автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Определение показателей извлечения руды ковшовм ПДМ при различных схемах расположения выпускных отверстий

Введение

1. Изученность вопроса, задачи и методы исследования

1.1. Конструкции оснований блоков при донном выпуске руды ковшовыми ИДМ.

1.2. Современное представление об истечении сыпучих тел из выпускных отверстий.

1.3. Анализ исследования по определению показателей извлечения руды в зависимости от параметров и схем расположения выпускных отверстий

1.4. Задачи и методы исследования.

Выводы.

2. Определение формы и параметров фигуры выпуска при различных схемах расположения выпускных отверстий.

2.1. Вводные замечания.

2.2. Методика исследования (моделирование на . физических моделях и аналитические исследования)

2.3. Определение объемов фигур-выпуска

2.4. Определение формы и параметров фигур выпуска

Выводы.

3. Определение показателей извлечения руды при различных схемах и параметрах расположения выпускных отверстий.

3.1. Вводные замечания

3.2. Методика исследования.

3.3. Зависимости потерь и разубоживания руды от соотношения расстояния между выпускными отверстиями К

3.4. Потери и разубоживаяие руды при различных схемах и параметрах расположений выпускных отверстий.

3.5. Методика аналитического определения показателей извлечения при торцевом выпуске руды из основания блока.

Выводы.

4. Технико-экономическая оценка конструкции оснований блоков с различными схемами расположения выпускяых отверстий

4.1. Методика сравнительной оценки

4.2. Эффективность рекомендуемых конструкций оснований блоков

Выводы.

Пятилетним планом развития Алжирской Народной Демократической республики на 1984-1989 г.г. предусматривается создание основ тяжелой промышленности. Горнорудная промышленность, которая является сырьевой базой тяжелой индустрии, должна достичь высокого уровня. Значительная часть производства чугуна и стали будет производиться на базе руд месторождений Уэнза и Бу-хадра, где добывают основное количество алжирского железа. Месторождение Бу-хадра, представленное крутопадащим рудным телом, разрабатывается системой этажного принудительного обрушения с донным выпуском руды.

В системе этажного принудительного обрушения наиболее трудоемкими являются процессы выпуска и доставки руды.

С целью повышения эффективности этих процессов на большинстве рудников скреперная доставка руды в последние годы заменяется вибродоставкой и доставкой ковшовыми погрузочно-доставочнн-ми машинами (ПДМ).

При доставке руды ковшовыми ПДМ, имеющей ряд преимуществ по сравнению со скреперной, увеличиваются объем подготовительно-нарезных выработок в основании блока, расстояние между выпускными отверстиями и площадь блока, приходящейся на одно выпускное отверстие, что снижает эффективность их применения.

При использовании ковшовых ПДМ возможно применение различных конструкций оснований блоков. Объем и затраты на проведение подготовительно-нарезных выработок при этих конструкциях определяются проектно. Однако для их окончательной оценки необходимо знать величину потерь и разубоживаяия при каждой из них. Величина потерь и разубоживания руды зависит от параметров системы разработки, порядка ведения очистных работ, режима выпуска и, при прочих равных условиях, от расстояния между выпускными отверстиями и схемы их расположения.

В этой связи оптимизация параметров оснований блоков при донном выпуске ковшовыми ЩЩ, от которых зависят потери и разу-боживание руды и затраты на подготовку оснований блоков, является актуальной задачей.

Цель работы. Установление зависимостей показателей извлечения руды от схемы и параметров расположения выпускных отверстий для создания рациональных конструкций оснований блока, обеспечивающих повышение эффективности разработки мощных рудных месторождений системой этажного принудительного обрушения.

Идея работы. При создании рациональных конструкций оснований блоков учитывается взаимное влияние смежных выпускных выработок при различных схемах их расположения на форму и параметры фигур выпуска, от которых зависят потери и разубоживание руды, а также технология доизвлечения руды массива основания блока и гребней руды между выпускными отверстиями, оставленными в блоке после первой стадии его отработки.

Научные положения, разработанные лично соискателем и их новизна:

- впервые установлены зависимости показателей извлечения руды от параметров сетки расположения выпускных отверстий;

- разработана методика определения рациональных параметров расположения выпускных отверстий при донном выпуске руды, отличающиеся тем, что в ней учитывается зависимость показателей извлечения руды от параметров сетки расположения выпускных отверстий.

Впервые установлено, что характеристики фигур выпуска зависят от параметров сетки расположения выпускных отверстий при равномерно последовательном выпуске руды из них.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована: а) достаточными объемами экспериментальных исследований выпуска руды на физических моделях при различных параметрах сетки расположения выпускных отверстий, что подтверждено корректным применением методов математической статистики; б) удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с экспериментальными данными ( расхождение не более 10%).

