автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Оптимизация готовых к выемке запасов с целью повышения эффективности технологии открытых горных работ

Міністерство освіти України КРИВОРІЗЬКИЙ ГІРНИЧОРУДНИЙ ІНСТИТУТ

На правах рукопису

ШОЛОХ Микола Васильович

УДК 622.142.5:622.271.001.5

ШТКМІЗАЦІЯ ГОТОВИХ ДЛЯ ВІіЛШННЯ ЗАПАСІВ З

мешгпідввдніш ефективності технології

ВІДКРИТДХ ГІРНИЧИХ РОБІТ

Спеціальність 05.15.03 - "Відкрита розробка родовпц корисних’

коналіш" .

05.15.01 - "іїаркаеЛдерія та геометрія надр"

Автореферат дисертації на здобуття наукового сгупеїю кандидата технічних; наук

Кривий Ріг - 1995

Дисертація є рукописною роботою.

Робота виконана в Криворізькому гірничорудному інституті.

Наукові керівники ■

доктор технічних наук, професор Вілкул Ю.Г. кандидат технічних наук, доцент Теиченко А.Iі.

Офіційні опоненти

доктор технічних наук, професор Федоренко П.й.

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Ковальчук В.А. '

Провідна організація - Державний інститут по проектуванню підприємств гірничорудної промисловості "Кривбаспроект".

Захист дисертації 1995 р, в /3 — год,

на васіданні спеціалізованої Ради Д.16.01.03 при Криворізькому гірничорудному інституті за адресою: 324027, и. Кривий Ріг, вул. ШІ партз"їзду, II.

З дисертацією ыокно ознайомитися в бібліотеці інституту за адресою: 324002, ы. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.

Автореферат розісланий ______^995 р#

Вчений секретар спеціалізованої Ради, каяд.техн.наук,

Професор 0/уг<*' > Г.Т. Фаустов

Актуальність роботи. Розвиток сировинної бази металургії можливий при подальшій інтенсифікації гірничого виробництва, комплексному осиоснню родовищ корисних копалин, не допускаючи їхніх втрат під час видобутку і переробки. • Сучасні гірничозбагачувальні підприємства е досить складними системами, які характеризуються використанням потужного устаткування з врахуванням того, що роботу доводиться вести з досить складних гірничо-геологічних умовах, формуванням якості корисних копалин під час їхнього видобутку, комплексним використанням мінеральної сировини, створенням АСК, здійсненням заходів для охорони надр, навколишнього серодозівда і пр;;роди.

Обов'язковою умовою успішної реалізації цих питань с оперативна і об'єктивна інформація про гірничо-геологічні умови розробки родозиц. Ця умова визначає необхідність створення ' гра^с-аиалітнчшіх моделей родовищ, які висвітлшть характерні особливості просторового розміщення цілого ряду їх властивостей, Для залізорудній кар’’єрів коливання якісного складу видо- ' бутої руди залежить в основному від зміни вмісту усереднюючих компонентів в рудному пасиві, через цо створення запасів видобутої руди потрібної кількості і якості па основі геометриззції якості руди е актуальною науковою задачо».

Розв''язашш проблем розвитку гірничих комбінатів в зв"язку з комплексний врахуванням геологічних, гірничотехнічних і економічних факторів з використання!.! ЕОМ для проектування і розробки родовищ присвячені роботи^0.І. Арсентиева, й.П. Астаф"е-ва, В.Г. Блізникова, B.Q. Бизова, £.1, Іванова, А.І. Коваленка, Г.Г. Ломоносова, І.І.В. і.іельникова, О./.1. Йихаіілоза, ;,і.Г. Новожилова, U.S. Певзнера, В.В. Ржевського, Б.А. Сімкіна, Б.Н. Іар-таковського, II.І. Полякова, К. 11. Трубецького, Г.А. Холоднякова,

B.C. Хохрякова,'В.0. Целканова та іи.

Істотний внесок в розробку теоретичних основ і методів геометризації родовищ внесли ПЛІ. Бастан, В.О. Букрпнський,

Г.2. Вілесов, В.і,і. Гудков, Д.А. КозаковськиП, З.І. Кузьмін, її.І. Лудрмов, к.'л. Иааааов, В.Ф. Мягков, А.1. ОсецькиЛ,

З.І. Р&євськиіі, П.А. Ршшіз , А.Л. Хрощімов, ІЛ1. Уиаков,

1.3. Оранцькиіі, П.А. іііехтман та ін. '

’ Дисертаційна робота викопана в рамках тематичного плану науково-дослідних робіт Криворізького гірничорудного інституту '

з комплексно-цільової програми "}’уд;;'\ и> Пі-сбл.’мі "Д", затвердженій Постановою Держкомітету з наук;; і тояи.іі:н Ради міністрів СРСР Ь 423 ВІД 28.12.1978 р. по темах: 142?.-76 "Застосувати: найновіших способів та.інструментів для виконання інженерно-геодезичних і маркшейдерських робіт". Розділ 6. Автоматизовано визначення об"емів виймальних гірничих робіт па основі матеріалів аерофотозйоыки а використанням ЕОЦУ / І,: дерк. реєстрації 76075647 /; Г-109-81 "Дослідження напрукеко-деформованого стану і деформацій земної кори в Криворізькому залізорудному ба~ оейні". Розділ 2. Специфіка добування руди відкритим.способом / й деря реєстрації 81069546 /; 9-388-81. "Дослідження, розробка і впровадження методів розв'язання на ЬШ комплексу задач маркшейдерського забезпечення гірничих робіт на кар’єрах Крп- ' ворізьких ГіЗКів", тої.: 2. "Дослідження, розробка і впровадження задач оптішізації готових для виііиашія запасів руди на кар'єрах" / Кі дера. реєстрації 8І03І0І5 /; 7-370-81 "Досліднеїшп мінливості коефіцієнтів розпушування зірваної маси на кар'єрах /на прикладі ПівденГЗКу/" / )о дар;;, реесіродії Й1045УЗІ /;

