автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Система разработки с образованием пустот и оптимизация ее параметров

I. V? • " "

Государственный комитет РСФСР по делам науки и высшей школы

Новочеркасский ордена Трудового Кратного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе

На правах рукописи

ОГАНЕСЯН Армен Генрикович

Система разработки с образованием пусто г и оптимизация ее параметров

05-15.02 — Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 1991

Работа выполнена в Ереванском политехническом институте.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Агабалян Ю. А.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РСФСР, профессор, доктор технических наук Шестаков В. А.,

кандидат технических наук, начальник ПТО Старцев Ю. Т.

Ведущее предприятие: ПО «Армзолото»

* - Г

Защита состоится « » 1992 г.

в /& на заседании специализированного Совета Д 063.30.02 при Новочеркасском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. Серго Орджоникидзе по адресу: 346400, г. Новочеркасск, ГСП-1, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « сЯс/ » 1991 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук

В. С. Баранов

■ Л и-УД* Г'■/!'; » *

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА' РАБОТЫ

Актуальность работы. Одними из взкнейшюс.задач, поставленных перед цветной мзталлургией, являются дальнейший рост объемов добычи руд цветных'и редких металлов, повышение эффективности горного производства,-охраны окруаащей среды и.комплексное освоение недр, что связано с усложнением горно-геологических уело-., вий, сказывающий!!* влияние на .техшчеейу» применимость системы разработки. • _ • • • :* ' •

Назревкей необходимостью в комплексном освоении недр наблюдается тенденция к россу использования подземного, пространства для размещения различных обьектез народного хозяйства, -что связано с расширением строительства подземных сооружений, играющих ванную роль в. дальнейшем наращивании экономического потенциала страны.'В этой связи весьма актуальными следует считать исследования, направленные на формирование в-процессе разработки мощных; крут опадавших рудных тел искусственных пустот, с'целью их последующего использования в различных отраслях народного хозяйства, ■' что обеспечит рост экономической эффективности горного произ-. водства,■улучшит экологическую ситуацию, и позволит более эконоь!-. но расходовать земельные ресурсы.- '

Цель работы. Создание'технологии добычи руды с одновременный формированием подземных конструкций в пус'тот для их дальнейшего народнохозяйственного использования. '.

Идея работы состоит в -том, что технология добычи руды рассматривается как средство, образования, 'подземных'пустот, используемых впоследствии з различных целях-, народного хозяйства".

Досгинение поставленной цели связано с решением следующих задач : .

1. Анализ опыта отработки мощных и весьма мощных месторог-денкй ценных руд в слокных горно-геологических условиях, и отбор ¡¡а его основе технически применимых систем разработки,

2. Технико-экономический -анализ-применяемых систем разработки и Еыбор на его основе оптимальной.

3. Выявление недостатков в оптимальной системе разработки

я разработка конкретных технологических рекомендаций по возмог- • ным мероприятиям.для их полного, или частичного устранения.

Геоыеханическоз. обоснование технологических рекомендаций с целью опрздб ления' допустимых параметров конструктивных: элементов системы разработки. , , '

5. Создание оптимизационной зконоиико-матецатической модели с целью определения оптимальных.параметров конструктивных элементов системы разработки.. *.

6. Технике-экономическое сравнение рекомендаций с известными решениями, определенна их экономического эффекта и. области применения системы разработки.

Методы исследований включаю? систематизацию информации, анализ, конструкторские проработки, аналитические, грашо-анали-тические методы и эксношко-маизмзтичзское моделирование с применением компьютерной техники.

Научные положения, разработанные лично диссертантом:

- выявлены закономерности влияния геометрических параметров камер на прочностные свойства несущих конструктивных элементов;

- выявлено, что на прочностные свойства стенок-диафрагм к заложенных номер влияют"ширина камеры,•высота полагала и мощность рудного тела;

- разработан спозоб образования подземных Пустот, включающий оконтуризание рудного тела железобетонной плит.ой сверхустенка-«л со стороны висячего и лекачего боков, стенками-диафрагмами, отработку временного целика с оптимизацией параметров конструктивных элементов. ' ... ■ "'-'"•.' .■''' ,

•Научная новизна оабогы заключается в том, что:

- выявленная закономерность влияния, геометрических параметров камер на проча остяш- свойства .несущих'.конструктивных элементов, отличается .кш, что 'она' учитывает изменение расхода ар-

■ натуры в плите и стенках и имеет параболическую зависимость; '

- выявленное злиянио ширины, к а кары, .зысот'ы подэтака и ыощ- -кости рудного тела на прочностные, свойства сте нон-диафрагм от- . лйвавтея тем, что зазисимосгь прочности .стенки-диайрагыы ог" ¿акты камера икеет,лднейный характер," а .залокенных камер от'

• л? очное г и стен-диафрагм -'.'гиперболический! ... .

