автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Технологические основы разработки нерудных месторождений с внутрикарьерным складированием отходов горного производства

MiiiicTepcTBO ocbítii i науки Укра'ши Нацшнальний прннчий ушверснтет

Симоненко Володимнр Гвановнч

УДК 622.271.3

ТЕХНОЛОГ1ЧН1ОСНОВИ РОЗРОБКИ НЕРУДНИХ РОДОВИЩ 3 ВНУТРШНЬОКАР'еРНИМ СКЛАДУВАННЯМ В1ДХОД1В Г1РНИЧОГО ВИРОБНИЦТВА

Спещальшсть 05.15.03 - "Вiдкрита розробка родовищ корисних копалин"

Автореферат дисертацй' на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук

Дн!пропетровськ - 2004

Дисертащею с рукопис. Робота виконана

на кафедр! вщкритих прничих роб1т Нацюнального п ничого уншерситету (м. Дншропетровськ), Мжктерст осв1ТИ 1 науки УкраТни.

Науковий консультант

- доктор техшчних наук, професор Дриженко Анатол Юршович, професор кафедри вщкритих прничих ро( Нацюнального прничого ушверситету (м. Дшпрогк ровськ), MiHicTepcTBO ocbíth i науки Украши.

Офщшш опоненти:

- доктор техшчних наук, професор Четверик Михайло Сергшович, завщу! вщцшу геомехашчних основ технологи вщкритоТ розробки родовищ 1нститч геотехшчноТ мехашки ¡м. М.С. Полякова НацюнальноТ академп наук Укра! (м. Дншропетровськ);

- доктор техшчних наук, професор Полщук Серпй Зиювшович, завщу! в1ддшу системного анал1зу та моделювання процеав природокористува! 1нституту проблем природокористування 1 екологп НацюнальноТ акаде наук УкраТни (м, Дншропетровськ);

- доктор техшчних наук, доцент Шпортько Валентин Петрович, профе< кафедри прикладноТ економши Нацюнального прничого ушверсит (м. Дншропетровськ), ММстерство осв!ти \ науки УкраТни.

Пров]дна установа - Кривор1зький техшчий ушверситет, кафедра вщкри-

прничих робл, Мшстерство осв1ТИ 1 науки Украши.

Захист дисертаци в^дбудеться "У/ " 2004 р. о /^"у^годиш на з,

данш спещагпзованноТ вченоТ ради Д 08.080.02 13 захисту дисертащй при Нащона ному прничому ушверситет1 МЫстерства осв1ТИ 1 науки УкраТни за адрес* 49027, м. Дншропетровськ - 27, пр. К. Маркса, 19.

3 дисертащею можна ознайомитись в б1блютещ Нацюнального прнич ушверситету Мнпстерства освгги 1 науки УкраТни за адресою: м. Дншропетровськ - 27, пр. К. Маркса,19.

Автореферат розкланий" _2004 р.

Вчений секретар спец1ал130ваноТ вченоТ ради Д 08.080.02, канд.техн.наук, доцент

AL.

L—

В.В. Панченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыпсть теми. В УкраТш р1чний видобуток в!дкритим способом до-ломтв, вапняк!в, кварцитопод1бних шсковигав, гранте, андезипв, граф1та та шших скельних нерудних корисних копалин, як мшеральноТ сировини для ме-талургшноТ, буд1вельноТ, х1М1Чно'1 та харчовоТ галузей промисловост! перевищуе 60 млн т. На 258 таких родовищах, як! розташоваш у 22 областях, ¡зометричш або плитопод!бш поклади корисних копалин розробляються горизонтальними шарами при систематичному заглибленш прничих робгг. Глибина кар'ер1в проектами передбачаеться до 200...225 м. Розкривш породи I вщходи переробки сировини, яю уцшому е вщходами прничого виробництва, складують у зовш-шшх в!двалах та сховищах без розподигу за видами. В них також розмщують попутн! корисш копалини (ПКК), що розробляються у покривнш товиц розкри-вних пор'щ валовим способом. Вадвали I сховища в1дход1в розташоваш на В1Д-сташ 2... 10 км вщ кар'ер1В. Порушен! ними родюч1 земл! площею 48...50 тис. га у 1,4... 1,6 раз1в перевищуготь площу кар'ерних пол1в 1 повтстю виводяться ¡з сшьськогосподарського використання. За загальною площею земель, яга пору-шуються вщкритими розробками, нерудш кар'ери займають друге мкце у держав! теля зал1зорудних кар'ер1в. Поряд з економ1чними збитками при порушены! таких земель попршуеться еколопчний стан природного середовища.

У результат! анал!зу технологи розробки скельних нерудних родовищ встановлено, що при глибиш кар'ер!в 100...110 м споживаеться на 20...30% ене-ргетичних ресуршв б!льше, н!ж в аналопчних умовах видобування бурого ву-гшля, марганцевоТ руди, с1рчанистих вапняк!в, каолЫв та вогнетривких глин, як1 представлен! горизонтальними родовищами потужшстю до 25 м. Для цих родовищ бшьш низьке споживання ресурав та мении витрати на добування корисних копалин обумовлеш перемвденням розкривних порщ на невелик! вщ-стан! при складуванш Тх у виробленому простор!, комплексним використанням мшеральних ресурсе та рекультиващею порушених земель для сшьськогосподарського виробництва. Застосування вщомоТ технологи розробки з перевален-ням в1дход!в драглайнами ! перем!щенням Гх у вироблений прост!р конвеерами та вщвалоутворювачами на нерудних родовищах неможливе, що обумовлено Тх невеликими розм!рами у план!, меншою продуктившстю та бшьшою у 2...8 ра-з!в потужшстю покладу корисноТ копалини.

Внутр!шньокар'ерне складування в!дход1в можна також використовувати за бшьшоТ глибини розробки ! потужност! покладу корисноТ копалини на видовже-них родовищах шляхом Тх поетапноТ в!дробки, у тому числ! ! крутими ви'Тмкови-ми шарами (КВШ). Ця технолопя реал1зуеться на зал!зорудних кар'ерах Кривба-су ! деяких вупльних розр!зах Росп. Олнак, при ТТ застосуванн! для розробки нерудних скельних корисних копалин внутр!шньокар'ерне складування вщходш можливе тьльки на останшх етапах вщробки 5...6% родовищ. В шлому ж для зга-

даних нерудних родовищ технология Тх розробки з роздшьним складуванням ПКК 1 вдаод'ш виробництва у межах кар'ерного поля, починаючи з початку його вщробки, без порушення шших земельних площ вщвалами та шламосховищами, не розроблена 1 не обгрунтована. Необхщною умовою е забезпечення рекульти-вацн порушених кар'ерами земель для використання Тх насамперед у сшьського-сподарському виробництв1.

У цьому зв'язку наукове обгрунтування технологи вщкрнтоУ розробки скельних нерудних родовищ ¡з внутр1шньокар'срним складуванням вщхо-дю виробництва ! попутно!' сировини з рекультиващею порушених земель переважно для сшьськогосподарського використання с актуальна науко-во-практнчна проблема. Виршення и дозволить добувати близько 80% неру-дно'1 сировини 31 зниженням на 50...60% площ! вщведених земель, з яких бшя 35—40% буде повернуто до сшьськогосподарського використання. За рахунок цього буде досягнуто зниження у 2,5...4 рази енергетичних ресурсов, а також за-безпечена маловщходшсть виробництва та зменшеш еколопчш порушення природного середовища.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами 1 темами. Дисерта-цшна робота виконана зпдно з тематичними планами важливих держбюджет-них робгг МшЬтерства осв1ТИ I науки Укршни "Обгрунтування ресурсозбер^га-ючих технолопй розробки скельних нерудних корисних копалин УкраТни на основ! використання прничотранспортних систем з удосконаленими конвеера-ми", "Обгрунтування технолопчних параметров добувних роб1т при поетапнш вщробщ та комплексному освоенш родовищ скельних нерудних корисних копалин" (№№ держреестращ\" 0194Ш09459, 019711016035), Мшютерства проми-словоУ политики УкраУни "Удосконалення вщобування, переробки та упшзацп вапняюв УкраТни" (№ держреестрацп 010Ш000336), де автор був вщповщаль-ним виконавцем, госпрозрахункових роб1Т з Балаклавським РУ (№№ держреестрацп 01910009697, иА01000471Р, 019517012215 та 019417015687), у яких автор був науковим кер1вником.

Мета роботи — наукове обгрунтування та створення ефективно!' технологи розробки родовищ скельних нерудних корисних копалин з внутр1шньо-кар'ерним складуванняй вщход1в прничого виробництва.

Для досягнення зазначеноУ мети у робот! ставились та виршувались таю задачи

1. На основ! анал!зу особливостей технолопТ розробки скельних нерудних родовищ з внутршньокар'ерним складуванням попутних корисних копалин ! вщход^в виробництва розробити и теоретичн! основи.

2. Систематизувати скельш нерудн! родовища та вид!лити для них базов! кар'ери як типов! об'екти дослщжень технолопТ розробки з внутршньо-кар'ерним складуванням вщход!в.

