимся показателями блочности массива, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в промышленности строительных материалов стран СНГ, позволяет увеличить выход особо ценных сортов блочной продукции.

Из результатов исследований вытекают следующие выводы и рекомендации:

1. Открытую разработку месторождений облицовочного камня группы гранитов следует вести по структурно-технологическим зо-. нам. Рекомендуется выделять три зоны с выходом блоков из массива соответственно до 25, от 25 до 45 и свыше 45%; для каждой из зон должен формироваться свой технологический комплекс горного оборудования.

2. Решения по элементам системы разработки следует принимать в пределах структурно-однородных участков массива, выделяемых по параметрам крутопадающих трещин, а выбор комплексов оборудования осуществлять в границах структурно-технологических зон, районированных в карьерном поле с учетом всех систем трещин. Установлено, что межтрещинные расстояния у первично-пластовых трещин изменяются по площади и увеличиваются с глубиной по степенным зависимостям второго и третьего порядка; выявленные зависимости позволяют прогнозировать величину межтрещинных расстояний при планировании

горных работ, обоснованно назначать отметки рабочих горизонтов и высоту уступоз, которая должна быть равна или кратна расстоянию между первично-пластовыми трещинами.

3. Рекомендуется следующий порядок формирования технологиче-сих комплексов по зонам. Вначале по показателям трещиноватости массива определяются параметры элементов системы разработки, а затем - параметры комплексов оборудования. В каждой зоне фронт горных работ следует располагать параллельно или ортогонально азимуту систем крутопадающих трещин, имеющих минимальные межтрещинные расстояния. Такое расположение фронта позволяет наилучшим образом учесть природную структуру массива и увеличить выход блоков камня на 5-30%.

4. Установлено, что при -выбранном комплексе оборудования конкурентная схема добычи блоков в зоне определяется не только структурой массива, но и технологией последующего распиливания блоков на облицовочные плиты.

Наибольшая скорость распиливания блоков достигается, если длинные грани отделяемых монолитов в массиве.направить'параллельно наиболее развитым в массиве системам трещин; определяющими для различных пород являются следующие системы: для гранита - продольные, для габбро - первично-пластовые, для лабрадорита - продольные или первично-пластовые.

5. При переходе от одной природно-технологической зоны к другой качественный состаЕ комплекса добычного оборудования рекомендуется изменять только по звену подготовки блоков к выемке, причем единовременные затраты на переоборудование комплекса не превышают 11-14% от суммы первоначальных капзатрат. По другим звеньям технологической цепи можно ограничиться лишь количественным изменением состава оборудования в зависимости от годового объема добычи блоков в зоне.

6. Научные и практические рекомендации•по предложенной технологии добычи блоков внедрены в 1988 - 92 гг. на крупнейших карьерах облицовочного камня стран СНГ с экономическим эффектом белее 20 млн. рублей.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах автора:

1. Карасев Ю.Г. Процессы и технология открытых горных работ на

карьерах стенового и блочного камня. - М. :МГ!1, 1932. - 72 с.

Z. А.с.964140 СССР, 08.06.82. Способ добычи блоков горных пород и устройство для его осуществления/ Тюрин В.И., Лукьянов

A.Н., Сиренко В.Н., Чернобаев Ю.Н., Самусев В.П., Карасев Ю.Г. -1с.: ил.

3. А. с. 1062391 СССР, 22.08.83. Устройство для отрыва блока горных пород от массива/ Тюрин В.И., Дмитриев А.П., Самусев

B.П., Лукьянов В.Н., Сиренко В.Н., Чирков A.C., Карасев Ю.Г. - 1 с.: ил.

4. Малышева H.A., Карасев Ю.Г. Добыча и обработка стенового и облицовочного камня. - М.: МГИ, 1985, 10 с.

5. Карасев Ю.Г. Добыча и обработка стенового облицовочного камня. М.: МГИ, 1985. - 18 с.

6. Карасев Ю.Г., Вежевец Л.В. Отработка толщи полезного ископаемого на карьерах природного облицовочного камня. -В кн. Научные основы создания высокопроизводительных комплексно-механизированных карьеров. - М.: МГИ, 1986, с. 86-90.