- предложенная технология подззьшой разработки отличается -га« что .мерные..кругбпадаоцяо рудные тела;в- пределе зтагз окон-г 2>7-йээ£?ся ¿едззобезгонней! плитой СБврхз, сгенкэаа со стороны 'вйсачего а легзчзго бокса и разделяется искусственными оценками-

Диафрагмами на отдельные выемочные участик, которые в после дающем отрабатываются более производительными и. дешевыми системами, оставляя открыты/.« б определи иной порядка отдельные камеры.

Новизна научных положений подтверждена одним авторским свидетельством СССР. . .

Достоверность научных положений работы обеспечивается применение!! апробировацнкх геомеханических расчетных, методов,.использованием различных.методов и сходимостью их результатов.

Практическое значение работы заключается в разработке новой технологии добычи руды с образованием подземных пустот для . эксплуатации мощных к весьма мощных месторождений в'сланных горло-геологических условиях, что сокращает расход дорогостоящих твердеющих смесей, повышает интенсивность, и эффективность систем, сникает себестоимость добыч;; руды," улучшает экологическую ситуацию, а таКжз позволяет использовать подземные пустоты в различных отраслях народного-хозяйства, а применение рекомендованного варианта системы'разработки нисходящими слоями с' частичкой свердеющей закдадасй,- повышает устойчивость искусственной' кровли , сокращаем расход.'дорогостоящих твердеющлх смесей, улучиает условия поддержания и качество заполнения выработанного пространства* '- ■'- '•■■ \

Реализация результатов разработки состоит в.применении- на 3одеком рудника системы разработки, с образованием подземных пустот и варианта сисгеш разработки■нисх'одясдош слоями с час- , тичной твердеющей закладкой. - / .' '.'■".•_■'

. Среднегодовой.экоиоиический эффект от применения системы разработки.'С образованием подземнух ;пус2ог (с учетом-эффекта реализации пустот) составил 587-,28 raci.pyß., а от применения варианта системы разработки нисходящими слоями, с частичной твердеющей закладкой - Г36 тыс.руб. . ' '

•Рекомендации по системам разработок приняты для реализации .з проекте. -„■'.■. . .

Апробация работы. Основные - полoseкия диссертации долонены на научно-технических.конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Ереванского, политехнического-института (г.Ерзвэн,' 1988-1990 гг.); на. IX Республиканском слете молодых ученых и специалистов подтеме: ~ "Проблемы добычи, обогащения ß металлургической переработки руд

.-А-

цветных из галлов Армении''. (?;,Ерэяан, 1938 г.); на. Республиканском научно-техническом'совещании "Проблемы комплексного освоения недр Армении в райках реализации яонцешда ■зкоядаичзской само-сгоягельносзи республики" (т,Еравей, 1990г.).

Публикации. По 5е:ло' диссертации одубдякозану статья и ао-лучено одно авюрское свидеяальстБо .СССР» • /.'.

Объем работа. Диссертационная-рабога состоит кз.введения,. •четырех глав и заключения, изложенных яа,121 сгранвдах машинописного текста, и содержа:? 20 рисунков,- 5 таблица* сязсол литературы; из 76 яаицеяовашй»

.ошовноз шдреше шага .

. Исследования: зрпроаоа кйащзтаася'о оазозния кедр* г© омаха—. ничзского обоснования й/<8ШШаащщ' варамзград'.констрзквавннх.. .элементов систем дадэевдой-раарабсдаад'. больаое^гаяааниз• уделено * в работах Л.Д.Шевжова^'М,Е»^го1Ш<овз, ДЛ.Бронникова, Ю.А.Ага-баляка, С .Г. Бориозяко., Ач&¿В4расова . .В-И .Ворж-Комповейца, ; -С.З.Ветрова, П.И.ГораД91що?<ц Г.И.Гулавича,;5.П.Дробоз:а, 5.Р. ; Имениюва» кЛЛШз-лилот%'ШЖ'&щзкенког М.К.Слепцова, А.Л, Требукова, М.Н.Ц^шалова» ФД^зсгакоза и др.:;' . *.:-;•.