3. Сформувати енергозбер!гаюч! комплекси обладнання для нерудних

кар'ерт при складуванш у Тх виробленому простор! попутноТ сировини та вщ-ход1в виробництва.

4. Обгрунтувати технолопчш схеми прничих робп при поетапнш вщробщ нерудних родовищ кругами шарами та схеми внутршньокар'ерного складу-вання В1ДХ0Д1В 1 попутних корисних копалин.

5. Апробувати I впровадити на нерудних кар'ерах технолопчш схеми Тх поетапноТ розробки кругами вшмковими шарами з внутр!шньокар'ерним скла-дуванням ВЩХ0Д1В, сформулювати концепшю освоения нерудних родовищ.

Основна щея полягае у використанш способу поетапноТ розробки кар'ерних псшв крутими вшмковими шарами для интенсивного формування ви-робленого простору, складування в ньому вщход1в виробництва та попутноТ сировини з початкового перюду вщробки.

Об'ект дослщження — процеси 1 способи мехашзованого проведения прничих робЬ з внутр1Шньокар'ерним складуванням розкриву, в1дход1в перероб-ки 1 попутноТ сировини при добуванш скельних нерудних корисних копалин.

Предмет дослщження — технолопчш схеми I комплекси обладнання для ведения прничих роб1т з внутр1шньокар'ерним складуванням в'щходш виробництва та формуванням техногенного родовища.

Методи дослдокення. У робот1 використаш таю методи: статистичний -при систематизацГТ кар'ерних пол ¡в 1 видшенш базових нерудних кар'ср1в; ана-Л1тичний - для дослщження параметр1В технологи, установления законом1рнос-тей енергоспоживання комплексами обладнання 1 обгрунтування ефективност1 застосування технологи поетапноТ розробки корисних копалин на базових нерудних кар'ерах; техшко-економ1чного анашзу - при обгрунтуванш критер1я вибору ращональних комплекав обладнання та оцшки результат!в впрова-дження технолопчних схем на прничовидобувних пщприемствах; прничо-геометричного анализу - для оцшки об'емхв виймання порщ на етапах експлуа-тацн та режиму прничих роб1т; метод вар1антш - для обгрунтування технолопчних схем; економшо-математичного моделювання - для оптим1зацн парамет-р!в технолопчних схем ведения вщкритих прничих робп при внутр1шньо-кар'ерному складуванш в1дход1в виробництва та попутних корисних копалин; ¡нструментального маркшейдерського нагляду - для шдтвердження та переварки розроблених технолопчних схем у промислових умовах.

Науков1 положения ■ результати, як1 захищаються{

1. При розробщ нерудних родовищ скельних корисних копалин внутр'нн-ньокар'ерне складування вщход^в виробництва у ввдвалах та попутноТ сировини у техногенних родовищах буде реал1зовано найбшьш ефективно шляхом вико-ристання поетапноТ вщробки родовищ. На першому еташ розробки породи розкриву та вщходи дощльно складувати на 55...80% у межах поверхш кар'ерного поля, у подальшому Тх потр'1бно пере.чпщувати транспортом та грав!тацшпо у вироблений прост!р. Иого формування необхщно проводити буд1вництвом

кар'еру першоУ черги з темпами поглиблення 5...15 м/рж та наступною вщроб-кою порщ почерговими крутими шарами вщ верхнього уступу до нижнього за встановленими параметрами.

2. Питом! витрати на виймання, транспортування, внутршньокар'ерне роздшьне складування ВЩХ0Д1В виробництва I попутних корисних копалин та рекультиващю порушених земель збшьшуеться з потужшстю перекриваючих порщ розкриву, глибиною кар'еру 1 його площею за лшшними залежностями, з урахуванням яких дощльними для застосування поетапноТ вщробки скельних нерудних родовищ будуть кар'ерш поля глибиною 45...225 м, площею 10...300 га ¡3 потужшстю розкриву 6...60 м.

3. При розробщ скельних нерудних родовищ з внутршньокар'ерним розд'1-льним складуванням порщ доцшьшсть застосування комплекив прничотранспо-ртнош обладнання повинна ощнюватися величиною питомоТ енергоемносп Гх робота, яка з вщстанню транспортування прськоУ маси збшьшуеться за лшшними (для колюних навантажувачш 1 стр1Чкових конвеер1в) та експоненцшними (для автосамоскщцв та затзничних поУздв) залежностями. На \'х основ1 рацюна-льними засобами мехатзаци будуть комплекси з автосамоскидами 1 колюними навантажувачами (на розкривних 1 вщвальних роботах) та IX комбшацИ' з конвее-рами 1 затзничними поГздами (на видобувних роботах), що застосовуються при перемвдеш корисних копалин ¡з кар'ер1в на висоту 40...60 м стр1чковими конвее-рами I 30... 114 м зашзничними поТ'здами.

4. Рацюнальш параметри робочоТ зони кар'ер^в (и розм1ри, об'ем 1 термши формування), як1 забезпечують безперервне ведения прничих роб1т при мш1ма-льних об'емах переекскаваци вщход1в виробництва у вироблений прост1р, до-сягаються формуванням кар'еру першо1 черги з одним робочим бортом вхрест простягання покладу корисно"1 копалини, мш!мальною за технолопчними умо-вами шириною крутого вшмкового шару 1 максимальною безпечною висотою до 54...59 м прибортового вщвалу, що розмщуеться пщ укосом шару. 3 урахуванням цього корисну копалину необхщно роздшити за вертикальною потужш-стю на 1 ...3 кругах шари, створити у кожному 1з них окрем! робоч1 площадки, та забезпечити короткотермшове функцюнування вщвалу пщ укосом кожного шару протягом 8... 18 мкящв, що шдвищуе його стшюсть.

5. МЫмальш витрати на складування рпнотипових вщход!в прничого виробництва та рекультиващю вщващв, техногенних родовищ 1 шламосховищ будуть забезпечуватися при внутршньокар'ерному грав1тацшному вщвалоутво-ренш скельних та м'яких порщ прошарками у ярусах висотою до 85...90 м жо-лобома-скидачами, тшсними навантажувачами 1 бульдозерами. На верхнш площадщ внутршнього \ приконтурного в1двал1в доцшьно складувати шлами у картах намиву, з яких створюються шламосховища, а у верхньому яруа техногенного родовища висотою до 15 м необхщно розмютити видшеш в траншеях-деконтаторах 1 обезводжеш фракцп шлам ¡в, що утшпзуються. При вщробщ першого етапу кар'ерних пол1в скельних нерудних родовищ площею 11...50 га

шламосховища доцшьно формувати у вщпрацьованих сус1дн1х кар'ерах або на зовшшгех дшянках земельних неупдь для Ух рекультиващУ.

Наукова новизна одержаних результатов:

1. Створена нова технология розробки нерудних родовищ скельних 1 нашв-скельних корисних копалин, яка вщр1знясться роздшьним розмоденням в уста-новленому порядку ушх вийнятих в перюд експлуатащУ кар'ер1в попутних корисних копалин та отриманих вщход1в виробництва в межах прничих вщвод1в, що забезпечило зменшення у 1,2...2,1 раз1в плоил порушених земель та в 1,6...4 рази витрат на розкривш, в1двальн! 1 рекультивацшш роботи.

2. Вперше для р1зних способ1в поетапноГ вщробки з внутршньокар'ерним складуванням вщхсццв прничого виробництва на нерудних кар'ерах установлен! законом1рност1 змши витрат на внимания розкриву, його транспортування, вщ-валоутворення ! рекультиващю вщвашв з урахуванням великого Д1апазону гли-бини розробки (30...225 м), плоил кар'ерного поля (10...300 га), виймання пор1д у крутих 1 горизонтальних шарах, частковоТ та повноТ переекскаваци вцдощв ¡з тимчасових зовшшшх 1 внутршшх в1двал1в у вироблений проспр, що дозволило визначити ефективщ способи розробки кар'ерних пол1в, як! в1др1зняються мЬк собою прничо-геолопчними умовами та гчрничо-техшчними параметрами.

3. Вперше для кар'ер1в по видобутку скельних нерудних корисних копалин установлен! залежност1 м1ж Тх довжиною, шириною, глибиною кар'ер!в та Ух р!-чною продуктивн!стю по прськоТ мас1! розкриву, що забезпечило видшення ба-зових кар'ер!в як основних об'екпв досл!дження технолопУ поетапноУ розробки родовищ з внутршньокар'ерним роздшьним складуванням в!дход!в та попутноУ сировини.

4. Удосконалеш методи розрахунку параметр!в робочоУ зони кар'еру ! тех-нолопчних схем при поетапнш в!дробц! скельних нерудних родовищ, яю в1др1-зняються врахуванням об'ем!в розкривних порщ, що роздшьно складуються та неодноразово переекскавуються на поверхт кар'ерного поля, шд укосом робо-чого борту, у виробленому простор!, а також його використанням для форму-вання техногенного родовища ! застосуванням показника м!шмальноУ питомоУ енергоемност! для вибору комплекс!в обладнання та попередньоТ оц!нки ефек-тивност! технолопчних схем при Ух пор!внянш, що забезпечило оптимващю параметр!в системи розробки.