Г-3-86 "Наукові основи діагностики та прогнозування технологічних процесів відкритих гірничих робіт" / !.- /.- (и-:, реєстрації 018600778 /. •

Метою роботи є розробка і!»тодпки оптимізації готових для виймання запасів потрібної кількості та якості в складних гірничо-геологічних умовах на основі всебічного дослідження текстурно-структурних особливостеіі речового складу, закономірностей розподілу і иінливості компонентів природних тилів руд та розробка динамічної моделі керування запасами зірваної гірської ыаси на основі геоиетризаціт якості руди з врахуванням обсягів бурових і екскаваторних робіт.

Ідея роботи полягає в імітації руху запасів з врахуванням просторових взаємозв'язків гірничих робіт та мінливості якісної характеристики руд в робочій зоні кар"еру, що дозволяє визначити оптшалышй рівень готових для виймання запасів потрібної кількості та якості і підвищення вірогідності оцінок, які використовуються для планування якості залізних руд.

Об"екгоы дослідження є кар"єри Криворізького родовища залізистих кварцитів, які характеризуються міиливою якістю руди та різними технологічними властивостями збагачення та комплексного використання її в народному госпо-

дарстві. " _ _ ■

Для досягнення поставлено? мети в роботі розв'язані такі ■ задачі : виконало аналіз фактичного матеріалу з питання, що вивчається; досліджені статистичні закономірності розподілу якості руди в кар"єрі та обгрунтовані розміри готових для виймання запасів зірваної руди для компенсації козхливпх відхилень її якості від запланованої в інтервалах мік вибухами; розроблена точково-блокова динамічна модель керування готовими для^ виймання запасами зірваної гірської маси, яка враховує просторові геологічні взаємозв'язки якості руди. . '

Методика дослідження. Основою дослід-аення служить системний підхід до оптиуізац”ї готових для вий: мання запасів зірваної гірської маси, що характеризується взаємозв'язаним врахуванням гірничо-геологічних, технологічних та економічних факторів. Використані сучасні методи математичної статистики, аналітичні та графічні дослідження. ■

. Основні наукові положення, які захищаються в роботі:

1. Запаси готових для виймання руд слід визначати з кількісно-якісних потреб переробки на основі геометризаціт родовища з врахуванням обсягів бурових та екскаваторних робіт.

2. Кількість масових вибухів в умовах нерівномірного про-

ведення гіршгах робіт та мінливості корисного компоненту з . руді робочої зони кар"еру визначається, виходячи з необхідності створення резервних запасів, які забезпечують видобування руди потрібної кількості та якості. . .

'Обгрунтованість та вірогідність наукових полонень і висновків дисертаційної роботи підтверджені коректніш використанням сучасних методів економічної оцінки ефективності роботи ГЬКів, аналітичними та графічними методами досліджень, техніко-економічііим аналізом з врахуванням прийнятої технології робіт; матеріалами впровадження та промисловою . перевіркою результатів досліджень.

Наукове значення результатів дослідаеиь полягає в тім, що вперте обгрунтовані оптимальні готові для виймання запаси на Основі геометризації якості руди і розроблена точково-блокова динамічна модель керування запасами зірваної гірської маси, враховуючи просторові геологічні.взаємозв'язки якості руди; розроблена методика врахування і прогнозування

б

Положення фронту робіт для встановлення величини готових для виймання запасів потрібної якості руди; запропоновано критерій оцінки ефективності керування запасами з задачі оптішізаці'т і геометризації їхньої якості.

Практичне значення роботи полягає в тім, що використання знайдених закономірностей, розроблених критеріїв і методів дозволяє в конкретних виробничих умовах встановити, оптимальний рівень готових для виймання запасів потрібно? якості, забезпечити покращення технологічних показників збагачення та Сільи раціонально розробляти відкритим способом залізисті кварцити Кривбасу,

Особистий вклад автора полягає у виявленні статистичних та гірничо-геологічних закономірностей в розподілі якісних показників руди в робочій зоні картеру та обгрунтуванні розмірів резервних, готових для виймання запасів зірваної руди, для компенсації можливих відхилень її якості від запланованої в інтервалі цін вибухами; розробці точково-блокової динамічної моделі керування готовими для виймання запасами, яка враховує просторові геологічні взаємозв'язки якості руди; розробці методики врахування та прогнозування полонення фронту гірничих робіт, керуванні готовими для виймання запасами в оптимальному режимі з врахуванням закономірностей розміщення якості руди на основі розробленого критерію економічної ефективності. '