В то. га вреия, недссгагсущсз шпианае.удалено иссяздозаниян, связанный с хрлзнаяраз^аааюг создааквэ'у • подземных 'пус лэг з. про-, . цессе рэзрабогк2.:и.ес5ороЕдврл1й; ,3?С;направленна,, драдсггзлязеэв собой' одну- из 'нвогзвыле&аж. .зада« 'яробле^'коггшэ'дсаого с-овоз-кия недр, чмохзг:сжигайся- осебааае-хйрспакгивш' да•'разработка иоаиь-х 'тсзгорогдааай'.(рудных даш&^.рзк' с- -ЕадггойчвЕаиц -

аеродзнв я. уело-- . . •

зля). • '".; '' ; " ^ '' : "

Анализ ошга отрадагкк иогцйа^к.-в&с&ка аацшх шаторогде-. . " ккг*\цсейк. руд."'блазкнк.-ко года^еакогачесжх&Е уйлова-яц к'Зад-с: о^у {кеусю&кзыв. ваеиадизиё .-аорвд« ж'рудф,». 'иоказаваеЕ., 'чго' - " :Ге\цачгска нагболев -дай. га вас, .уславай' яаттхен. свс-

• геа- рзграСогкг-слозвыц.. рбруа&зкём й".Н2скодяэдщг сеойиз'.С гаер--деь^с^ з^к^^оЗ»"'ч:,;' '. ■-' ■ ■- '

■"*-_. Гехнико^эксЕоаЕ'часкоз. с^Цеше'г^эугезаянгес сасгеи раз-. ?-23ог:-сй, 'а тй,обс2оягйльстзр»'-чго, васаогря'яа длягелгноз

• х;.2«айе!гй2. а.-ваггойтазые пргнгкн/.усоаерзвнсгвоззгь сгсгеш». й-г^его, сСрУ^аия.нв/лриведз 'й-аозоыгёльныа-результатам, до- ..

ззолили в качестве оптимальной выбрать систоиу разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой. Применение последних, по сравнению с сисгеиами слоевого обрушении,' позволяет получить более высокую производительность и значительно лучшие условия труда при использовании саиоходных малин, с обеспечением низких потерь и . разубогивания руды. Кроме, того, эти системы обладаю! зн.-}чигильной гибкостью и резервом повышения .эффективности раз-икботкн. Это объясняется теа, что твердеющей закладке (с учетоы ПОЗМОН.ЧОЗТЯ. армировки)' моано придать практически, любые необходима д'изико-иеханическйе свойства, что-позволяет, конструировать различные способу поддержания выработанного пространства, изменять технологию .ведения очистных работ* . '•

• 'С-целью поаыаеййя в$?охтйзй'сй&*'«одзе:ййой разработки пред-лонеиа иетедияй вфьораен'ейвеяавйя техйой'оШ* яадаей'ных горних работ» ключе км аспекташ которой явйяюгея. ввяалойие 'Аузких и ест1" системы й' разработка рабочих 'гипотез по возможный меро-. «римиям для полного или . частичного' устранения недостатковк

В этой связи определение возможных-йутей совершенствовании свстеш разработки с нисходящей слоевой внамкой с твердеющей . зукладкой требу«, в .иервув очевддь^ изучения недостатков систе-цц: в!.'со.<ого расхода и .стоимости закладочного материала на цэ- . рентной основе; лесозсрионствз; технологии закладочных робот, .сравнительно висок ого расхода крененного леса при некоторых вариантах'; сравнительно низкой, производительности трудп робо- ; чах'за бой ной и. педэе'мнбя групп; .высокой .себестоимости добычи руд-.

. ', С поао'щьп вышеизложенного принципа на. примере'Зодского . рудника рекойейдован: один из возможных путей совервюнсгвоваи'ия системы нисходя е:-ши\слоями с твердеющей закладкой при отработка йооиих'и весыга иоякых -.рудных тел, преадсиа'гриваивдай расположен.', нке заходок в"оиёхяих .слоих под- углом- друг., к другу и ормаровкз! . закладки ;нийаей 'чаёгд каэдоИ ззходш»' чю в совокупности соз-' диет, возмокноегь -.отрабпт'ивагь никслвЕЗДйЙ слоЛ без к ре ленных рвМ и оставлять некоторые зоходкй б определенной последователе ' ИОети.(через две) ий&алек8йны&гй.'ДЕ)йИШ.йе110пр»5ягие} пойийв улучивния усяоШ' код^врйанип й ноЧеста ЭйИо-Яи&ийй £ьф'ё($&(3а№* • ¡!оро_ йроограпейза, И&вИаёййя уюойчймш

&б8виачййьв$ шючиктиш* зкёиошшйй за ащ? шшшшя раеишаз аорогвзгенда иердзящяк ааеебй и" ирвшнаэд ,аь᧻ йэ= -вьшашш лнмнаиьневги. добычи» ^ . . !