5. Установлен! нов! для скельних нерудних родовищ залежност! питомоУ енергоемност! комплекЫв прничотранспортного обладнання в!д вщсташ пере-м!щення пор!д, з урахуванням використання моб!льних кол!сних навантажува-ч!в та нових перевантажувальних пункт1в. На основ! цього були сформован! енергозбер'1гаюч! комплекси для проведения розкривних, вщвальних, видобув-них ! рекультивац!йних роб!т на базових кар'ерах.

6. Вперше для умов розд^ьного складування р!знотипових в!дход!в прничого виробництва та попутних корисних копалин на нерудних кар'ерах устано-

влеш закономфносп змши питомих витрат 1 енергоемност1 на складування з урахуванням формування стжких високих яруав ¡з м'яких та твердих порщ, створення постшних шламосховищ у виробленому простор! I на зовшшшх зе-мельних дшянках та тимчасових — на поверхш кар'срного поля перед фронтом прничих робгг, видшення ¡з шлам ¡в утил1зуемих (товарних) фракцш вщход!в при Тх складуванн!. На основ! цього визначено рацюнальний режим в!дробки родовищ, який забезпечив розмвдення ус1х тип!в в!дход1в та попутних корис-них копалин у виробленому простор! д!ючих та виведених з експлуатаци кар'ер^в або на зовшшшх земельних неупдцях ! в!дводах з незначною площею, що дозволяе локал!зувати еколопчш порушення природного середовища та об-грунтувати нову концепцш освоения нерудних родовищ.

7. Вперше розроблена методика визначення м1сткост! пром!жного складу корисних копалин у послщовних ланках екскаваторно-транспортно-розвантажувальних комплекс1в з конвеерним транспортом за м!шмальною величиною приросту м!ж енергоемностями транспортно-перевантажувальних ро-61т ус!х ланок, як1 функцюнують у плановому режим! та з урахуванням Тх фак-тичних просто'Тв, що дозволило установлювати параметри перевантажувальних площадок та транспортних комун!кащй у робочш зон!, де виконуеться формування вщвагав 1 техногенних родовищ.

Наукове значения роботи полягае у розробщ теоретичних основ технологи вщкритоТ розробки нерудних родовищ скельних корисних копалин при вну-тршньокар'ерному складуванн! в1дх0д!в та попутних корисних копалин, яка забезпечуе рацюнальне використання земл!, зниження витрат енергетичних ре-сурс1В 1 еколопчних порушень природного середовища.

Практичне значения роботи полягае:

— у розробщ для нерудних кар'ерш методик розрахунку параметр!в техно-лопчних схем прничих роб^т при поетапнш в!дробщ родовищ кругами виТмко-вими шарами з внутр!шньокар'ерним складуванням в!дход1в прничого вироб-ництва ! формуванням техногенних родовищ з попутних корисних копалин, а також розрахунку питомо'Т енергоемност! роботи комплекс1в обладнання у кар'ерах;

— у впровадженш розроблених методик при проектуванн! технолопТ з вну-тр!шньокар'ерним складуванням в1дход!в;

— в обгрунтуванн! новоТ концепци освоения нерудних родовищ скельних х нап1вскельних корисних копалин;

— у створенш нових конструкц1Й перевантажувальних пун!спв та акуму-люючих склад!в, обгрунтуванн! Тх параметр!в та облает! Тх використання на нерудних кар'ерах;

— у розробщ нових технолопчних схем розкривних 1 в!двальних роб1Т та способ!в утил!зацп в!дход!в виробництва при Тх складуванн!;

— у впровадженш технолопчних схем виконання прничих роб!т при поета-

пшй розробщ Баничського родовища кварцитовидних шсковиюв, Кадиювсько-го та Псилерахського родовищ флюсових вапняюв, Любим1вського родовища граншв;

- у впровадженш способу уташащУ вщход1в збагачення вапняюв, що раш-ше складувалися у вщваш, шляхом використання при виробництв! агломерату;

- у використанш методик 1 результате роботи при читанш лекцш та проведены! практичных занять з дисциплши "Технолопя вщкритоГ розробки родовищ корисних копалин" у навчальному процеа Нацюнапьного прничого уш-верситету.

Достов1р1псть наукових положень, висновюв I рекомендацш тдтвер-джуеться: використанням основних положень I закошв теорн та практики вщ-критих прничих роб1т; використанням математичних моделей, яы базуються на техшчних, енергетичних 1 еконокпчних показниках прничого виробництва з до-статшм р!внем адекватное^; з1ставленням результате теоретичних досл!джень ¡з фактичними параметрами технологи та показниками використання комплекшв обладнання на прничих роботах Д1ючих кар'ф1В (розбглсшсть не перевищуе 9...12%); коректним використанням методш математичноУ обробки експери-ментальних 1 проектних даних; позитивними результатами дослщно-промисловоУ перев1рки та реальним ефектом впровадження розроблених рекомендацш на Д1-ючих нерудних прничовидобувних шдприемствах та при Гх проектуваннь

Особистий внесок здобувача в розробку наукових результапв, винесених на захист. Автором сформульоваш проблема, мета та задач! дослщжень, щея роботи, основш науков'1 положения, висновки 1 рекомендац!У, розроблен! методики дослщжень, теоретично обгрунтована ресурсо- та землезбершагоча технолопя розробки нерудних родовищ крутими шарами з внутршньокар'ерним роздшь-ним складуванням в!дход!в виробництва; з його участю розроблеш конструкц!Т перевантажувальних пунктш ! склад!в, виконано впровадження проекпв, реко-мендац!й та результат!в дисертацй на Глух1вському кар'ер! кварцшчв, кар'ерах Балаклавського рудоуправл!ння та Любим!вському граштному кар'ер!.

Реал1зац!н роботи:

Основн! результати ! рекомендац!У роботи використан!: на Глух!вському кар'ер! кварцит!в - при його поетапнш вщробц! з внутр!шшм вщвалоутворен-ням розкриву та при рекультиващТ внутр!шн!х в!двал!в, а також мапопродукти-вних земель у рахунок компенсащТ територ!й, яю в!дведен! для кар'еру (акт Глух!вського кар'еру вщ 15.03.2000 р.); на Балаклавському рудоуправлшш -при внутр!шньокар'ерному в!двалоутворенн! рпнотипових розкривних пор!д Псилерахського кар'еру у приконтурному в!двал!, при доробц! флюсових вап-няк!в крутими виУмковими шарами на Кадиювському кар'ер! та вщвалоутво-ренн! розкривних пор'щ у прибортовому в!двал! кар'еру за патентами 5505 та 17407 (акти Балаклавського РУ вщ 28.12.92, 30.12.92, 10.10.95, 10.01.96, 14.01.96, 19.12.97, 16.01.99 рр.); у проект! ¡кституту Укрдшроруда - при скча-

дуванш в1дход1в переробки флюсових вапнямв у виробленому простор! Кади-мвського кар'еру (акт Укрдтроруди вад 06.10.2000 р.); на Балаклавському РУ -при утшпзацн сухих вщход1в збагачення, яю призначалися для складування у вщробленому кар'ср! (акт Балаклавського РУ в1д 27.06.97 р.); на Любим1всько-му граштному к ар'ер 1 при реал1зацп технолоп1 поетапноТ розробки родовища ¡з складуванням вщход1в виробництва першого етапу на борту 1 розкривних порщ на прилеглих малопродуктивних землях для Тх рекультиваца (акт Любихпвсь-кого кар'еру В1Д 20.12.2000 р.). Всього за рекомендованими схемами у внутрь шшх вщвалах кар'ер1в заскладовано понад 1,6 млн м3 р13нотипових порщ, у прибортових 1 приконтурних вщвалах - бьля 1,58 млн м3, рекультивовано 14,2 га земель, утшизовано без складання у вадвали близько 216 тис. т бщход1В виробництва флюсових вапняюв, що забезпечило реальний економ1чний ефект 10,146 млрд крб. у 1992-95 рр. та 2,641 млн грн - у 1996-99 рр.