Научное значение работы заключается в установлении зависимостей характеристик фигур выпуска от параметров сетки расположения выпускных отверстий, используемых для оценки механизма выпуска руды под обрушеннши породами.

Практическое значение работы заключается в разработке требований к конструктивным параметрам сетки выпускных отверстий при донном выпуске руды, которые можно использовать при создании рациональных конструкций оснований блоков, позволяющих снизить потери и разубоживание руды при уменьшении объема подготовительно-нарезных работ.

Разработанные в диссертации рекомендации по определению рациональных параметров конструкций оснований блоков при различных схемах расположения выпускных отверстий при донном выпуске руды могут быть рекомендованы к внедрению на шахте "Бу-хадра" (АНДР).

Ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций исследования в условиях шахты иБу-хадра" составляет при сближенных отверстиях 1,94 рублей/т.

Основные положения диссертационной работы доложены на научных семинарах при кафедре "Технология, механизация и организация подземной разработки руд" (ТПР) / Москва, МГЙ, 19821984 г.г./.

Работа выполнена на кафедре "Технология, механизация и организация подземной разработки рудных месторождений" по теме ПР-1 "Создание научных основ технологии высокопроизводительной подземной разработки руд с применением самоходного оборудования и вибротехники".

Автор выражает благодарность руководителю канд.техн.наук, доценту Абрамову В.Ф. и всем сотрудникам кафедры ТПР за помощь и поддержку при выполнении работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 91 страниц машинописного текста, из них 15 рисунков, II таблиц, список литературы из 55 наименований, на 5 страницах.

Выводы . .

Применение ковшовых ПДМ на ряду с общеизвестными преимуществами, позволяет существенно снизить затраты на выпуске и доставке руды с учетом затрат на подготовку оснований блока и ущерба от потерь и разубоживания руды по сравнению со скреперной доставкой.

В условиях рудника Бу-хадра экономический эффект от применения ковшовых ЦДРЛ не менее 1,94 руб/т:, при этом наибольший эффект обеспечивает применение конструкций оснований блоков со оближенной сеткой расположения выпускных отверстий. Эта конструкция рекомендуется для широкого применения на других рудниках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научной задачи, установлена зависимость показателей извлечения руды от параметров расположения выпускных отверстий для создания рациональных конструкций оснований блока, обеспечивающих повышение эффективности разработки мощных рудных месторождений системой с массовым обрушением, имеющей существенное значение для горнорудной промышленности АНДР.

Основные научные и практические выводы работы заключаются в следующем.

I. При одинаковых параметрах блоков объем фигуры выпуска зависит от схемы расположения выпускных отверстий. Установлено, что объем фигуры выпуска начиная с высоты 25 м, больше при квадратной схеме расположения выпускных отверстий, чем при шахматной и сближенной схемах. Соответствующий объем фигуры выпуска при сближенном расположении выпускных отверстий на 16-19$ меньше при высоте слоя, превышающей 25 м. В дальнейшем абсолютная разница в объемах выпуска сохраняется на прежнем уровне.

2. Уменьшение объемов фигур выпуска при шахматной и сближенной сетках расположения выпускных отверстий объясняется более ранним пересечением фигур выпуска смежных отверстий.

Установлено, что при сближенных выпускных отверстиях имеет место выполаживание образующей фигур выпуска в их нижней части с 65-70 до 55° по направлению перпендикулярному линии расположения выпускных отверстий. Следовательно, при одинаковых физико-механических свойствах выпускаемой руды параметры фигур выпуска не являются постоянными величинами и изменяются в зависимости от схемы расположения выпускных отверстий.

3. При одинаковой площади блока, приходящейся на одно выпускное отверстие, при квадратной и прямоугольной схемах потери и разубоживание существенно различаются, поэтому нельзя применять простое геометрическое приведение прямоугольной сетки к квадратной. В работе рекомендуется производить это приведение с учетом отношения большого к меньшему расстоянию между смежными отверстиями.

4. При использовании ковшовых ПДМ площадь блока приходящаяся на одно выпускное отверстие независимо от схемы расположения выпускных отверстий значительно больше, чем при квадратной схеме расположения выпускных отверстий и при скреперной доставке. Установлено, что в результате этого на I стадии отработки блока потери и разубоживание руды при использовании ЩЗМ больше, чем при квадратной схеме и скреперной доставке.

5. Применение ковшовых ЩЭД позволяет эффективно дорабатывать массив руды основания блока и довыпускать гребни руды между выпускными отверстиями торцовым выпуском, в результате чего в 2-2,5 раза улучшаются показатели извлечения руды на второй стадии отработки блока по сравнению со скреперной доставкой.