- б -

При современник высоких'темпах развития горнодобызаюаей •прошаленьоск? весг.иа в'зхное значение• приобрега»! вопроси повышения эффективности подземной разработки, охраны скрунащей среды и комплексного освоения недр, которые требуют применения прогрессивных технологических решений'ко оснозе создания.и -внедрения новых, более элективных систем разработки.

В решении проблема комплексного освоении недр важное местс занимает задача создания и использования 'подземного выработанного пространства, что нонет обеспечить рост экономической, эффективности горного производства,' улучпзиие экологической ситуации, более экономное расходование земельных ресурсов. В этой связи зеоьма актуальным и перспективным представляются лрове-денккз технологические исследования, з результате чего доказана принципиальная возможность формирования в процессе разработки моцкых я весьма мощных- рудных тол'при сложных горно-геолош-.чеекпх условиях искусственных, пустот, с целью их. последующего 'использования в различных отраслях'народного хозяйства (нефте— газохранилища,- складские .помещения, промышленные объекты, искусственные сельскохозяйственные угодья к так далее).•

С этой целью создана новая Комбинированная система разработки .с образозакнза-подземных. пустот,' сочетающая в себе гибкость систем нисходящей:3аеики.-с закладкой (первая, стадия) и высокую производительность'систем с", податазной отбойкой (вто-.рая стадия), что в/.созокулности, обеспечивает высокие лойичёст-. венно-качесгвенные показатели.извлечения руды из недр,;онияв-. ние„расхода дорогостоящих закладочных-сизсей, повышение лроиз-В£.дягельн.осга труда и'. снишняе-'себе.сгоимобяи-'добычи по сравнению о' сасгеа8ая.„о закладкой.■•. '■'■' :. ■ ' . .

• Сущность новой -технологии, разработки, признанной из обро-• теннем, заключается в следувдэм. Мощное к руг опадающее рудное то л о разделяется .на'отдельные, блоки-.с"/дамой по'простиранию и-зчаотей этоеэ примерно 50*60/м: Подготовка .блока заключается з О сведения '»о лавах откаточного Г ¡^вентиляционного 2* штреков ,транспортного петлевого уклона 3,. подзтааных штреков .ортов-з 1йзчоз 5 к блокового полевого рудоспуска б'(рис,.IX'.'.

После зоварпеняя подготовки, приступают к отработке блока с .одаоззегмнныи Сбрцироз.анием пустот, ..что достигается тем, что 'лй^са^чалько зерхнлй одой блока, начиная от сбойки с уклоном,' ог.-йС^еывавг 'засоцкаки: 7 по пр ости ранив- рудного тела. Посла

полкой огрзбикк; кгядой> заходк^. у, её почву устанавливают продольные арматурыа, на unjo (долерек): монтажные арматуры, которые о лука! для объединена рабочих ст^ркней... Затем,, отработанные заходки зополняют^я. Евер^евцей смесью:,, те,м-самым создавая . нзлезобетонную ялиту,ч состщцур-. и-з-балок,, краг орьад« покрывают . всю площадь зерхлегоIJfl«?<? соQpysiCfjílft ч<звддйза.екн.ол потолочины приступай, к. PW ра'ходкрю;-'в.'поперечных стенках-диа^рагмохЗ, а та рае, в, садщшх со. стороны,вн^ядет 9 и; лекачего 10 боков под уме. ссщзннрй. нэлезобетонноН' птщоЯ' нисходящими горизонтальный! слоад>Д. обработанных, ззх.-одке^ cq. стороны висячего и лекачего бскр$> такие срздада нале зобе тонные- балки,, технология сооружения-Kgy.op.yX; црэдусмзтрирэча": предварительный мон-S8« нелезного кзрка^ вдоль с^екок- очистных,заходок.. Каргсас . такие состоит цэ. яаб.едш- Ц; егерадей.. З.ах.одкй в поперечных етонках-дияфр.ацм£х,' полностью.заполняются высокопрочным закладочный маге риалов Q5ss^m}<.. .