Апробащя результатов роботи. Основш положения ! результати дисерта-цшноТ роботи доповщалися й обговорювалися на м1жнародних науково-практичних конференщях: "Еколопзащя виробництва 1 управлшня вщходами виробництва" (Дшпропетровськ, 1996), "Проблеми реформування економжи Укра'ши в умовах транзицГГ' (Харгав, 1998), "Мельниковские чтения" (Москва, 1998), "Використання вщход1в виробництва прничо-металурпйного, паливно-енергетичного комплекав Укра'ши, х1м!чних та гальвашчних виробництв, у бу-д!вельшй шдустри та дорожному господарств!" (Ялта, 2000), "Нов! технологи 1 обладнання з переробки промислових в1дход1в 1 \'х медико-еколопчне забезпе-чення" (Трускавець, 2001), "Право власносп на промислов1 вщходи 1 його реа-шзащя у сучасному законодавчо-нормативному пол!" (Кшв, 2001), "Науково-техн!чн! аспекта використання в1дход!в кольорово! металургп, в тому чиоп алюмшкво!' промисловосп 1 сум1жних з нею виробництв" (Р1вне, 2002); науко-во-техн!чних галузевих ! республжанських конференщях: "Проблеми геотехно-лопТ ! шженерноТ екологп"" (КиТ'в, 1992), "Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охрана природы" (Губкш, 1990), "Удоско-налення комплексно'1 розробки рудних родовищ" (Кривии Р1г, 1990), "Техшчнк засоби \ оргашзащя видобутку корисних копалин шдводним, шдземним ! вщ-критим способами" (Дшпропетровськ, 1990); на науково-техшчнш рад! Мшю-терства промисловоТ пол^ики УкраТни (КиТв, 2000) та техрадах шституту Укр-д!проруда (Харк1В, 1990-1992, 2000), Балаклавського рудоуправл!ння (Севастополь, 1991-2000), концершв "Дн!пронерудпром" (Дшпропетровськ, 1995) та "Укррудпром" (Кривий Рн-, 1998-2000), Глух!вського кар'еру кварцит!в, Токов-ського, Коростенського, Новопавл!вського 1 Любим!вського граштних кар'ер!в, засщаннях науковоТ ради проблемно! науково-дослщноГ лаборатор!Г № 1 Нащо-нального прничого ушверситету.

Публжацн. За темою дисертацп опубл!ковано 61 наукова праця, у тому числ1: монографп - 1; стагп у пров!дних фахових виданнях - 25; патента та ав-

торсыа свщоцтва - 20; доповщ! на науково-техшчних конференщях - 7; тези доповщей — 8. Особисто опубл1ковано 30 роб1Т, з яких у провщних фахових виданнях-21, одержано патенте-3.

У ствавторств! опубл!ковано роб1т загальним обсягом 28,9 у.д.а., з них автору належить 8,7 у.д.а.

Структура та обсяг роботн. Дисертащя складаеться з\ вступу, 6 роздЫв 1 висновюв, списку використаних джерел ¡з 240 найменувань на 25 сторшках; викладена на 280 сторшках машинописного тексту, метить 89 рисунюв на 56 сторшках, 31 таблицю на 24 сторшках, та 8 додатюв на 82 сторшках, загальний обсяг 467 сторшок.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У в ступ! обгрунтована актуальн!сть дослщжень, сформульован! науково-практична проблема, мета та задач! дослщження, об'ект, предмет та ¡дея робота, вщображена наукова новизна I практичне значения, наведен! науков1 положения, що виносяться на захист, а також дан! щодо апробацн та публ1каци до-слщжень.

Роздш 1. Стан 1 перспективи розвнтку вщкритоУ розробки скельних нерудних родовшц УкраТнн

В УкраТш знаходиться понад 1735 родовищ скельних та нашвскельних нерудних корисних копалин. 1з них для промислового освоения видшено родовищ: 747 - осадових та метаморф!зованих пор!д (вапнякпв, доломтв, кварците, шсковишв, мергеля, спанголтв); 628 — магматичного походження (гранте, дюрит1'в, граноя!орит!в, граф!ту та ш.). М'як! нерудт корисш копалини розвь даш б!льше н!ж на 520 родовищах. Технология в!дкритоТ розробки Тх науково обгрунтована, достатньо вивчена ! впроваджена у практику видобутку шсюв, глин, каол!н!в, суглинк!в та ¡н. Тому под1бш родовища не виступають об'ектами виконаних дослщжень.

В останш роки родовища нерудних корисних копалин експлуатуються з р1чним видобутком сировини у цшому для виробництва: флюав - 25...30 млн т; цементу, вапнаташ. в'яжучих— 15...18 млн т; буд!вельного щебеня— 16...20 млн м3. Обсяги видобутку Тх поступово зростають. Запаси оц!нюються в об'ем! понад 5 млрд м3. Вони зосереджеш у 22 областях кра'ши. Залягають на глибиш до 200...225 м шд товщею розкривних порщ до 30...50 м, а деяю й глибше. Розробляються кар'ерами, яю штенсивно заглиблюються та збшьшуються за розм1рами по поверхн! вщ 0,25 до 3 км.

Понад 85% осадових ! 100% магматичних нерудних корисних копалин розробляються з! складуванням розкривних пор!д та вщход!в переробки у зов-н!шн!х в!двапах ! сховищах. Для них, а також п!д транспорта! комушкаци вщ-водиться 22...50% уЫх земельних площ прничовидобувного шдприемства.

Вщводи ж шд кар'ерними полями становлять менше 20...36%. Тому на неруд-них пщприемствах близько 48...50 тис. га земель на 30-50 рокш виводяться з сшьськогосподарського використання. Потш порушен'1 зовшшшми вщвалами i сховищами вщход1в земл1 рекультивують здебшьшого шд лконасадження. У вщроблених же кар'ерах накопичуеться вода, звалища CMirra та iH. Це призво-дить до розбалансування i еколопчного порушування навколишнього середо-вища.

1з поглибленням кар'ер!в вщстань перевезень вщход1в у зовшшш вщвали збшьшуеться, через що шдвищуються й витрати енергетичних pecypciB, ¡з них: у 1,1... 1,6 раз!в кшьюсть споживаноТ електроенерп1, на 38...40% - палива, 10...15%-мастильних i обтиральних матер1алт. Витрати людсько'1 пращ також п!двищуються на 30...38%. Осюльки зазначен! енергетичн! ресурси у coöiBap-TocTi видобутку корисних копалин на кар'ерах становлять 76...82%, то i загаль-Hi економ!чн! показники прничих тдприемств попршуються.

Анал1з робота багатьох Kap'epiß показав шляхи полшшення ефективност! розробки родовищ нерудноТ мшеральноТ сировини: застосування технологи з внутршньокар'ерним складуванням вщход^в виробництва; транспортування rip-cbKoi' маси з широким використанням конвеер'т та електриф!кованого зал!знич-ного транспорту; вилучення з розкривних порщ попутних корисних копалин з формуванням ¡з них техногенних родовищ (TP) ПКК; утшпзащя вщход!в виробництва з використанням ix у народному господарств!. Не менш важливим шляхом е рекультивацш порушених земель для використання у сшьському господар-CTBi як на етапах розробки родовищ, так i теля ix завершения.

Розглядаючи стан дослцркення зазначених вище проблем, сл1д в'щзначити уже вшо.м! науков! здобутки. Pi3Hi питания з технолori'i вщкритоУ розробки родовищ корисних копалин розглядались у працях М.В. Мельникова, В.В.'Ржев-ського, £.Ф. Шешко, М.Г. Новожилова, Б.Н. Тартаковського, М.В. Васильева, П.1. Томакова, А.Ю. Дриженка, А.Г. Шапара, I.JI. Гуменика, B.I. Прокопенка, В.Ф. Бизова, В.Г. Близнюкова, E.I. Ефремова, P.C. Крисша, В.П. Мартиненка, М.С. Четверика, В.П. Шпортька, Ю.Г. Вшкула, В.Д. Воробйова, М.Т. Банки, О.С. Пригунова, С.З. Пол1щука, А.Г. Темченка, С.О. Жукова, ЮЛ. Ашстратова, B.C. Коваленка, В.Л. Яковлева, ЮЛ. Леля, Б.1. Шлаша, B.I. Горкунова, K.M. Тру-бецького, А.Д. Буянова, Г.Р. Буткевича, I.I. Гаврилюка, Г.Д. Пчолкша, A.C. Лягу-тка, А.Х. Кузьменка, С.А. Бондаря, М.В. Хьпьченка та ш.

Анал!з цих наукових праць показав, що глибок! кар'ерш поля можна В1Д-робляти з розмиценням значноТ юлькосп вщход!в у виробленому простор! за способами поетапноТ розробки родовищ. Особливо ефективна технолопя "ix вщробки крутими внУмковими шарами. Проте, для умов вщкритоТ розробки скельних нерудних родовищ ¡з внутри шньокар'ерним складуванням В1ДХ0Д!В та ПКК зазначеш способи не дослщжувалися. Велика розб!жшсть i ктьк!сть pi3-них за розм!рами Kap'epiß ускладнюе виконання дослщжень. Подальшого об-

грунтування потребують технологи вщвальних робгг 13 мш1мальним порушен-ням земель при роздшьному складуванш р13нотипових порщ 1 В1ДХ0Д1В, як ске-льних та м'яких, так 1 рщких та твердих. При тому виявлено, що бурошдривш процеси на нерудних кар'ерах науково обгрунтоваш, достатньо дослщжеш, ап-робоваш та широко впроваджеш на шдприемствах. На основ1 анашзу особливо-стей д1ючо1 технологи та вдамих наукових праць сформульоваш актуальшсть, суть науково-практичноТ проблемн, мета, задач1 та методи доагпдження.

Роздш 2. Теоретнчш основи технологи розробки скельних нерудннх родовищ ¡з внутрнпньокар'ерним складываниям вшходт I попутноТ сиро-вини.