7. Карасев Ю.Г. Определение блочности массивов месторождений природного камня высокой прочности // Строительные материалы. - 1988. -.N 12.- с. 15-16.

8. Карасев Ю.Г., Дивель В.В., Конкин В.В. Добыча блоков камня из пород скальной вскрыши. Экспресс-информация - В сб.: Промышленность нерудных и неметаллорудных материалов.- М.,1988, вып.9,сер.7, с.13-14.

9. Карасев Ю.Г. Взаимосвязь трещиноватости массива и трудности распила блоков. Экспресс-информация. - 3 сб.: Промышленность нерудных и неметаллорудных материалов. - М.,1988, вып.11, сер.7, с..13-14.

10. Карасев Ю.Г., Шеленков В.А., Деревянных H.H. Оценка блочности массива Шошкин.ского карьера кварцитов. -Экспресс информация. - В сб.: Промышленность нерудных и неметаллорудных материалов. - М., 1988, вып. 12, сер. 7, с.16-17.

11. A.c. 1491109 СССР, 01.03.89. Способ взрывной отбойки блоков горных пород от массива/ Дивель В.В./' Чарасев Ю Г.- 1 е.:ил.

12. Карасев Ю.Г. Добыча и обработка стенового и облицовочного камня. Методические'разработки.- М.: МГИ, 1989. - 26 с.

13. Карасев Ю.Г., Константинова Ю.Г. Порядок отработки полезного ископаемого на Коркинском гранитном карьере.- В кн.: Обссно-

вание параметров систем и комплексов горного оборудования открытых горных работ.- М.: МГИ, 1987, с. 87-90.

14. Анощенко H.H., Карасев Ю.Г., Федотов Н.Е. Отраслевая инструкция по определению трещиноватости и блочности массива и выбору технологии горных работ на разрабатываемых месторождениях, облицовочного камня.- М.: МГИ, 1989. - .58 С.

15. Карасев Ю.Г., Конкин В.В, Порядок отработки массива Капус-тинского месторождения гранитов. - Строительные материалы. 1989, N2, с.20-21.

16. Карасев Ю.Г., Конкин В.В. Выбор направления развития горных работ на карьерах природного камня. Строительные материалы. 1988, N10, с.13-15.

17. Карасев Ю.Г., Дивель В.В. Влияние распространения трещин массива на скорость распила гранита. - В сб. : Промышленность нерудных и неметаллорудных материалов. - М.: 1989, вып.З, сер.7, с.9.

18. Карасев Ю.Г. Об отметках рабочих горизонтов карьеров облицовочного камня. - В сб. : Промышленность нерудных и не-■ металлорудных материалов. М.: 1989;. вып. 4, сер. 7, с. 13.

19. Карасев Ю.Г. О трудоемкости распила блоков габбро и лабрадорита. Научн.-техн. реф. сб.: Добыча и переработка сырья для промышленности строительных материалов. - М.: 1989, вып.4. сер.2ß, с.13-14.

20. Карасев Ю.Г. Закономерности распределения межтрещинных расстояний в массивах месторождений природного камня. - Строительные материалы. 1989, N12, с.22-23.

21. Карасев Ю.Г., Конкин В.В. Выбор технологии горных работ на карьерах облицовочного камня. - В кн.: Техника и технология открытых горных работ при комплексном освоении минеральных рессурсов. М.: МГИ, 1989, с. 140-148.

22. Карасев Ю.Г., Амбарцумяк Н.В.,' Чиаев -Т.Н. Формирование бло-кое облицовочного гранита. - Строительные материалы. 1990, N3, с. 7. ■

23. Казаряк Ж.А., Амбарцумян Н.В., Карасев Ю.Г. Проектирование камнеобрабатывающих цехов горных предприятий.-М.: МГИ, 1990.

24. Карасев Ю.Г., Анощенко H.H. Планирование объемов горных работ на карьерах природного облицовочного камня на основе горно-геометрического анализа структуры массива. - Р кн. Разработка ресурсосберегающих технологи"!, комплексного осво-

ения ' месторождений полезных ископаемых открытым способом. М.: МГИ; 1990, с. 24-24. 25. Карасев Ю.Г., Чиаев Т.И. Влияние структурных и петрографических особенностей облицовочного камня на эффективность его распиловки.- Горный журнал 1991, N 2, с. 12 25. Карасев Ю.Г. Метод определения расстояний между пологопадаю-щими трещинами в массивах природного камня. - Строительные материалы, 1991, N 11, с.25-27.