Рудные целики -- Судзущ/ ийд-з8,мщ9.; цу.егррты l¡¡¿ ~~ шириной, •. . равной расстояний мзхду.'стевдамкг-ЩШФрагудма,, дщной,. равной горизонтальной мощности- рудного- та па. за, вычет.ом- толщины стен со стороны висячего .'и лежачего. бокр^, адазниленнае-. сверху келе--зобетонной плитой,, а-с 6okqb. --келедобатАнднда стенками н стен-', кош-диа$рзгкш, отрабатывают-во-з.трру^ртэдда,^ ядале достижения не су души стенками высоты подэтажа ..О^трабАТКаг этих рудных целиков' ведется .дешевыми,. более, производительдащ- системами,. ' такими, например, как с гюэтвеной.отбойк.рй .и; торцевым выпуском руды. Нарезные работы для выемки руднызс. цеда.кр.в-;.заключаются в проведении бур.о-досгазочн'ог.о орта огрезного

восстающего и его расширения в отре.зву-ю^д-ьь'нз-. зсю шрину ка- ' 'меры. Далее отбивают камерные- звпрсы. руды кру'Т.онаклоннымл (по восстанию залежи) слоями' на. отрезную-;,biojj>v отступая от неё. Обурлванле слоя осуществляется, из.- бдрд-гд&сЕ.авочного орта веерам •'ни агакговнх. шпуров 13.. Огбив^рудо,-с/пдаовдз погруз очно-до-ставочных маши 14 доставляв:п&:;бурс-д-остазочному орту и.под-эгагному игреку, .к блоковому-, рудосд^ску.,

, После, выемки руды'в.'камерах, первого подэтакз приступают к . отработке камер аиаелеяащато.. подэтана", -технология' разработки которых предусматривает поочередную.выемку руды системой с . •псдэтзгкоЗ . отбойкой. с';торцевым выпуском, и заполнением камер , ззклэдочвыъ; материалом. 15 -через .'орт-заезда. Перед закладкой

.а почву- каждой камеры низелехащего поцэтэ'ла устанавливают ар-атурный каркас, с целью1 обеспечения безопасности горных работ з аыерчх ■лоследуп.гаго'подэтааа. С той за последоеявзльностьь и ср'ядкоа о?у-1б;ггив-.)ются запаси руды в кааерах остальных низеле-зцих подэтажей. _

Для определения допустит« параметров конструктвных эле-ьитоз системы разработки с образованием подземных пусто? исходим моментом является оцв'яка горно-геологачзских особенностей азрабстки месторождения. В этой связи характерной" особенностью одского месторождения.является, наличие неустойчивых руд и зме-ааэдх пород, что привода' к"иногочислеиныцсаыообруазнияц, зоз-иноюиим в кровле горных, выработок и, Определявших собой нагрузки а крепь. С помогцья обобщения результатов визуальных и инструмен-альных.наблюдений за развитием сводов■ обруаенип установлено, то максимальная высота свода обрушения от половины ширины обру-ения удовлетворительно описывается зависни остью:

к^Ю ба*, - (I)

дз Ь^- высота обрудения, ы;

.01.4- половина шяраны обрушения, п. Это обстоятельство позволило неустойчивые порода или руды ассматрквэть как сильно'трещиноватую среду, , редко допускающую эстягивахщио. напряжения,и к,'которой в механическом отношении ряменимы законы сыпучей среды.'Механика такой среды примени-зльно к горному производству ■ разработана .довольно хорошо мно-отаслонными исследователями и;имеются праблиаенные, но доста-очно точные, решения различных горнотехнических задач.

• Для оценки величины нагрузок, оийаеаыз на конструктивные леизн ты. системы разработки с образование!,! пустот, предлоге я налитический метод расчета, з котором-использованы методы лоЗ.М.М.Протодьяконоза (гипотеза свода естественного равнове-ия) и проф. А.А.Илизяцкого (теория предельного разновесия). редлонзнный метод, позволяет с единых позиции решать всо то опросы, которые связаны с .поддераанием выработанного пространна. . ■

Геомеханичэские исследования, цельп которых было выявление акономернбетей, необходимых для.определения допустимых парамет-ов:.конструктивнюс элементов системы разработки с образованном устот, проводились по трем направлениям/

I., Для определения необходимой прочности на сгатие искусст-

вениих иекдунаиериых стен-дкафрагы, являвшихся основным*, несущи--ш: глеиектанк в пределе подзта?.з,. даны расчетные зависимости с учетш делений вертикального к бокового давлений, причем, из дгух значении, полученных з результата расчетов выбирается на;;— больпая величина.