Анал1зуючи досвщ вщкритоТ розробки родовищ та результати наукових дослщжень, обгрунтоваш основш концептуальш положения освоения поклад1в нерудних скельних ! нашвскельних корисних копалин. Ними передбачаеться: роздшьне складування вщход1в виробництва тшьки у межах кар'ерного поля; заповнення виробленого простору уздовж неробочого борту на повну глибину кар'ерш до поверхш землг, утшпзащя порщ розкриву та в1дход1в переробки корисних копалин 13 подальшим використаиням Тх у народному господаре™, а також складування в техногенних родовищах у тому мющ виробленого простору, яке забезпечить ефективну повторну вщробку цих вщход1в; рекультиващя поверхш вшвал1в 1 ТР, а також прилеглих земель шд альськогосподарськд уг1д-дя.

Зазначена технология реашзуеться за удосконаленими I новими технолоп-чними схемами ведения прничих роб!т. Шд ними розум1еться сукупшсть осно-вних 1 допом1жних виробничих процеав у поеднанш з необхщними для Тх ви-конання виробками, засобами мехашзацп, що забезпечують безпечну та ефективну розробку корисних копалин. Вони включають локальш технолопчш схе-ми розкривних ! видобувних робгг, складування вщход1в 1 ПКК та вщновлення поверхш порушуваних земель.

Розрахунками об'ем1В утворення вщходт за методом прничогеометричного анал1зу тдтверджена можлив'кггь Тх бшыи раннього внутр1шньокар'ерного складування шляхом поетапноТ вщробки кар'ерних пол ¡в кругами та горизонта-льними шарами. Роз глянул можлив! способа поетапноТ вщробки нерудних родовищ. Вщходи прничого виробництва I ПКК перем!щують частково у зовншш та внутршш вщвали. Кар'ф першоТ черги (КПЧ) може формуватися до про.чижноТ1 кшцевоТ глибини. Породи перем1щують в вироблений проспр КПЧ як грав1та-цшно, так 1 колюним транспортом. До ощнки прийшт таы способи, як1 забезпечують найменип об'еми повторно!' переекскавацн I перемщення порщ у кар'ерному пол!. За показниками середньор1чних експлуатацшних питомих ви-трат на розкривш, транспортш, вщвальш 1 рекультивашйш робота Зв (грн/м3), середньоТ вадсташ перем|"щення в(дход1в виробництва для Ух складування Ь (км) та плопд порушених розробками земель Бп (га), оцшюеться гшсть способ'т роз-

робки: I - ¡нтенсивно формують КПЧ до кшцевоТ глибини, його вщходи перемь щують у зовшшш вщвали (переважно на рекультивацпо неупдь) i ТР ГЖК, noTÍM залишков1 вщходи розм1гцують у виробленому npocropi, який формуеться вщро-бкою порщ крутими шарами; II - ¡нтенсивно формують КПЧ до пром1Жно1 глибини, його вщходи — у зовшшш вщвали, дал i yci вщходи з переекскавашею скла-дають у виробленому npocropi; III - ¡нтенсивно формують КПЧ до кшцевоТ глибини, його вщходи розм1щують у тимчасових зовшшшх вщвалах та ТР ПКК на борту, noTÍM ix i yci íhiuí вщходи перемщують у вироблений npocTip; IV - ¡нтенсивно формують КПЧ до кшцевоТ глибини, його вщходи направляють у прикон-турний вщвал (ПКВ), на peurri поверхн1 кар'ерного поля, noTÍM Тх перем1щують з ус)ма ¡ншими вщходами у вироблений npocTip - спочатку тимчасово складують пщ укосом робочого борту у прибортовому вщвшн (ПБВ), а згодом доставляють у постшний внутр1шн1Й вщвал та ТР ПКК, вщробка порщ аналопчно як i у способах II i III проводиться у горизонтальних шарах; V - КПЧ формують аналопчно способу IV при розробщ порщ у КВШ з гравггацшним i транспортним пе-рем1щенням вщход!в у ПБВ та вироблений npocrip; VI - КПЧ формують аналопчно способу V, дал! розробляють породи у КВШ з перемвденням у вироблений npocTip колюним транспортом.

Оцшка проводилась для кар'ерш, умовно роздшених на групи 1...6 у порядку зростання продуктивное^ з корисноТ копалини Пи (тис. m3/pÍK). Ihuií по-казники - кшцева глибина Нк (м), площа поверхш Sn (га) та потужшсть роз-кривних порщ у товщ1 покриву Нв (м) такг. 1 - Пи = 70...250, Нк = 75...80, Sn = Ю...11,5, Нв = 15...18; 2 - Пи = 400...600, Нк = 85...100, Sn = 30...45, Нв = 18...20; 3 - Пи = 800...1000, Нк = 100...105, Sn = 50...75, Нв = 2—5; 4 - Пи= 900...1200, Нк = 55...Ó5, Sn= 90...108, Нв = 12...18; 5 - Пи = 1300...1600, Нк = 170...200, Sn = 180...300, Нв = 45...60; 6 - Пи = 1800...2000, Нк = 60...80, Sn= 70...100, Нв= 3...8.

Розмютивши способи поетапноТ вщробки кар'ерних пол1в на oci абсцис у порядку зростання вщсташ L у кожному з них - V, VI, II, III, IV, I, установлен! 3aKOHOM¡pHOCT¡ змши L, плоил Sh та витрат Зв (рис. 1). Вщстань перемщення BiflxOfliB L зростае прямолшшно, збшьшуючись у 1,7...2,4 рази (кар'ери 1, 2 груп) та непрямолшшно (у фупах 3, 4, 5). При цьому, вказана вщстань зростае у 1,3...7,5 pa3ÍB на кар'ерах, що розробляють родовища способами Í3 вийманням порщ у горизонтальних шарах вщносно Kap'epiB, де вщробка ведеться способами виймання у КВШ.

Площа порушених земель SH на кар'ерах 1,...,4, 6-Т груп однакова у способах V, VI та I, у шших - зростае у 1,1...1,4 рази. Для Kap'epiB 5-Y групи площа SH збшьшуеться в 1,2 рази у cnoco6i I.

Витрати Зв (див. рис. 1) змшюються зростаючи у 2,0...5 pa3¡b вщ викорис-тання на кар'ерах cnoco6ie V, VI до cnoco6¡B II, III, a noTÍM монотонно зменшу-ються у 1,2...2,2 рази при застосуванш cnoco6ÍB I, IV. У щлому ж вщстань L,

СПР

400 350 300 250 200 150 100 50 0

Sh, i

il

-

-4

12 10 8 6 4

2 О

V VI II III IV I

Зв,грн/м3

-3

А

СПР

площа Sh та витрати Зв зростають вщ cnocoôiB ¡з вийманням порщ у КВШ до

cnoco6ÏB з вийманням ïx у горизонталь-них шарах. Найменпн величини показ-ниюв L, Sh i Зв забезпечуються при ви-користанш способ1в поетапноУ вщробки кар'ерних полш КВШ.

Розглядаючи деталыпше вплив на величину витрат Зв показниюв Нк, Sn та Нв доказано, що використання cnocoôie поетапноУ вщробки родовищ I, V, VI у пор1внянш з ¡снуючим - вийманням по-рщ у горизонтальних шарах з перемь щенням вщход1в виключно до зовшшшх Б1двал1в та сховищ — стае доцшьним, коли: Нк > 40...45 м, Нв > 5...6 м, Sn> 10,5... 11 га.

На ochobî наведених результатов сформульоваш два перших наукових положения дисертаци" та виршена перша задача дослщжень. До подальшого роз-гляду рекомендован! способи поетапноУ вщробки кар'ерних noniB I, V i VI.

У зв'язку з цим для детального об-грунтування рекомендованоУ технолопУ видшеш базов1 нерудш кар'ери, як типов1 об'екти наших дослщжень. Вони видь леш при систематизацц обстежених 258 кар'ерних пол1в нерудних родовищ за показниками Sn та Нк, що включае i Нв-Kap'epHi поля нерудних родовищ СПР роздшеш на 5 груп за ознаками кшцевоУ глибини розробки Нк з ¡нтервалом 30...50 м, що вщповщае bhcotï стшкого ПБВ: неглибою (до 20), мшга (20...50), середньоУ глибини (51...100), глибога (101...200) i надто глибою (понад 201 м). За величиною загальноУ плсшп Sn: малоУ (до 20), середньоУ (21... 100) та великоУ (понад 101 га) плоил. Неглибою поля вже достатньо вивчеш з точки зору технолопУ Ух розробки ¡з складуванням роз-

,5

/ 2 \

1

4"

X v3"

VI V II III IV I

Рис.1. Графки запежностей середньоУ вщсташ L перем1щення вщход1в прничого виробництва для Ух складування, плоип пору-шених земель Sh та питомих витрат на розкривш, транспорта!, вщвальш i рекультивацшш роботи Зв вщ cnoco6ie поетапноУ вщробки (СПР) I, И,...,VI Kap'epiB груп 1, 2,...,6 нерудних родовищ.