Реалізація роботи. Методика оптимізації готових для виймання запасів на основі геометризації якості руди і статистичних закономірностей в розміщенні якісних показників в руді робочої зони кар"єру впроваджена на Інгулець-кому гірничозбагачувальному комбінаті при поточному і перспективному плануванні розвитку гірничих робіт. Річний економічний . ефект від користування розробленою методикою складає Ш.,7 тис.крб. / в цінах 1991 р, /.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідались і одераали схвалення на науково-технічних конференціях.. Криворізького гірничорудного інституту / м. Кривий Ріг, І&80-94 рр. /; на нарадах маркшейдерів Кривбасу ІІ'Ш УРСР / м. Кривий, Ріг, 1980-199** рр. /; на Дні спеціаліста "Передовий досвід роботи по вдосконаленню методики маркшеіідерских робіт па гірничих підприємствах" /м. Кривий Ріг, 1981 р./;

на Республіканській конференції "Комплексне використання мінеральних ресурсів і охорона геологічного середовища в світлі рішень ШІ з"?зду КІ1РС" / !і. Севастополь, 1982 р. /; на республіканській науково-технічній конференції "Вдосконалення сумісної /відкрито-підземнот/ розробки рудних родовищ" / и. Кривий Ріг, 1984, 1990 рр. /; на Всесоюзній науково-технічній нараді "Науково-технічні проблеми підвищення ефективності робіт і вдосконалення маркшейдерскої слукби на гірничих підприємствах країни"/ м. Свердловськ, 1984 р. /; на технічних нарадах ІяГЗКу та ПівнічГЗКу / и. Кривий Ріг, 1980-1985 рр. /.

Публікації. По томі дисертації? опубліковано 19 статей.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, д"яти глав, висновку, списку літератури з 135 найменувань, додатку. Робота вміщує №2. сторінок тексту, <20 малюнків, 24 таблиць, • ^ додатків.

Декларація конкретного особистого внеску дисертанта у розробку наукових результатів, ц о виносяться на захист. Особисто автором розроблена методика визначення зеласів зірваної гірничої маси, яка забезпечує ру-допотоки на збагачувальну фабрику потрібної якості. Доведена доцільність оптішізації запасів готових до виймання за допомогою імітаційного моделювання чинників, які впливають на про- ■ дуктивність гірничотранспортного обладнання, на-основі геомет-ризації якості руд, що добуваються, із урахуванням розробленого критерію економічної ефективності.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТІІ

Дослідження проводилися на кар’єрах Криворізьких ГйКів, на яких залізисті кварцити з вмістом заліза від 20 до 39,5# розробляють відкритим способом і збагачують на збагачувальних фабриках. Кар'єри розробляють окремі ділянки Криворізького басейну ,розміщеного в центральній частині Українського щита Руської платформи. В геологічній будові басейну приймають участь докембрійські метаморфічні і магнетитові породи і кай-ноаойські осадкові породи.

Форма рудних покладів - пластоподібна, з кутом падіння

від 18 - 20° на півдні до 55 - 85° на півночі басеііну, горизонтальна потузкність кондиційних залізистих роговиків коливається від 150 до 1000 м з коефіцієнтом міцності 12-17 за шкалою проф. М.И. Прогод"яконова. Потужність окисленої зони нестійка і змінюється в мехах від 2 до 130 я. Потужність осадкових порід в середньому складає ЗО и. Залізисті горизонти складені тонкошаровими залізистими кварцитами. Мінералогічний склад шарів: кварц, магнетит, мартит, гепатит, карбонати, силікати. Залізисті горизонти в різних місцях басейну відрізняються кількісним співвідношенням перерахованих мінералів. .

Аналіз літературних дяерел показує, ідо відомі зараз методи не дозволяють ефективно розв"язати задачу оішшігації поточного розвитку гірничих робіт і готових для виймання запасів в динамічній постановці з врахування!! всіх основних вимог гірничого виробництва. Низька геолого-технологічна вірогідність поточних планів-гірничих робіт пояснюється прийнятою на залізорудних' кар'єрах системою планування якості руди за вмістом магнетитового заліза. На оьогодяі відомо, що найбільш повно технологій-, ні властивості видобутої руди моїіна охарактеризувати тільки з врахуванням показників збагачення і коливань їх якісного складу.

Досвід ранісіе виконаних робіт дозволив зробити спробу ввести в практику ефективні шляхи впровадження розроблюваних методів опткміаації готових для виймання запасів на основі геометризації якості. Це всебічна автоматизація процесів планування, необхідність одержування оптимальних результатів при адекватності моделювання основній параметрів і просгорово-тохнологічних взаємозв'язків відкритих гірничих робіт. Неоднорідність якісного окладу потоку руди, що йде на переробку, залежить від вихідної мінливості вмісту корисного компоненту, особливостей формування загального потоку руди з окремих вибоїв, результатів дії усереднюючих устаткувань, а тако'н технологічних процесів рудопідгоювки / сортування, подрібнення і'т.д. /.

Виконані розрахунки параметрів розміщення заліза загального / перевірка на узгодженість з нормальним розподілом / і заліза магнетитового / перевірка узгодженості з логарифмічним нормальним роаподілом / я середньогрубослотсгих силікатно-магнетитових роговинах і визначення параметрів розмі-

щеная вмісту компонентів речового складу порід родовищ дозволило встановити закон розподілу вмісту компоненту, оцінити кіали-

вість речового складу; розрахувати похибку визначення середніх значень вмісту компонентів речового складу з заданою ймовір- ■ ністью, виявиш схожість і характерні- риси різних типів порід родовищ корисних копалин. ■

На основі проведеного комплексу дослідяень встановлено:

1. Розміщення вмісту основних компонентів.речового складу

/ залізо загально, залізо магнетитове та ія. / лорід середньо-грубоолоїстих силікатно-магнетитових роговиків продуктивно? товщини родовищ тіоно узгодкуеться з нормальним законом розподілу. Статистичні криві розміщення цих компонентів мають незначну асиметрію. .. ■ ■

2. Розміщення вмісту другорядних компонентів речового • складу для цих же порід родовища узгоджується як з нормальним, так і з логарифмічним нормальним розподілом. Статистичні криві розміщення цих компонентів мають значну асиметрію.