2. йсследоЕ.вишш:-обосновало поддержание выработанного просгранства г.пределе 'этахз с-поиоцьв искусственных'подэтакних ленточных целиков, ориентированных по простиранию рудного телэ. Они СЛаГаЮГСП ИЗ .ЧОрз-ДЗВЯКХСЯ «9Е2У собой по аросткранив рудного геяз стен-дса^рлпг к/зялогвшшх,кзкер.

3. С поневьв кетодоз расчета строительных конструкций -реие-не задача поддерганкя открытых каиор, которая предусцатризала определение необходимого количества раОоче.", арнатуры соответствующего дийцгтра для .плит;: и стенок со стороны е:-:сячсго ¡; лежачего боков, при заданных прочкосткьк свойствах, закладочного ия-териола (бегоно) и стали.

Отличительной особе на остьи определения 'допустимых параметров конструктивныхзломонтов сястеыа разработки с образованием пустот издается шогестземиоссь решений, все из, которых отвечают гехничзсЕйи ¡'.ли тзхиал отчески я требования»:. Однако, очевидно, яеоэходаво найти оптимальное ро зелие.

Для объективного решения подобных зрдэч. необходимо располагать, в перну п очередь, научно обоек Сй енних кем те ¡/яви ел? и уз л ь-

кости. ' .

В настоацсе время цосно считать докез-зшша,' что ровеиие-опгиниаационных задач следует осуществлять с .использованной не среднеотраслевой цзкы, а зацнкапдях затрат. Тогда, учигизоя вопросы эффекЕианости копигалозл.оаевиЯ, критериев' оптичаль;: ости -следует принять, иаксиыуи дифференциальной" ренты-(разность иегду эешхашиий. и индивидуальными затрата.ии). по:- отработке оценив: е-ыых запасов. Однако, учитывая отсутствие заиыкас^х затрат, Судей руководствоваться условной" расчетной ценой,' .

Всходя из этого, постановка задача .о выборе отваальнкх. йь-' раыатроз конструктивных элементов сисуеш. разработка с образ о- ; взниец пустот з пррделе .одного1 этаха 'состоит в той, - что тре- , буется найти такие геометрический параметры конструктивных "элементов систещ разработки, при' которых сверхнормативная прибыль от добычи руды обращается в'максииуы. Следовательно, целевая функция-будет иметь следувдий гид: ' " ' ;

где К - иззлоказная ценность i т руду, рассчитанная по условной рпсчзтной цена, руб/?; приведенные ззтраты-на добычу и переработку I 2 руды, руб/т;

Gs- эксплуатационные запасы руды, т.

На основе экономико-математической модели с помоцью программ, составленной на языке Бейсик, реиена; на ЭВМ задача определения оптимальных геометрических:параметров конструктивных элементов системы разработки с образованней подземных пустот.

На. основании полученных результатов построены графики зависимости сверхнормативной прибыли от.добычи руды при применении систепы разработки с образованней пустот (с учетов реализации последних) сг ¡гнойны, камеры, как наиболее существенного параметра (рис.2). Причем, мощность рудного тала изменяется через 10 и ( m=IO, 20 и 30 м), высота .подзтзза - h™ =10,15 15 30 я,, а остальные'горнотехнические, геологические и экономические влиявшие факторы-йиксировзни.

Анализ полученных--результатов позволял установить:

1. При мощности рудного, тела' - го =10-'и оптимальными параметрами конструктивных 'элементов новой технологии подземной разработки . язлпатся -.высота подэгеаа- -h«,=30 а,'.-ширина камеры йс=5 а. . ■ ...',..* ..-..',*

2. При нощяосгк рудного тела -Ь=20 и оптимальными параметра из -являются: вааозэ;подэгэза-" h»=I5 «'»• дорина камеры

£1=8,5 и. ' . .

'. з. При аозщосгд не рудного тала - т=30.м,. опгиаальными napaMSfpaaa конструктивных элементов- рекомендованной - сист емы разработки явля.этсз:' высота подэтэна - !v=I5 м и ширина камеры. L=.9,5 и. ."'-'-'.'-'"'Выявлено, что предложенная технология подземной разработки-по сравнен®?, с системой разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой обе спечязаес довольно широкую область оптимальных значений'параметров конструктивных элементов. Удельный экономический эффект (с учетом реализации пустот), в расчете на I т руды от применения системы разработки с образованием пустот при мощностях рудного тола m=I0, 20 и 30 м, составляет соответственно 6,35; 9,79 и 11,25 руб/т.