криву у виробленому простор!. Тому розглядаеться решта Тх.

Статистичною обробкою обстежених 258 кар'ерних пол'ш на ПЕОМ за методом найменших квадрат1в одержан! кореляцшт залежност! м1ж продуктивш-стю з прськоУ маси Пгм. загальним Пв ! скельним розкривом Пек (тис. м3/р!к) та розм1рами кар'ерних тшв - довжиною Ьк, шириною Вк 1 глибиною Нк (м). На 1х основ! видшено 7 тип!в базових нерудних кар'ер1в (табл. 1), як! охоплюють ус1 обстежеш родовища. 1х основш параметри описуються р1вняннями регресп з вадповщними коеф!ц!ентами множинноУ корелящ'Т ЯГм та Яв:

а) малоУ плоил:

1-Й тип Прм =-38,1 +0,085ЬК+ 0,15ВК+ 1,67НК; Пв=-25,97-0,19Ьк+0,26Вк + 1,28НК;

б) середньоУ плопц:

2, 3-Й .Прм = —1092,8 + 0,853ЬК+ 1,451ВК+ 5,263НК;

типи Пв = -314,53 + 0,11 Ьк + 0,59ВК + 1,53НК;

в) велико!' площ!:

4, 5, 6, 7-й Пгм= 715,7-0,17Ьк+ 1,21ВК+ 5,93НК;

типи Пв =-612,5 + 0,095ЬК+ 1,21ВК+ 5,93НК;

За цими результатами вир!шена друга задача дослщжень.

Для обгрунтування ращональних технолопчних схем ведения прничих ро-бщ вибору комплексов обладнання (КО) 1 розрахунку параметров технологн розроблен! вщповщш методики та економ!ко-математична модель. За нею обгрунтування параметр1В системи розробки 1 виб!р рац!ональних технолопчних схем робгг здшснюеться за основним критер!ем - м!шмумом експлуатац!йних питомих витрат Сд—»гшп (грн/м3). Для вибору КО ! попередньоТ ощнки технолопчних схем прничих роб1т з Ух використанням уведено допом!жний критерш - м!н!мум питомоУ енергоемносп технолопчних процеав соэ-»тт (кВттод/м3).

Питом! витрати Сд визначаються як сума витрат на буршня та вибухове подр!бнення, екскавацш, транспортування, перевантажування ! первинну пщ-готовку (грохочения) пор!д, вщвалоутворення 1 рекультивацш порушених земель.

У загальному вигляд! величина шэ визначалася за формулою:

й>э=(о)эБ+сйэв+гаээ+Ьэт+соэдр+соэн+тэо+сйэрв+соэоп+(йэхо+соэт)->т1п, (4)

де соэб. Иэв. Юээ. ^эт, юЭдр, соЭн. шэо, ©эрв - питома енергоемшеть процес!в буршня, вибухового подр!бнення, екскаващУ, транспортування, дробления та грохочения прських порщ, вщвалоутворення, рекультивацп та вщновлення ро-дючост! порушених земель, кВттод/м3; Шэогь Иэхо - питома енергоемшеть ро-61т з обслуговування персоналом технолопчних процес!в та господарсько-побутових послуг на Тх забезпечення, кВттод/м3.

У виразах (4) кожна з1 складових питомоТ енергоемност! юэ розраховуеться за вщповщними формулами методики що приведена в дисертащУ. У загальному вигляд1 питома енергоемшеть на виконання ¡-го технолопчного процесу юЭ|

К-гм = 0,71;

Кв = 0,82; (1)

&гм = 0,78; Яв = 0,62; (2)

Яш =0,51; Яв = 0,64. (3)

розраховувалася за виразом:

П

и I

Е(Ртз -Чтз)+Х(р

ГСМо 'ЧгСМ!

о)

кт+(0,05тО,073)ХТТРик (5)

де шэ, Шп, Шгсм> гп - вщповщно число споживач!в електроенерги, видт палива, мастильних та обтиральних матер!агив (ПММ) а також вид1в обслуго-вування персоналом технолопчного процесу; Ртп, Ргсмп - витрати палива, мастильних 1 обтиральних матер1ал1в т|-го виду, кг; -. юльюсть витраченоТ електроенерги ^м споживачем, кВт-год; Ягсм^ ~ питома теплота згоряння палива 1 мастильних та обтиральних матер1ал1в, кДж/кг; кг - екв1валентний коефвд-ент перерахунку тепловоТ енергп на електричну при спалюванш палива, ПММ та ¡нших матер1ал1в у енергетичних котлах, кВттод/кДж; ТТРф - витрати трудо-вих ресурс1в, людино-год; 0,05-^0,073 - показник витрат енергп людиною при довготривалш робот! в середньому за 1 год (методика АН СРСР), кВт.

Таблиця 1

Головш параметри базових нерудних кар'ер!В

Параметри Тип базового кар'еру*

1. 2 3 4 5 6 7

Кшьюсть обстежуваних кар'ерних по-л1в 78 110 20 22 12 8 13

Виробнича продуктивтсть, тис.м~7р1к:

- прська маса; 166 552 1090 1378 1689 2618 2592

- корисна копалина; 115 417 780 1015 1226 1323 1764

- розкривш породи; 51 135 310 363 463 1295 828

у т.ч. - скельш; 8 28 54 10 89 663 407 .

- м'як1 43 107 256 353 374 632 421

Розм1ри кар'ерного поля, м:

- довжина; ■ 460 740 840 1800 1660 2240 2210

- ширина; 250 435 626 580 670 1250 930

- юнцева глибина; 78 73 107 45 75 130 200

- площа, га 11,5 32 53 104 112 280 206

Середня вертикальна потужшсть, м:

— покладав корисних копапин; 61,3 59 85 32,5 56 70 162

- скельного розкриву; 3,8 3 4 0,5 4 35 18,6

- м'якого розкриву 12,9 11 18 12 15 25 19,4

Середнш коефщ]'елт розкриву, м*/м3 0,44 0,32 0,4 0,35 0,38 0,98 0,47

Термш служби, роки 28 30 33 30 38 106 87

*Прим1тка: 1 тип - кар'ери середньоТ глибини малоТ плочн; 2, 3 типи — В1дгю-вщно кар'ери середньоТ глибини та глибок1 середньоТ плоил; 4, 5, 6, 7 типи - в!д-пов'щно кар'ери мЬтю, середньоТ глибини, глибою та надто глибою великоТ площ'1

Питома енергоемшсть соэЬ, шЭв визначалася за В1Домою методикою ЮЛ. Ашстратова. Витрати 1РТп, 1Ргсм;, 2W3j розраховувалися зпдно Д1ючих норматив! в та при транспортуванш порщ — за вщомими методиками тягових розрахунюв засоб1В транспорту.

Роздьп 3. Формувания енергозбер1гаючих комплексе обладнання для нерудних Kap'epiß при складуванш в ix npocTopi вщход!в i попутноТ сировиии На основ! .анашзу витрат енергетичних pecypciB окремо екскаваторами, автосамоскидами та бурильними верстатами встановлено, що доцшьшсть Ух за-стосування на прничих роботах необхщно визначати у цшому для всього КО за критерием (4) соэ -> min. При цьому характер залежностей шэ = 1"(Пц) для екска-ваторно-транспортно-вщвальних i розвантажувальних комплекав указуе на можлив'ють дослщження комнлектащТ КО без урахування бурошдривних po6iT.

Установлена взаемозалежшеть шэ виймання, навантажування i транспорту-вання порщ В1Д вщеташ Тх перевезення L (м) для р1зних за складом КО, бшышеть залежностей шэ = f(L) мають вигляд експоненцшноУ та лшшноУ функцш. 3 ура-хуванням матсматичних вираз!в цих функцш для екскаваторно-автомобшьного та навантажувально-транспортних ланок кар'ерних КО побудоваш вщповщш граф1чш залежносгп (рис. 2). Вони показують ефектившеть застосування колю-них навантажувачш (на вщетанях 0,7...1 км), зал!зничних по!зд1в з електротягою (понад 3...3,2 км) та тепловозною тягою (понад 4,5 на кар'ерах великоУ плоцц). CTpinKOBi конвеери забезпечують зменшення потреб у енергетичних

Рис. 2. Графжи залежностей питомоТ енергоемност1 соэ виймання, навантажування 1 перевезення прськоУ маси ланками комплекс1В обладнання вщ вщ-сташ перевезень Ь: а — навантажувально-транспортною ланкою з поТздами - на тепловознш (1) 1 електричнш (2) тяз! та конвеерами (3) на кар'ерах-велико!', — — середньоТ 1 - • - мало!" площц б — ланками з автосамоскидами 1 (екск.+авто.), конвеерами 2 (ДПП+конвеери) 1 поТздами з електротягою 3

(екск.+з-ця) на кар'ерах--1,2, 3-го та-4, 5, 6, 7-го тишв; в - ланками

з_______кол1сними навантажувачами, ковш! мштюстю 5,6...8,4 м3;____екска-

ваторно-автомобшьним на кар'ерах 4-7-го (1) та 1-3-го (2) тишв.