В результате суммарные показатели потерь и разубоживаяия руды в целом по блоку при использовании ковшовых ПДМ снижаются на 2-3$.

6. При использовании ПДМ наилучшие показатели извлечения руды имеет место при сближенной схеме расположения Еыпускных отверстий, а также при прямоугольной схеме и одностороннем расположении погрузочно-доставочных заездов.

7. Применение ковшовых ПДМ, на ряду с общеизвестяши преимуществами, позволяет существенно снизить затраты на выпуске и доставке руды с учетом затрат на подготовку оснований блока и ущерба от потерь и разубоживаяия руды по сравнению со скреперной доставкой. В условиях рудника Бу-хадра экономический эрект от применения ковшовых ЩШ не менее 1,94 руб/т, при этом наибольший эффект обеспечивает применение конструкций оснований блоков со сближенной сеткой расположения выпускных отверстий. Эта конструкция рекомендуется для широкого применения на других рудниках.

1. Агошков М.И., Малахов Г.М.: Подземная разработка рудных месторождений. -М.: Недра, 1977. & 633 с.

2. Агошков М.И. и др. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр. М.: Недра, 1972. 312 с.

3. Агошков М.И., Будько A.B., Кривенко H.A. Торцевой выпуск руды. Горный журнал» 1964, & 2, с.38-42.

4. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. В кн.: Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1970 -165с.

5. Байконуров O.A., Рыков А.Т. Y Совершенствование днищ блоков на рудниках. -М.: Недра, 1977. 158 с.

6. Балхавдоров Халимбек Арсланбекович. Исследование механики процесса выпуска руды при массовых обрушениях. Диссертация канд.техн. наук. 1971.

7. Барон Л.И. Кусковатость и методы ее измерения. М.: Изд. АН СССР, I960.

8. Беляшов В.Н., Кузнецов И.Е., Вылегжания В.В. и др. Отработка блока высотой 100 м на Белоусовском руднике. Горный журнал, 1970, II, с.31-33.

9. Бричкин A.B., Туманов В.А. Исследования торцевого выпуска руды. Горный журнал, № 6, 1969, с. 23-27.

10. Будько A.B. Выбор и совершенствование систем разработки. М.: Недра, 1971. 256 с.

11. Будько A.B., Кривенко H.A., Кутузов Д.С. и др. Испытание системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды на рудниках "Молибден" и Лениногорском. Горный журнал,1965, $ 8, с. 22-26.

12. Вернаковский К.Б., Ефремовцев Н.С., Храмов П.Г. и др. Система подэтажяого обрушения с торцевым выпуском руды и применением самоходных машин. Горный журнал, 1974, № 4, с.30-32.

13. Вольфсан П.М.: Подэтажное обрушение. М.: Недра, 1968. с. 13-28.

14. Галаев И.З. Оптимизация параметров системы этажного принудительного обрушения. Автореферат. Диссертация докт.техя. наук. Л., 1972. 50 с.

15. Головская Г.В. Выбор рациональных выпускных отверстий.1. Горный журнал, № 5, 1959.и

16. Дропов И.В., Шастаков В.А. Единый критерий оценки систем разработки. В сб.: Совершенствование технологии подземной разработки рудных месторождений. Фрунзе, 1970, с. 14-21.

17. Дубинин Н.Г. Выпуск руды при подземной разработке. М.: Недра, 1965.

18. Дубинин Н.Г. Исследование выпуска руды при подземной разработке. Дисс. докт.техя.наук, Новосибирск, 1965.

19. Захаров В.В. Исследование механизма и параметров движения руды при выпуске из очистных блоков. Дисс.канд.техн. наук. .Ленинград, 1967.

20. Иконников А.Н. Изменение процесса выпуска руды из обрушенных блоков. Горяый журнал, № II, 1964.

21. Имеяитов В.Р., Абрамов В.Ф., Дроздов В.С. Повышение полноты выпуска руды из блоков. Цветная металлургия, 1974, № 5,- 12 с.

22. Имеяитов В. Р. Высокопроизводительные системы разработки крепких руд. М.: Недра, 1961, 419 с.

23. Имеяитов В.Р. Процессы подземных горяых работ при разработке рудных месторождений. -М.: Недра, 1978. 528 с.

24. Именитов В.Р. Технология, механизация и организация процессов при подземной разработке рудных месторождений. -М.: Недра, 1973. 463 с.

25. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М.: Недра, 1965, с. 70-90.

26. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений, издательство М.: Недра, 1972, 327 с.