й-И

а

£ 7 'б

л.«/а*

4щ°30,г1

- ■ ! / ' -. . \

О ¿ -3 : 3 5 6 7 2 5 . Я> Л /2 л

Рис.2. Графики /заБИсииосгв „сззархнориагизной .йрибыли ог добычи ,

■ ' руды при прийенонии 'сисееш; разработки , с сбраэрзониед ■ . " лустог :ог. сирины -капера (яривиз 1,2'и 3, сверхнориатив-V ныв '.пр.и(Гщи''-рг/до(йч£:1#да\-п^^ -дисходгадих

.; сисгеы с\пссло'1Ыой;.раэрабр18й;.'. с:-закавд1фй)..''

———— - ~гоя20 ц; т^хо ы.

Установлено,' что оптимальные параметры конструктивных элементов новой технологии подземной разработки, при мощностях рудного тела m=I0, 20 и 30 ы» обеспечивают создание подземных iiycroT с объемами, составляющими соответственно 14%, 25,5$ и 29,3% от общего объёма эгзйз, которые могут быть использованы в народном хозяйстве.

3 А К Л Ю Ч Б Н И Е

- В диссертационной рэбоге реаена актуальная научная задача .совершенствования, развития к создания новой система разработки модных к весьма мощных ыессороадзний ценных руд в слогных горно' геологических условиях.

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему;

I. Анализ, современного состояния исследуемого вопроса показывает, 'что? в последние десятилетия в мировой практика горнодо-баззюп'зй промышленности при Подземной разработке месторождений со слоеными горво—геологический! условиями и высокой ценностью руды все-'больпёе применение-получают нксходжцяз енстсш с по-.слойноЗ выемкой с. закладной, постепенно вытесняя систему слоевого обрусения.

■■ 2- Рекомендован один из возионных яузгвй совершенствования системы. нпсходящищ слоями в гвердбнцей закладкой при отработке мощных и весьма мощных рудных тзя'нз приызро Зодского рудника Армении,.-предусшгривзвдий располсгзяие заходок з сиаяных слоях под "углом друг я другу, к 'арнкр<шу: ззклздки няняей части каждой заходхк, чго з совокупности создазг зозшншость обрабатывать нынзяегаций слой без крвцеаяых рая.и оставлять шкого'рые заход-кк з определенной гшследоззтельносгп (через две) незаложенными. Дзынс-з* иероприягкэ, пошшо'улучиеиия ^спазий'поддержания и по-выпвнля усгойчивоогя искуссгззвцоЯ кргали, бокраиввяя расходов •дорогосгоязлх-' гзердеюгцшс смесей»■ созвояяег улучайй, качество зэпЬлн8йя'я';гыра'ботаййого яросгрззсгва.'': " ■-'-. 3. В решении'.проблема 'койплзйснорй "ссвоеняя недр ванное песто загаиаёг задача создания ^использования выработанного пространства', что uozs? обеспачятв рост окон омической эффективности горного.прсиззодстза, улу'чпаше зкологичасной снзузции, балее экоясино8; рзсх5дозав29 зем5л5йыз: ресурсов.

3 31ой связи весьма актуальным следует-считать технологические исследования, в результате чего.доказана принципиальная возможность формирования подземных пустот в. процессе"разработки мощных крут опадающих рудных тел в сложных горно-геологических условиях, для их последующего/использования в различных отраслях народного хозяйства. С этой целью создана новая'' комбинированная система разработки,.сочетающая з себе гибкость систем, нисходящей шейки' с закладкой (первая. стадия) и высокую производительность систем:с. подэтанной отбойкой (вторая стадия), что в совокупности' обеспечивает .высокие -, количественно-качественные показатели извлечения полезного ископаемого из недр, снижение расхода дорогостоящих закладочных смесей и .'повышение производительности труда по, сравнению с системами с закладкой»

4. Сущность новоН технологии подземной разработки месторождений с формированием подземных пустот,' признанной изобретением, заключается'в предварительном создании .в массиве рудного тела железобетонных плит,' стенок со стороны висячего и лежачего боков, в такке тонных поперечных-Утенок-диафрагм' путем применения системы разработки нисходящей'слоевой.;Быекки'с закладкой.. . Огражденный сверху хелезобетонной плитой,; "а с-боков - -бетоиними

и ке лез обет онвыка стенкам временный' 'рудний целил отрабатывается во вторую очередь системой/разработки с' лодэтажной отбойкой, в результате чего формируется открытое выработанное пространство в виде камеры. ■ ' " " , -•'.■ '.'" .'.'.,