ресурсах на 10. ..40% при вщсташ до 3...3,5 км. На кар'ерах 1-го типу вони до-цшьшше загпзничних по'пдш у всьому /цапазош дослщжуваноТ вщсташ. Автотранспортом доцшьно доставляти породи на вщстань до 1,1.. .2 км. При висот1 пь дшмання прсысих порщ Нп (м) по борту кар'ер1в велико! (60...80), середньоУ (50...60) 1 мало!" (40...45 м) плонц автотранспорт мае крапп показники шж пере-мщення конвеерами.

Крутонахилеш стр1Чково-в!зков1 конвеери не ефективш на нерудних кар'ерах. Ними споживаеться у 2...2,5 раз1в бшьше енергетичних ресурав.

Обгрунтовано склад екскаваторно-транспортно-вщвальних комплексе. Вони комплектуються екскаваторами з ковшем 2...8 м3, автосамоскидами 15...75 т, бульдозерами потужшстю 103...221 кВт. Комплектащя екскаваторно-транспортно-розвантажувальних комплексе приведена в табл. 2.

Вказаш КО забезпечують ще бшьше шдвищення ефективиост1 дослщжу-ваноУ технологи.

При розташуванш стр!чкового конвеера або зашзничноУ кол11 з ПП. на не-робочому борту за простягненням покладу ращоналып глибини заведения у кар'ери конвеера та зал ¡з нищ становлять 15...115 м (див. табл. 2). ПП, промгжш склади (ПСК) для акумулювання порщ комплектуються бункерами з живиль-никами та дробильним 1 грохотильним обладнанням для конвеер1в (Д1111, ГПП), безекскаваторними ПП для зал!зничних поТзд1в. Доцшьно використовувати нов! конструкщТ такого устаткування згщно з патентами УкраТни №№ 38532А, 4603, 14372 та а.с. СРСР №№ 1751124, 1652552, 1801906, 1800031, 1677318.

На рекультивацп порушених земель доцшьно застосовувати колюш скре-пери з ковшами 10...25 м3, яш забезпечують зменшення витрат енергетичних ресурав на 49...50% пор1вняно з комплексами у склад! екскаватор!в, автомоб1-л1в та бульдозер1в. На основ! наукових результат!в роздшу 3 сформульовано трете наукове положения, та вир!шена третя задача дослщжень.

Роздш 4. Розробка технолопчних схем прничих робгг при поетапшй вщробщ скельних нерудних родовнщ

За результатами дослщжень обгрунтоваш законом1рност! формування робо-чоТ зони кар'ер1в: мЫмальш поперечш розм1ри КПЧ забезпечують найбшьшу ефектившсть поетапноУ розробки; у робочш зош доцшьно формування одного ро-бочого борту, що досягаеться при поперечнш шдготовщ кар'ерного поля на одному з його фланпв та посуванш борту за простяганням покладу до протилежного борту. Дотримання цих законом1рностей призводить до зменшення у 1,3...3,5 раз!в часу на гид готовку неробочого борту для уведення у кар'ер конвеерного шдшма-ча. Це забезпечуе крапв техн!ко-економ!чн! показники розробки родовищ та ство-рюються умови для складування в!дход!в у виробленому простор! кар'ер!в 2, 4,..., 7-го тип!в протягом 75—90% та 1 ! 3-го тип!в — 43—47% в!д повного терм!ну Ух експлуатащТ. При цьому поточний коефщент розкриву кг б!льший за середнш к(|, (м3/м3) у 1,5—2,5 раз!в. 1нтенсивн!сть заглиблення КПЧ становить 4,6...15 м/р!к.

Таблиця 2

Показники застосування екскаваторно-транспортно-розвантажувальних КО на нерудних кар'ерах

Показники Тип базового кар'еру

1 2 3 4 5 6 7

Комплекттсть КО 2СБШ-200(СБУ-200)~ Э-2503(Э-1602)-авто.27-36т-стрт. конв. (зашзн. поУзд); 2СБШ-200(СБУ-200)~ к.н.2-4,1м3-стр1ч. конв. (загизн. поУзд); СБШ -2 5 ОМ Н-ЭКГ-8И (5 А )-авто.40-75т-стр!ч. конв.( за-л1зн. поУзд); СБШ-25 0МН-ЭКГ-5 А(4,6Б )-авто.30-40т-стр1ч. конв.( за-лЬн. поУзд); СБШ-250МН-к.н.5,6-8,4м3 -стр1ч. конв.( зашзн. поУзд);

Рацюнальна глибина заведения транспорту у кар'ер, м: — строкового конвеера; - зашзничних поУзд1в 37-40 20-25 42-45 20-23 60-65 50-52 10-15 30-35 42—45 45-50 60-65 100-114 70-80 85-90

Мкце розташування ПСК у ланках транспорту: - стр1чкових конвеер1в; у т.ч. - з ГПП; - з ДПП; - заш'зничних поТзди

П1д укосом верхнього уступу на глибиш15-20 м Перед корпусом ДЗФ, ДСЗ

Перед корпусом вторинного дробления ДЗФ, ДСЗ

На ДЗФ, ДСЗ Шд укосом борту сумюно з ПП I* вище горизонту його розмвдення на 20-40 м

Примаки. В таблиц! прийнят1 скорочення: авто.27-36т- автосамоскиди ва-нтажотдйомшстю 27-36 т; к.н.2-4,1м3 - колшш навантажувач1 з мютюстю ковша 2—4,1 м3; стр1ч. конв. - стр1чковий конвеер; зал1зн. поУзд - зашзничний по-Тзд; ДЗФ, ДСЗ - вщповщно дробильно-збагачувапьна • фабрика, дробильно-сортувальний завод.

На наступних етапах розробки кар'ерного поля з вниманиям порщ по веш потужност1 покладу у КВШ, стушнь перевищення кт над ксГ знижуеться до 1,3.. .2,1 раз'т та шдтримуеться р1вномфний граф1К режиму прничих роб1т.

Для обфунтування технолопУ розкривних роб1т у нерудних кар'ерах в по-р1внянш" з ¡снуючою розглянуто п'ять конкурентоспроможних технолопчних схем. Вони вщрвняються транспортними засобами, якими виконуеться переве-зення розкриву у ПКВ, ПБВ, внутршнш в'1двап 1 ПКК у ТР. Це схеми:

1 - автотранспортом породи розкриву перевозяться у внутршшй вщвал, ПКК - у ТР; 2 - таю ж породи автосамоскидами направляються у ПБВ, зв'щки

цими ж засобами - у внутр1шнш в'щвал; 3 - породи автосамоскндами достав-ляються у ПБВ, зв!дки кол1сними навантажувачами - у внутршнж вщвал ! ТР;

4 - породи розкриву 1 ПКК ¡з ПКВ автосамоскндами доставляются у верхш яруси внутршнього вщвалу 1 ТР, з розкривноТ товни - у ПБВ колкними навантажувачами, а з ПБВ ними ж у нижш яруси внутршнього вщвалу; 5 - первинш в]"дходи з КПЧ вивозяться автосамоскндами для рекультивацп близько розта-шованих малопродуктивних земель, а ПКК - у ПКВ; на наступних етапах екс-плуатацп породи I ПКК перемвдуються у вироблений проспр аналопчно схе\п 4; 6 -вщходи перевозяться автотранспортом у зовшшш вщвали, а ПКК - у ТР (¡снуюча технолопчна схема.

За критершми а>э, Сд—мтпп вщповщно до графМв соэ, Сд = 1(ко>) (рис. 3) ефекгив-ш для застосування технолопчш схеми: 4 - на кар'срах 3-7-го тишв;

5 - на кар'ерах 1 12-го тишв при наявносп близько розташованих малопродуктивних земель; 1 - на кар'ерах 6-го типу з великою потужшстю розкриву.

Установлено, що ширина крутого виУмкового шару Вс (м) впливае на тага пара-метри системи розробки: ширина нижньоТ площадки на дшышш тимчасового неро-бочого борту (ДТНБ) В0п (м) та КПЧ Вкп (м); висота ПКВ Нпо (м); об'еми виймання порщ у приконтурному ЛПро (м3) та прибортових ДПоб (м3) в ¡д вал ах кар'еру.

®э,кВт год/м

с

Lr V

/ М' 1

А ¥ M « i i

$ . 'i •i h i i »

0,2 0,4 0,6 0,8 1,

Д,

Кср,м/м3

2 1п=0,вкм iït

■к •

А ■si

о >i 6 0 i i i 8 1,0

245317 I in II

245317 ......

Типи базових Kap'epÎB

Тип и базових Kap'epÎB

Рис. 3. Графой залежностей величин питомо'Г енергоемност'| соэ та питомих витрат Сд на навантажування, перевезення i вщвалоутворення в1дход1в вироб-ництва в1д середнього коефщ1ента розкриву кср при вщробщ кар'ерних пол1в за технолопчними схемами розкривних i вщвальних po6ÎT 1-6.