27. Карасев Ю.Г. Технико-экономическое обоснование к выбору комплексов добычного оборудования карьеров природного камня.

- Библиограф, сборник ВНИИНТПИ, вып. 3, 1992. - 3 с.

28. Карасев Ю.Г. Взаимосвязь параметров трешиноватости и направлений выемки блоков на добычных участках месторождений природного камня. - Библиограф, сборник ВНИИНТПИ, вып. 3, 1992, б с.

29. Карасев Ю.Г. Рациональные схемы добычи гранитных блоков. -Библиограф, сборник ВНИИНТПИ, вып. 3, 1992, 11 с..

30. Карасев Ю.Г. Зависимость распределения расстояний между постельными трещинами на Головинском месторождении лабрадорита.

- Библиограф, сборник ВНИИНТПИ, вып. 3, 1992, 2 с.

31. Карасев Ю.Г. Технологические схемы выемки блоков из массива.

- Строительные материалы, 1992, N 2, с.15-16.

32. Ястребинскяи М.А., Карасев Ю.Г. Условия реализации результатов научных исследований. - Горный информационно-аналитический бюллетень N 3.- М.: МГИ, 1992.

33. Карасев Ю.Г. Районирование карьерных полей по блочности. -Горный информационно-аналитический бюллетень N 3.- М.: 1992/

с.2. •

34. Карасев Ю.Г., Жуков С.А., Дьячук В.И. Сырьевая база карьеров " облицовочного камня высокой прочности и перспективы ее развития. - Строительные материалы. 1993, N 2, с.8-11.

35. Карасев Ю.Г. Типы заходок и порядок выемки блоков на месторождениях природного камня. - Горный информационно-аналитический бюллетень N 3.- М.: МГИ, 1992, с.6.

36. Карасев Ю.Г. Способы добычи гранитных блоков и область их использования. - Горный информационно-аналитический бюллетень N 3.- М.: МГИ, 1992, с.21.

37. Ястребинский М.А., Карасев Ю.Г. Эффективность реализации результатов научных исследований. - Горный информационно-аналитический бюллетень N 3.- М.:МГИ, 1992.

Сшчицког мшймвдеж

ГО». «"»I

гоюмнское меоорождедос

«Р % г°

р о

Рис Л.Графики зависимостей расстояний между первично-пластовыми трещинами } от координат залежи полезного ископаемого (ХкУ) для отдельных горизонтов на Слипчицком и Головинском месторождениях

С

Рис.2.Схема :с графическому определения расстояний меяду первичко-пластовыми трещинами:

С-1-2-3-4-5-3-7-С границы добычного участка: а и з - координаты искомой точки С;^.,^ величины тлаксимальнйх и минимальных расстояний первично-пластовых отдельностиЯ з пределах участка-

Рис.3.Графики для определения группы (сорта) товарных блоков-по их размерным характеристикам (а,б,в,г): в'-шющадь товарных блоков,м^; расстояние между смежными пер-вично-пластовдаи трещинами,«.

I Ж I

Ртч 4. Картограммы трещиноватости 2-го 1,П,Ш - системы трещин участков'

(а) и 3-го (б) участков Головинского карьера;

о п РАСПОЛОЖЕНИЕ. (йРОитй ГОРНЫХ РЬЬСТ КЙРЬЕРА

ПМШ.ЕШО ПРОДОЛЬНЫМ тщи.нш*^ Шй МШНС ПОПЕРЕЧНЫМ ТРЬЩЛШЙМ (ОТ)

СХЕМЫ ОТтсниз от ¡МС.С.иЬЙ ГУЛНитНУХ 51\0К0Б

иЛ л £ ■С О =1 О с=

йи с* «и о с: [ _________ ...

РхЕМЫ ОГАсЛЕНИй ОТ ШССМЬЙ БПОКОЬ ГЛЬЬРО М ЛЙБРЬАОРМТЛ

Ы .В с •3 в

Ы 3 ы о~ и-1 с о %

Рис. 5. Типовые схомк отделения Олоков кашя от массива; - длина, ц;:рша к высота блока; Л и 0,- системы продольных и поперечных трещин массива.