5. Проведенными теомеханичёскиыи' исследованиям разработан аналитический меяод расчета-вертикальной и боковой нагрузок, приходящихся на конструктивные элементы комбинированной- системы разработки с созданием подземных пустот. '."'■■'... ' •

Предложенная методика базируется на'гипотезе свода естественного равновесия и теории предельногофзгвозесия, что позволяет: ' '. • ' • ' -

- определить'необходимую' прочность на скатке искусственных' 'ыекдукамерных стен-диафрагм, являющихся основными 'несущими элементами в пределе этана; - :'

- определить необходимую прочность на скатле заложенных камер калдого второго лодэтака, которые,.наряду со стенками-диафрагмами, обеспечивают поддержание выработанного пространства в пределе зтаяса;

- определить необходимое количество рабочей арматуры соот-

зетствующего диаметра для плиты и стенок со стороны "висячего я лежачего боков при заданных'прочностных свойствах закладочного материала и стали, которые обусловливаю! поддержание камеры.

6. Для определения оптимальных геометрических параметров конструктивных элементов системы разработки с образованием подземных пустот составлена экономико-математическая модель, гдз критерием оптимальности принята сверхнормативная прибыль от добычи руды, тан как подвергающиеся сравнению параметры конструктивных элементов предложенной технологии разработки и система разработки нисходящими,сдоями с твердеющей закладкой отличаются затратами и качеством производимой продукции.

7. На основе эконошко-матемзгичесной модели с помощью программа, составленной на языке Бейсик, решена на ЭВМ задача определения оагякальннх геометрических параметров конструктивных элементов комбинированной системы разработки с созданием подземных пуст отрешение данной задачи позволило установить:

а) при мощности рудного тела гл=Ю м-наиболее выгодной является комбинированная .система разработки с образованием пустот, иыеюцзя высоту подэтажа . Ь«.=30 и и ширину камеры ^=5 м, что позволяет- получить, по сравнений с системой разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой максимальный экономический эффект (б,55 руб^т). Прйгэгом, объем созданных подземных пустот составляет ЗА% 02 общего объема руды одного этзяа;

б) при мощности рудного тала т=20 и оптимальными параметрами конструктивных элементов системы, разработки являются: К*=15.и и 6«.=3,5 м, которые обеспечивают экономический эффект в размере 9,7? руб/т. Обьем подземных пустот- составляет при этом 35,5% от объема этека;-

в) при мощности рудного тела !п=30 м оптимальными параметрами конструктивных элементов систем разработки являются: высоуа додэтааз. Ь«=15м-и ширина камеры 2^=9,5 м.

• Данные размеры, по'сравнению с системой разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой, позволяют достичь максимального экономического эффекта в'пределе этана в размере 11,25 руб/т, с объемов созданных подземных пустот 29,5% от общего обзеыа одного эгэгга.

Основные положения диссертации опубликованы з следующих работзх:

1. Агебалян ¡O.A., Наджаряв.A.M.Оганесян А.Г. Повышение э54екгиБкосг'й разработки круг опадающих родных мессоровдений. //Промышленное!!-; строительством архитектура Армении, 1988.- : №. 9. -С.21-25. ■'..'/; ■

2. Оганесян А.Г. Поиск ;путей совершенствования нисходящих систем разработки о твердеющей закладкой.//Пути повышения зф-аекгиЕности рзэргбогкг ыеигороадештй полезных ископаемых: мекзуз.сб.науч.трудов ЕрШ.-Ереган,'I9t:9.~ С,39-46. ■

3. Агабалян Ю.А.» Оганесян.A.IV. Перспективный вариант системы разработки нисходящими слоями с закладкой.//Пути .повышения эффективности разработки месторонкений полезных ископаемкк: йеюуз.об.науч.трудовЕрйй.-Ереван, 2%9.-С.73-79.

А. A.C. 16066.% /СССР/, E2IÜ 41/16. Способ образования подземных пусюз./Ю.А.Ах'йба ляи,• Э.И.Дкопав, С.М.Дургьрьян, А..Г.Оганесян , А.А .Геворкян,- ¿.М.Ззкаряп'и А.й.Наднэтш' (СССР). - U 4626758/31 - 0,3;.-Зояв.27.12.88;..Опубл.15.II.30Бюл. !й \2.

5. Агабвдян Ю.А.,. Оганесян" А.Г. Новая'технология .подземной разработки нестороаде кий с .'созданиеи подземных- пустот.//Йнф. -листок. АриНШШ.- Ереван.,-59SQ.T; К-- 520Г.-Ч. с. " . _ ,