3. Параметри і криві розміщення вмісту компоненту речо-

вого складу різняться між собою, що зумовлено значною мінливістю компонентів. .

Готові для виймання запаси впливають безпосередньо і Найбільш істотно на продуктивність і однорідність якісного складу видобуто? руди, завдяки чому при нормуванні запасів на кар'єрах не можна обменуватися визначенням видобувних одиниць. Необхідно, крім того, визначити кількість готових для виймання запасів на одну видобувну одиницю. Крім відбитих і пробурених вибуховими свердловинами запасів, кожна видобувна одиниця мусить мати дояку кількість непробурених, готових для виймання запасів, тому що на час вибуху повинна бути . підготовлена площа для буріння вибухових свердловин. Розміри ціо? площі мусять забезпечувати фронт бурових робіт, а запаси в ї? меках повинні бути не меншими кількості відбито? руди.

Таким чином, дослідаоння динаміти зірваних запасів і продуктивності кар'єру свідчать про те, що з точки зору надійності забезпечення кар"сру величина цих запасів повинна бузи в помах 1,0-1,2 млн.т. Проте, при виробленні оптимальної стратегії керування зірваними запасами необхідно визначати ' витрати, які зв"пзані з простоєм гірничотранспортного устаткування чороз відсутність запасів зірвано? руди у вибо? екскаватора, і витрат, пов"язаних з консервацією засобів для підтримання цих запасів. Залас зірвано? гірсько? маси поповнюється

порціями, рівними об"єму масового вибуху.

' ' В зв"язку з цим перехід з одної категорії запасІЕ по під-

готовленості до іншої здійснюється поступово, чим часто утрудняється суворий розподіл суышшх категорій. На кар"ері за-паои руди територіально прив"язані. до визначених просторових зон. Через це, у випадку помилок у визначенні місця роботи ек- ’ скаватора, поповнення запасів потрібного асортименту иоке і не здійснитися, хоч загальні обсяги робіт по випередженню верхніх уступів буадть повністю виконані і навіть перевиконані.

В зв"язку зі складністю розвідки і випробування корисної копалини в надрах завчасно не ноина передбачити,яку якість . корисної копалини мокна чекати з наміченого для розробки блоку. Планування і усереднення якості руди на основі індивідуальних проб, що беруться за визначеною сіткою на родоізищі, не моке виявить істинну картину характеру зруденішш і тону, як правило, ведо до заниження або завищення показників якості корисної копалини компоненту в запасах, готових для ліпшання. Тону планування видобувних робіт потрібно вести на вірогідній основі про якість корисної копалини, для якої необхідна геометри-зація якості руди.

Технологічне випробування на картерах Кривбасу проводиться блоками, де одна проба, що відноситься до його центра, характеризує значний об"єм корисної копалини в запасах. В медах блоку приймається та якість, яку визначили за технологічною пробою. Ллє матеріал цієї проби зібрано зі всього рудного блоку, і значення показника тільки в середньому характеризує якісну ' сторону вийнятого об"єиу, як в той ке час значення ознака всього блоку ио:їє змінюватися в широких і,іе;.;ах. До цього слід мати на увазі, ідо не вся руда блоку йде одночасно на переробку, а надходить частинами протягом деякого відрізку часу.

На ПівденГЬК, ЦГЗК, НКГЗК технологічні показники збагачення розраховують за результатами випробування розвідкових свердловин без врахування сорту руди, в на ІнГЬІі, ПівнічГЗК технологічні показники збагачення в сумарному для кар"єру обсязі видобування розраховуються через об"єш: мінералогічних різновидностей і. середні для конної з них значення показників якості руди.

Оскільки ііаркиейдерсько-геологічні яогоризонтні якісні плани повинні слухити основою плануванні! гірничих робіт, то

необхідно, щоб геологічна служба ГЗКів вела постійно уточнення і коректування їх. Для наведення інформації в зручному для .використання вигляді доцільно мати на планах не перерізи сортів за проектними позначками горизонтів,.а межі "усереднені” за висотою вироблюваного робочого уступу. ' .

■ 3 цією метою була виконана геометризація уступу - 15-30 и, щоб з"яоувати характер розміщення корисного компоненту для дальшого широкого використання геометризаціт при планувань якості. При цьому проводиться геомегризація не тільки по ви- -хідних ознаках / вміст заліза загального і заліза магнетитового /, але і здійснюється геометризація за вмістом "заліза в хвостах", ідо є результатом переробки руди ари її збагаченні.

Одночасно з графічним зображенням характеру розміщення ознак встановлювали корреляціііні зв”язки міз окремими якісними показниками. Таким чином були встановлені парні зв"язки мізх

— о^мг > ~ > сіо - > сі мг » оі мг ~ ^Ч & ~~ ^'■

необхідні для більш оперативного визначення того чи іншого якісного показника руди за одним або двома відомими, де оС0 о£мг , . ,/іГ - вміст заліза відповідно загального, магнетитового, в концентраті і в "хвостах". ■ .

Виконаний аналіз маркшейдерсько-геологічної документації \ з геометріеіз-якісних ознак руди дозволяє зробити такі висновки.