ККИШ^Оу КЬМШкС

подготои» -к »ысмке К »25*457»

мм.к(м1...) ("в"-') -меи-и..) , ■ «мл , паи..) ♦ »*(«■*)

К >45% ПШ(»«) .иш ПШ(2.1.0 -Г» (1.0 лш(4»0 « им(1»..)

ее (<.0

попюшк* и 1ШИИ1 К <247.

П»(6-2»..) .ИК(«-«М») !№(*•»!..)♦ ГКО« 1м)

ЛИ: Ш-Ю; СИ'. (|М.»50.<) КП:(КС-15«*У, ВК 5в«{От ПК • г«<о)

ШНМ1И1ШИ 8 «■И: ИМ; МШ

М»Г>У»А II ШШМШЦЕ КМ! ; НА■'в'Мм ИГ> в*СФм

I

В

I

п

Рис.'-,. Технологические комплексы с грузопотоком 1000 м /год (отработка массива горизонтальными слоями,продольными заходками)

5т

aci Y"

¡c s --s » 6 Т S"

Не ®

' 5Г эс SS 1 g S^í ¿I

о

со g,

£

Clï

г,

s

о с, Е

£3

Р

■ С

со

и. i-О

tí с Е.

о о

to

&

к

g

о с о

См

о Е

CJ

к

с р:

ш g

CJ

с ts

о

£

и

к et

о «

to

'EL

с; С о с

о g

_ .ЙОМШИ О. ■ 5003»>

пашням »

• пв(гг„.)-8П(М(Ц»г.)оа1 1 пат-сгзы!)

к^аъ*/.

г.мП' |П® (э? гб|..) • пи гг.-;

(><М Г,«(84.1) • ИК(П'..>

'к (!■«>) «М ¡¡.¡- г',!,-)-■ с

К 1ЫЕМХ1

6< С1У-Ю0 (С1МН-1С0)-(»,

( |К»('-51«0 • '"(»«О х' 11а (»5 «О • »и

' ПШ (П..) ♦ ИЛ(4и-41Ц1М

п® (и.О • «К ('"■>) >. ш • 1кп(а-в«0« гк(г.О

со сл

»«»•!« (».О

>И > в »»•(«:«)■ I-__—

шштш л-шшмнкм »«г »»од (!•>) |>;1С9>гое«(иО*

ни ; е ('«О

ИЛ (О 6Ч!<».«0.0

Рис.8. Технологические комплексы с грузопотоком 5000-м^/год (отработка массива горизонтальными слоями.диагональными эаходками)

Обозначения к рис.6-8:

КПМ - компрессор; ГО - перфоратор; ШГ - мелкозернистый гранит; СЗГ - среднезернистый гранит; КЗГ - крупнозернистый гранит; СБ - средства взрывания; НРС - невзрывчатые разрушающие составы (средства); ДП - дымный порох; ГК - гидроклинья; БС -■ буровой станок; УПВ - устройство подъемное винтовое; УПТ - устройство подъемное термическое; ТР - терморезак; МТР - машинный терморезак; ЛД - тяговая лебедка; БД - бульдозер; КГ - кран на гусеничном ходу; КП - кран на пневмоколесном ходу; П - погрузчик; Д-К -деррик-кран; А-М - автомашина; ТР - трактор; ПР - прицеп или трайлер; КМ - кран мостовой; СР - станки для распиливания камня; 7. - выход блоков из массива в %; Ов - годовая производительность карьера по рыхлой и скальной вскрыше и некондиционному полезному ископаемому, куб.м/год; Нс - мощность пород скальной вскрыши, м; ЕР - бризантные ВВ; И - акустический показатель трещиноватости массива; Пр - показатель трудоемкости разрушения горных пород; 3 - экскаватор; Е - емкость ковша экскаватора, куб.м; Р - номинальная грузоподъемность погрузчика, т.

Соискатель

Подписано к печгтг. 19,07.ЭЗг. ат С.--;.:£ГГ 60зс20 1/16 - 2,25 п.

огкгз

.к о