27. Куликов В.В. Установление подобия при моделировании выпуска руды. В сб.: Научные сообщения. М.: ИГД им. А.А.Скочин-ского, 1976, № 76, с.137-140.

28. Куликов В.В. Выпуск руды. -М,: Недра, 1980. 380 с.

29. Куликов В.В., Дейнева А. Методика прогнозирования показателей извлечения руды. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1969,- 49 с.

30. Лутпяиков В.И. Определение рациональных параметров оснований блоков увеличенной высоты при системах разработки с обрушением руды и вмещающих пород. Дисс. канд.техн.наук. М.: МГИ, 1983. 223 с.

31. Малахов Г.М. Выпуск руды в условиях большого горного давления. Горный журнал, В I, 1962.

32. Малахов Г.М. Выпуск руды из обрушенных блоков. Метал-лургиздат, 1952, с.17-29 и 136-147.

33. Малахов Г.М., Безух Р.В., Петренко П.Д. Теория и практика выпуска руды, Недра, 1968, с. 27-48.

34. Мартиросян С.Г. Определение рационального режима выпуска руды при камерной системе разработки высокими блоками.- Дисс.канд.техн.наук. -М., МШД981. -119 с.

35. Миронов Е.И. Обоснование условия рационального использования ковшовых погрузочно-доставочных машин при донном выпуске руды (на примере рудника "Молибден"). Дисс. .канд. техя.яаук.-М., МГЙ, 1973. 179 с.

36. Пепелев Р.Г. Совершенствование методики прогнозирования показателей извлечения руды при донном выпуске под обрушенными породами. Дисс. канд.техн.наук. М., МЕИ, 1974. 195 с.

37. Пепелев Р.Г. Метод определения разубоживания руды по его составляющим от верхних и боковых обрушенных пород. В сб.: Совершенствование систем при подземной разработке руд и управ- " ление минерально-сырьевой базой. М., МГИ, 1982, с. 83-87.

38. Пепелев Р.Г. Выпуск руды под обрушенными породами. М.: МШ, 1982. 24 с.

39. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле. М.: Высшая школа, 1973. 286 с.

40. Скорняков Ю.Г., Диккерт А.Г., Епифанов В.П. Параметры горных выработок при эксплуатации самоходного оборудования. Горный журнал, I 10, 1972, с. 17-23.

41. Скорняков Ю.Г. Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добыче руд. М.:Недра, 1978. - 230 с.

42. Слесарев В.Д. Механика горных пород. М.: Недра, 1948. 303 с.

43. Смирнов Н.В., Дуяин-Барковский И.В. Курс теории вероятности и математической статистики. М.: Недра, 1969. 126 с.

44. Терпогосов З.А. Основание блоков и механизация выпуска руды. М.: Недра, 1977, -180 с.

45. Тютюнник В.И. Исследование возможностей повышения интенсивности выпуска и выбор рациональных конструкций днищ при разработке мощных рудных месторождений системами с обрушением. Дисс. канд.техн.наук. Кривой Рог, 1969.- 198 с.

46. Фелыпау П.П. Пронгозирование показателей извлеченияруды с учетом режима и дозы выпуска. Автореферат диссертации канд.техн.наук., Свердловск, 1977. -18 с.

47. Фомичев С.Е. Определение рациональных параметров и износостойкости сопряжений щелевых выпускных выработок при камерной системе разработки. -Дисс.канд.техн.наук. М., МГЙ, 1977 - 158 с.

48. Фугзан М.Д. Анализ режима выпуска руды при системе этажного обрушения с выемкой полями. Дисс. .канд.техн.наук, Кировск, 1955.

49. Хакурате Азмет Махмудович. Изыскание рациональных конструкций оснований блоков при применении ковшовых ПДМ. Дисс..канд.техн.наук. М. : МГИ, 1974.

50. Храмцов В.Ф., Коваленко В.А. и др. Рациональные конструкции днищ блоков при системах с массовым обрушением на рудниках Горной Шории. Горный журнал, f 3, 1976.

51. Цыганов Ю.В., Пепелев Р.Г., Ткаченко A.B. Аналитический расчет потерь и разубоживания руды при торцевом выпуске. В сб.: Совершенствование систем при подземной разработке руд и управление минерально-сырьевой базой. М.: МГИ, 1982, с.113-120.

52. Яковлев O.A. Исследование выпуска руды при одностадийных вариантах систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород. Дисс. . канд.техн.наук., М.: МГИ, 1966.

53. Runo .W.R. Hûw oz/ftcz sfa/эе1. V/ tfsj.54. . //. к. /^jy о/ £¿>ca&S? Sho£