. І.-Розміщення якісних геологічних ознак в цілому для уступу носить нерівномірний характер і показує, що не на всіх етапах роботи кар"єру моиливе добування руди з плановими величинами. Так, за окремі періоди можливе невиконання плану по залізу магнетитовому, коли в той ке час план ло залізу загальному буде ьиконано.

. 2. Співставленая графинів розміщення показує, що найбільш тісний зворотний прямолінійний зв"язок спостерігається міг вмістами заліза магнетитового і заліза "в хвостах".

. 3. Зони високих і низьких значень показників мовна ек-

страполювати до 20-30 м в бік масиву. Дальша екстраполяція вимагає додаткових даних з випробування.

Ч. За умови випереджуючого випробування мояливе проведення планування якісних показників, а також визначення усереднення вмісту шляхом комбінаційного введення в експлуатацію різних ділянок уступу.

Одержані результати дозволяють вимогливо проводити плану-

вання якості рудної маси, що йде на переробку, що, в свою чергу* підвищує якісні показники збагачення.

Практично аа всіх крупних залізорудних кар'єрах планування видобувних робіт квартально-місячного рівня проводиться за якісними показниками, пов"язуючи їх з конкретними контурами виймальних блоків. '

Використання резервних запаоів для компенсації відхилень якосгі зірваної руди від планової на інтервалах мін вибухами е найбільш допустимим способом керування якістю корисного компоненту для календарного планування пасових вибухів на основі геометризаціт вмісту. В першу чергу це пов"язано з простотою механізму регулювання; при відхиленні якості корисної копалини від планової на таку величину, коли зміна навантажень на екскаватори використана, для розробки включається частіша резервних запасів для компенсації відхилень, цо з"нвшгася. Крім того, створення і використання резервних запасів не представляє труднощів в організаційному відношенні, проте існуючі методи визначення кількісних характеристик вимагають дальшого розвитку.

На сьогодні створені умови для розв"язашш задач планування гірничих робіт найскладнішого змісту. Наіібільи актуальною є така динамічна умова задачі планування: розподілити об"єм гірничих робіт серед .)( блоків на Т періодів чаоу з забезпеченням протягом кожного періоду ряду визначених умов відносно кількості та якості видобуваної руди, по параметрах формованої робочої зони кар"еру. '

Користуючись балансовим рівнянням руху запасів з врахування! вмісту корисного компоненту в видобуті.і руді, об''єц резервних запасів мохша визначити за такою методикою:

задати вихідні планові та наявні якості руди, інтервал міа вибухами та середньодобову продуктивність кар"єру з руди;

вибрати в кар"ері місця, де моіиіізо ярово дині вибухи резервних блоків, можливий транспортний доступ до них і визначити їх якість;

за ВІДОМИМИ о£мг * оік • і обчислити якість

руди не використаної частини запасів с£н і

за іорцулов /І/ визначити об"єм резервних запасів

і

/ І І

м

Визначення об"смів та якості резервних запасів згідно запропонованої методики зв"язане зі значними обсягами обчислювальної роботи. Для реалізації її на ЕОМ розроблено алгоритм розрахунку.

Подальші дослідження динамічної иоделі дозволили встановити, ідо область вибору оптимальної кількості і якості готових для виймання запаоів обмежується нерівномірніш характером вичерпування та заповнення об"ємів зірваної гірської «аси. При цьому компенсація її нерівномірності здійснюється створенням резервних запасів зірваної гірської маси в екскаваторних вибоях. Встановлення відносної величини коефіцієнта резервних запасів проводиться за допомогою економіко-математичнот моделі. Критерієм її служить мінімум витрат, пов"язашіх з оплатою обо- -ротних фондів в резервних запасах і збиток від дефіциту зірваної гірської маси

Сд'К„' к”, ■ —- тіг. /2/

де: Сд - собівартість подрібнення одного кубометра спальної гірськ.ої паси, крб/м3; Кп - коефіцієнт оплати за оборотні -фонди; - коефіцієнт резервних запасів; 0 гм - річна продуктивність екскаватора ти. -го типу, і,і3; ^ - інтервал

піл вибухами, днів; Ст ■ умовно-постійні витрати на компенсацію І и3 дефіциту запасів резервний устаткуванням, крб/м3.

Нерівномірність поповнення об"ємів зірваної гірської маси зумовлена неоднаковими розмірами готових для виймання запасів в місцях вибухів блоку. При цьому різна інтенсивність зміни ширини робочих площадок протягом коротких проміжків часу вимагає для прогнозування величини і форми готових для -виймання запасів застосування імітаційного коделюзация розвитку фронту гірничих робіт» ■

Врахування перелічених вище факторів дозволило розробити цільову функцію динамічної моделі керування запасами зірваної гірської маси, якій властиві такі обмваення: об"єм блоків, що підриваються, не повинен перевищувати непідірвану частину готових для виймання запасів; дефіцит запасів готової підірваної маси ,не допустимий; визначені обсяги масових вибухів мусять відповідати можливостям парку бурових -верстатів; об"єми і кон-

w

тури готових для виймання запаоів повинні набиратися безпосередньо в зв"язку з визначеними для виймання об'ємами і контура-ии екскаваторних блоків.

Запропонована модель має такі відмінні особливості:

1. В модель введено коефіцієнт сезонносїі, яким враховуються просто! розкривного устаткування в.осінньо-зимовий період, а також коефіцієнт коливання корисного компоненту в руді, виду транспорту, який використовується, стану екскаваторного вибою перед вибухом і забезпеченості підірваних запасів пробуреними.

2. Збитки кар"еру від простою устаткування через вибухи

визначаються вартістю однієї години запланованого простою, при .чому тривалість простоїв визначається диференційовано за групами устаткування, які знаходяться у відносно однакових умовах роботи, ■ .

3. Точніш визначається середній рівень запасів підірвано?

гірської маси. '

4. Модель враховує просторові пололеяня екскаваторних бло-

ків і формованих обсягів підривних блоків на основі геометриза-ції якості руди. .

В динамічній моделі керування підірваною гірською масою ваако врахувати мінливість якісних характеристик руди по виймальних блоках. В зв"язку з цим виникає необхідність врахування розроблених заходів, цо забезпечують видачу з кар"єрів руди потрібної кількості і якості на інтервалах мік вибухами.

Оптимальна величина готових для виймання запасів руди за технологічними параметрами визначається виразом

Qr= Кс-Ктр- Кв- Кт4-(кв+і)-/р-Ак -Я'1- ПІ ; /з /

де: Кс , КТр , К, » Ктз » Ко “ коефіцієнти, відповідно, коливань корисного компоненту в руді, виду транспорту, який використовується, стану екскаваторного вибою перед вибухом, поточних запаоів і забезпеченості підірваних запасів пробуреними} Хр , Я і arjl - кількість рудних блоків, вибухів за рік і одночасно підірваних блоків; А к - продуктивність кар'єру по руді, і/рік. .

Критерієм виразу /3/ є мінімум витрат, зв"язаних з створеннях готових для виймання запасів. Ба результатами корреля-

ційно-економічного аналізу цієї категорії запасів і витрат на їхнє створення визначено раціональний рівень готових для виймання запасів для нар"єрів Кривбасу..

Для поточного планування гірничих робіт розроблена точково-блокова модель кар"еру, ідо відображає динаміку гірничих робіт, яка дозволяє формувати обсяги і контури гірничих робіт і моделювати переміщення уступів. При розробці методу реалізації динамічної моделі керування запасами підірвано? руди враховується призначення моделі, зв"язане не з нормуванням запасів, а з питанням їх керування в конкретних умовах. Структура методу полягає у визначенні конкретних значень керованих змінних при заданих обмеженнях, ідо дають екстремальні значення цільової функції, виборі правил та стратегії керування запасами і використання її параметрів для визначення конкретних значень строків, місць, обсягів і контурів блоків, ідо підриваються. Керування запасами складає структуру правил визначення моментів і об"ємів замовлень на поповнення запасів потрібної якості. -

Для умов нерівномірності гірничих робіт запропоновані комдиві варіанти призначення керованих змінних, цо якісно і кіль- . кісно відрізняються один від одного. В основу якісної відмінності закладено характер значення керованих змінних - вена або постійні або змінюються з часом. Кількісні значення керованих змінних визначаються способом розподілу директивних показників буровибухових робіт. ■

Умовою реалізації динамічної моделі керування запасами підірваної руди слукить забезпечення збагачувальної фабрики протягом місяця необхідними об"смами руди потрібної якості. Розподіл об"смів руди між екскаваторами і по горизонтах ведеться таким чином", щоб максимально використати запаси відбитої руди, яка е на цеіі час. •

Нами розроблено моделюючи:! алгоритм динамічної моделі керування запасами підірваної гірської маси з врахуванням якості корисної копалини, наведені моиливі правила визначення керованих змінних і ,/_к , УЇ » л{ • Н результаті стає відомою

оптимальна величина визначеного об"єму блоку, що підривається* для заданих характеристик нерівномірності поповнення і вичерпання запасів підірваної руди з врахуванняи якості корисно? копалини. ,

Днерелом економічної ефективності практичного користування

розробленою методикою є покращення технологічних показників збагачення, які досягаються за рахунок оптимізації готових для виймання вапаоів на основі геометризації якості корисного Компоненту. Збільшення виходу концентрату забезпечуй одержання надпланового концентрату, збільшення вмісту заліза в концентраті - доплати за підвищення якості товарної продукції• Вішорис-тання методики оптимізації готових для вийманий запаоів на ос-нові'теоцетризації якості руди в кар"ері ІнГЗКу дозволило «забезпечити видобування з найкращим співвідношбпшш технологічних сортів неокисланих залізистих кварцитів, покращити якіоно усереднення видобуто? руди, технологічні показники збагачення і одєркати фактичний економічний ефект 141,7 тне.кро' оа рік в цінах 1991 року,

висновок . ' ,

В дисертаційній роботі дано ноно рішиш актуальної наукової задачі по вдосконаленню ііетодини оптимізації готових ;,ли виймання запасів на основі геомотрішції якості руди залізорудних родовищ відкритої розробки. Знайдені закономірності розроблених критеріїв та методів дозволяють встановить оптимальніш рівень готових для виймання запасів потрібної якості, забезпечити покращення технологічних показників збагачення та раціональніше розробляти залізисті кварцити відкритим споообом.

Основні наукові висновки та практичні результати полягають у слідуючому: ‘

1. Оптимізацію готових для виймання запасів слід здійснювати за допомогою імітаційного моделювання факїорів, які впливають на якісно-кількісні потреби переробки на основі гсомот-ризації родовища з врахуванням обсягів бурових та екскаваторних робіт і оцінкою за економічний критерієм,

2. Враховуючи те, що породи родовища неоднорідні за хекстур-

но-структурніши особливостями і речовинним складом, внаслідок чого виділяється значна кількість мінералогічних різновидностей навіть в меках одного стратиграфічного горизонту, переважно кількість заліза в породах родовища припадає на магнетит. Мік окремими компонентами речовинного складу встановлено наявність тісного парного корреляцііїного зв"язку. .

3. Обсяги впливу технологічних проб необхідно встановлювати

з врахуванням меж технологічних сортів. При відсутності або не-

достатній кількості проб у відомих об'ємах сортів необхідно , користування в розрахунках середніми значеннями показників якості для цих сортів. Визначені вимоги до результатів геомет-ризації якісних властивостей руди. Сортову будову розроблюваних ділянок родовищ необхідно постійно уточнювати за допомогою методів, що не залежать від технологічного випробування.

4. Важливою умовою ефективного практичного використання розробленої методики оптшізадії технологічних параметрів картерів є максимальна автоматизація процесу планування, яко? -можливо досягти використанням точково-блокової моделі родовища, математичного моделювання просторово-технологічних взаємозв'язків гірничих робіт.

. 5. Встановлено, цо створення резервних зсласів підірваної

руди на основі геометркзації якості корисного компоненту дос-хатньо для забезпечення погрібної кількості та якості руди, що забезпечуй руд'опотік на збагачувальну фабрику на інтервалах . мін вибухами. Об"єм та якість резервних запасів встановлюється, виходячи з ймовірнісних характеристик розміщення якості руди в робочій зоні кар"еру.

6. Впровадження розробленого комплексу задач з промислову експлуатацію дозволило за рахунок оптимізації готових для виймання запасів на основі геометризаціт якості і порядку • відробки річних обсягів гірничих робіт покращити технологічні показники збагачення видобутої і перероблювано? руди та одер-нати на ІнГЗК фактичний економічний ефект розміром 141,7 тис. крб. ’ ..

Основні пслокзння дисертації опубліковані в слідуючих роботах: ’ '

1. іїоегші: Б.Е., Шолох Н.В. Анализ диіпміаск обеспеченности карьеров Крпсбасса промнылснпкмл запасам: с учетом качества полезного компонента. - К кн.: Материалу науч.-техп.конф. (секц. :.:аркшєіІд.-геод.). - Кривой Рог: КГРИ, 1980. - С. 63-74. -Рукопись деп. в УкрШПИГГИ 21.01.1381, її 2575.

2, Иолох Н.В. Анализ распределенля качества ;г.елезішх руд в готовых к гнемке запасах на карьерах Криворогских ГСКов. -.

В кн.: Материала науч.-техн.конф. (секц.маркаїейд. дела). -Криво" Рог: КГРИ, 1982. - С. ІІ2-І26. - Рукопись деп. в УкрКмШГГИ 3.06.1982, ]г, 3631 - Д82.

3. Повігай Б.Е., Шолох Н.В. Оптимизация готових к выемке запасов по технологическим параметрам ка железорудній карьерах. -В кн.: Вопр.рац.маркшейд.службы на горн.предприятиях. - Свердловск: СГИ, 1983. - С. 89-90.

4. Шолох Н.В., Повний Б.Е, Управление качеством железной руды в готовых к выемке запасах на карьерах Криворожских ГСКов,-В кн.: Науч.-техн.пробл.повышения эффективности работ л совершенствование маркшейд.службы на горн.предприятиях страны: Тез. докл.Всесоюзн.совещания. - Свердловск, 1984. - С. 144,

5. Шолох Н.В. Применение нелинейной корреляции для управле-

ния промышленными запасами на ГОКах Кривбасеа. - В к».: Науч.-техн.пробл.пошшешщ эффективности работ и совершенствование маркшейд.службы На горн.предприятиях страны: Тез.докл.Всесоюзн. совещания. - Свердловск, 1984. - С. 145-146. •

6. .Шолох Н.В, Геометризация качественных признаков руда в готовых к выемке запасах на карьерах Кривбасса. - В кн.: Совершенствование совместной (открыто-подземной) разработки рудн.мес-торозд.: Тез.докл.республ.конф. - Кривой Рог, 1984. - С. 78-79.

7. Шолох Н.В. Исследование статистических связей между качественными признаками руда в готовых к выемке запасах. - В кн.: Совершенствование совместной (открито-подземкой) разраб.рудн. месторозденяй: Тез.докл.республ.конф. - Кривой Рог, 1984. -

С. 79-80. •

8. Повний Б.Е., Шолох Н.В. Исследование использования средств на производство вскрышных рвбот на карьерах Кривбасса. -В кн.: Материалы науч.-техннч.конф. (секц.маркшейд.дела). -Кривой Рог: КГРИ, 1982. - С. І06-ІІІ. - Рукопись деп. в Укр-НИШТИ 3,06.1962, а 363І-Д82.

9. Шолох Н.В, Достижение стабильности качества полезного

компонента в промышленных запасах на Г Ж ах Кривбасса - важнейшая экономическая задача. - В кн.: Материалы науч.-технич.конф. (секция маркшейд.дела). - Кривой Рог: КГРИ, 1982. - С.127-138. -Рукопись деп. в УкрНИКНГИ 3.06.1982, Уг 363І-Д82,. '

10. Шолох Н.В., Повний Б.Е. Требования, методы и средства оперативного опробования, контроля и регулирования качества рудного сырья на ГСКах Кривбасса. - В кн.: Материалы науч.-технич.конф. (секция маркшейд.дела). - Кривой Рог: КГРИ, 1982. - С. 139-140. - Рукопись деп. в УкрГШИНГИ 3.06.1982,

Л 363І-Д82.

11. Шолох Н.В. Пути снижения потерь и усреднение качества

руд на горно-обогатительных комбинатах: Кривбасса. - В кн.: • Маркшейдерское дело и геодезия. Новые результаты в области автоматизации, методики и обработки маркшейдерско-геодезических измерений. Сборник науч.тр. - Л.: ЛГИ, 1988. - 144 с. .

12. Шолох Н.В. Оптимизация подготовленности запасов при открытом способе разработки железистых кварцитов Кривбасса. -

В кн.: Совершенствование комплексной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений: Тезисы докл.науч.-техн.семинара ( 21-23 ноября 1990 г. ) Отв.ред. В.Ф. Бызов. - Кривой Рог:

КГРМ, 1990. - 132 с. '

13. Шолох Н.В. Определение целевых (Еуикций оптимизации подготовленности запасов на карьерах Кривбасса. - В кн.: Совершенствование комплексной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений: Тезисы докл.науч.-техн.семинара ( 21-23 ноября 1590 г. ) Отв. ред. В.Ф. Бызов. - Кривой Рог: КГРИ, 1990. -

132 с. •

14. Вилкул Ю.Г., Шолох И.В. Определенно уяерба карьеров от его простоев при взрывании горной массы. - Кривой Рог: КГРИ, 1994. - 5 с. - Деп. в ГНГЕ Украины 14.12.94, 'Л 2419-Ук94.

15. Вилкул Ю.Г., Шолох Н.В. Аспекты управления процессом стабилизации качества добытого рудного сырья. - Криво" Рог:

КГРИ, 1994. - 5 с. - Деп. в ШГБ Украины 14,12.94, 2420-Ук94.

16. Вялкул Ю.Г., Шолох Н.В. Статистические методы определения параметров промышленных запасов на ГОКах Кривбасса. -Кривой Рог: КГРИ,. 1994. - 7 с. - Деп. в ПГГБ Украины 14.12.94,

П 2421—Ук94.

17. Шолох Н.В. Определение плонадей по прямоугольной сетке

при точечно-блочной модели карьера. - Кривой Рог: КГРИ, 1994. -

4 с. - Деп. в ШГБ Украины 14.12.94, !Ь 2422-Ук94. _

18. Вилкул Ю.Г., Шолох Н.В. Оптимизация готовых к выемке запасов1железорудного сырья на основе геометризацяи качественных признаков руды. - В кн.: Совершенствование горнорудного производства. - Кривоп Рог: ШИРИ, 1994. - С. 68-79.

19. Шолох Н.В. Установление вероятностных характеристик распределения качества руды в рабочей зоне карьера. - В кн.: Совершенствование горнорудного производства. - Кривой Рог:

НГРИ, 1994. - С. 79-86.

А1ШОТАТ1Ш .

Sheleh N.V, "Optimization of storages which ure ready to ba mined with the air of efficiency increase of open-pit mining technology" - '

Ihe dissertation on the degree ef bachelor of technicul science #n speciality 05.1p.03 - "Open pit mining" and 05.15.01 -"Surneying and geometry of deposits", Krivoy Hog Mining Institute, Krirey Rog, 1995.

Ihere is worked out the method of optimization of ready to excavate the regnired guantity and guality of ors stocks in eemplioated mining and geologicul conditions on the base of therough and detuiled investigations of peculiarities of oempesition, distribute regularities and component changeability •f natural types of oree. Ihere is given dynamical modal of goTernment the exploded mining rocks on the Ъаье of geometri-zation ef the deposit ta&ing into consideration the spacions geological iatercounection of the ore guwlity, the volume of drilling and excavatos works. Ihere is grounded the sizes of the reserve stocks of the exploded ores for the compensation •f their Corea) possible deflexion from the planed one ut the intervals between the explosions, lnsre is inculcated the worked out complex problems to the induslrial exploitation which permitted to improve the technological exponents of dressing the ores.

АННОТАЦИЯ

Шолох Н.Б. "Оптимизация готовых к выемке запасов с целью повышения эффективности технологии открытых горних работ"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук во специальности 05.15.03 - "Открытая разработка местороя-дений полезных ископаемых" и 05.15.01 - "Маркшейдерия и геометрия недр", Криворожский горнорудный институт, Кривой Рог, 1995.

Разработана методика оптимизации готовых к выемке запасов требуемого количества и качества в сложных горно-геологических условиях на основе всестороннего исследования особенностей вещественного состава, закономерностей распределения и изменчивости компонентов природных типов руд; предложена точечно- .

, 21

блочная дкяашческпя модель управления взорванной горной массы

ча осново гоалегрпзацип иесторогдакия, учитывавшая простран-ствешше гоологпческко взаимосвязи качества руда, объем! буро-аіх п экскаваторных работ; обоснован» размеры резервных запасов взорванной руда для компенсации возможных отклонений оо качества от планового на интервалах мегду взрывами; внедрен разра-ботяяго;]} комплекс задач в пропиленную эксплуатацию, что позволяло улучшить технологические показатели обогащения добываемой и перерабатываемой руда.

' ІШСЧ0ВІ СЛСЯЗА

Родовипо, гірські породи, якість, кар"ер, запаси,

ОГГГИМІЗ ЯЦІ я, г е ПГ >0 три З Л ЦІ Я,

ч_/‘ ■