У робот1 показано, що 3Î зменшенням ширини Вс у 1,4...2,2 рази зменшуються показники В0п, Вкп, НПо, а також вщстань перевезення порщ автотранспортом у вироблений npocTÎp. При мшмальшй величин! Вс = 36...45 м загальш питом! об'еми переробки вщход!в виробництва (Пп + ДППо + ДП0б)/Пи будуть зменшуватись на 10... 17,1%, що призводить до зниження загальних витрат Сд. У зв'язку з наведеним параметри розкривних i вщвалышх po5ÎT реко-

мендовано розраховувати за вщповщними формулами при Вс = 36...45 м. Вони становлять: Bon = 20...115 м; НПо = 7...50 м; ДППо = 80...1000 тис. м3/р1к; кпо = 0,37... 1,55; ЕУВ/ПИ = 0,7...2,8 м3/м3; ВКП = 158...826 м. Кути укосу робо-чого та неробочого борту з розкривних порщ становлять аув = 23...28° i Обв = 32...42°.

Видобувна робоча зона Kap'epiB пов'язана з вщвальною i розповсюджуеться на усю висоту вщроблюваного покладу корисноУ копалини, яка подшена на 1.. .3 ДТНБ. По фронту прничих po6ÏT виймання nopifl ведеться у 2...3 дшянках. На кожнш Д1лянш функцюнуе один КВШ, який вщроблюеться з перемщенням ро-бочоУ площадки зверху донизу. У 1...3 КВШ прадюють 2...3 вшмково-навантажувальш машини у cboïx вибоях. Висота ДТНБ ННу (м) приймаеться з розрахунку потужност покладу копалини та стшкосгп ПБВ, який сформовано пщ укосом кожноГ дшянки. Доведено, що в'щвал висотою ННу = 31... 59 м може вщ-сипатися протягом до 20 мкящв 13 коефщкнтом запасу стшкосп укосу ПБВ п > 1,2. Такий коефщент пщтримуеться за рахунок спорудження у основи в1два-лу призми 3Î скельних порщ об'емом 100... 110 м3 на 1 метр фронту борта. Верх-ня площадка призми поеднуе також i функца транспортноУ берми.

ВибоУ екскаватор1Б ни колшних навантажувач^в знаходяться у кожному uiapi або функцюнують на сум1жних уступах одного-двох шар1в (рис. 4). За .wi-

н1мумом величини загальноУ вщста-hî холостих перегон1в видобувних механ1зм1в для повноУ вщробки по-рщ ycix ДТНБ на базових кар'ерах 1, 3, 6 i 7-го тишв рекомендуеться використовувати схеми виймання у кругах шарах, на яких функцюну-ють по одному вибою. На ¡нших кар'ерах 2...3 вибоУ знаходяться на сум1жних уступах одного КВШ. Ширина Вс приймаеться такою ж, як i на розкривних роботах. При цьому питома енергоемшсть бурш-ня, виймання та навантажування у вибоях корисноУ копалини найниж-ча. За результатами наведених вище дослщжень сформульовано четверте наукове положения.

Обгрунтована рацюнальна ор-ганпацш уведення конвеер1в i залв-ниць у кар'ер по неробочому борту. Конвеери нарощуються у два етапи —

Перша дшянка Друга дшянка А-А .. 11

Рис. 4. Схема видобування корис-них копалин на двох Д1лянках фронту прничих po6ÏT кар'еру з вщробкою порщ двома вибоями у одному (а) та трьома вибоями у двох (б) i трьох (в, г) крутих шарах I, II, III, IV.

вщ ДЗФ по поверхш до в'ТздноУ транше!', а пот!м - у глибину кар'еру. Зал!знична кол ¡я нарощуеться у 2...3 етапи: по поверхш до горловин транше'1; а пот!м через 1 ...2 уступи у глибину кар'еру зпдно з розкосом його борттв. При цьому вищеро-зташований ПП залишаеться як резервний.

Дощльно застосовувати рудоскати висотою 10...46 м на борту з вищих устушв до ПП у кар'ерах 2,3 ! 7-го тишв.

За основним Сд—>т!п та допом^жним (4) критериями обгрунтоваш техно-лопчн! схеми транспортування основних скельних корисних копалин ! ПКК. Вони В1др1зняються розташуванням ПСК ! ПП у ланках КО (див. табл. 2). На-дшшсть функц!онування транспортних ланок КО у нерудних кар'ерах пщтри-муеться шляхом акумулювання корисних копалин на вказаних ПСК та ПП.

Розроблена методика визначення мюткост! штабеля ПСК з урахуванням загальноТ енергоемност! перевантажувальних робгг (кВт-год) та ланок

автомобшьно-конвеерного транспорту при робот! у плановому режим! £ IV.^ (кВттод) ¡з термшом функцюнування за тиждень гРМп (год) та у фактичному, режим! £ ^^ (кВттод) ¡з вщповщним термшом 1РМ® (год), а також установлено!' потужност1 електродвигун!в транспортноТ ланки Ыустф (кВттод) та приросту загально'1 енергоемност! транспортно-перевантажувальних робгг X К'С = X 1уэп -Е^'.За умовами, що £ РУэт:у < А1УЭ"'Г, маемо:

— ^устф ' ^ПРИ ' ~ 'т/7 — *РМФ >

3 урахуванням енергетичних умов (6) у пер!оди тижневих простоТв Д/„га

доц!льно на ПСК акумулювати запас сировини об'емом Упск = Б^ск • 1пск, (м3). Тут 8"ск,1пск - усереднеш площа (м2) у поперечному перер!з! та довжина (м) штабеля ПСК. Отже X IV "'А' с ¡нтегральною функщею енергоемност! вщ 1пскз межею вщ 0 до 1пск. Тобто:

¡ПСК

X= ¡(Кзэ + 1¥зт + + 1Уэча„ )<№, (7)

о

де \¥ээ + \УЭТ + Wэгcм + Wэчoл - сума енергоемностей обробки пор!д на ПСК з урахуванням витрат електроенергп (\УээХ палива (\УЭт), обтиральних матер!ал!в (бензин, гас) ^эгсм) 5 людських витрат пращ (\УЭчол) У розрахунку на одиницю усереднено'Т довжини складу 1ПСК, кВттод/м.

Для нерудних базових кар'ер!в при Д^рм = 8 год, що становить 9...10% вщ тижневого фонду робочого часу, за методикою (6, 7) визначено УПск У конвеер-них лшЫх. Упск = 1-9 тис. м3, що складае 17,5-20% вщ планових об'ем!в видо-бутку порщ за тиждень.

На основ! цих результат!в дослщжень у робочш зон! необхщно дотримува-ти вщповщш параметри системи розробки (табл. 3).

Таблиця 3

Параметри системи розробки у робочш зош нерудних кар'ер! в

Параметри Тип базового кар'еру

1 2 3 4 5 6 7

Висота/кшьюсть ДТНБ, м/од. 31/2 59/1 42/2 33/1 56/1 35/2 54/3

Кыьисть/висота уступш у ДТНБ, шт/м 3/10,5 5/12 4/10,5 3/11 4/14 3/12 4/13,5

Ширина берм устушв/нижньоТ площадки ДТНБ, м 12/22. 12/20 12/23 15/20 15/30 15/120 15/50

1нтенсивн1сть/терм1н в!дробки ДТНБ, (м/р1к)/мю. 20,1/ 18,5 39,3/ 18 51/10 56,5/7 62,8/ 10,7 38,5/ 11 84/7,7

Ширина КПЧ по поверхн1, м 356 240 450 158 277 654 826

Висота ПКВ, м 20 7,2 27 1,5 5 26 26,5

Кут укосу, град: - по корисшй копалин! ДТНБ/робочий борт; - по розкриву неробо-чий/робочий борт; 42/21 34/25 37/37 41/27 37/32 31/23 41/44 35/35 38/38 31/27 41/30 35/27 39/25 32/25

Ширина/довжина вщвалу 1 ТР у кар'ер1, м 72/ 244 150/ 455 315/ 413 245/ 1650 282/ 1330 753/ 1700 410/ 1550

Об'ем розкосу борту для ПП, тис. м3: - стр1чков1 конвеери; - зашзничш пойди 55,6 22,8 68,2 24,3 24 85,1 9,1 62,1 136,5 95,1 198,8 620,1 225,2 270,7

Роздш 5. Дослщження технолопчних схем внутршньокар'ерного складування попутних корисних копалнн та в1дход1в нерудних пщпри-емств при розробщ родовищ

1з можливих технолопчних схем складування розкривних порщ, ПКК, тве-рдих та рщких в!дход1в збагачення корисних копалин видшеш 1 розглянуп так!' найбшьш прийнятш для дточих нерудних кар'ер1в: схема А - ус1 вщходи ¡з КПЧ розм1щен1 у зовшшшх сховищах; схема Б - тверд! вщходи КПЧ заскладо-ваш у приконтурному вщвал!, а рщк1 - у зовшшшх сховищах; схема Б.1 - ус! породи 13 КПЧ розташоваш у приконтурних в1двалах. Ус1 вщходи з другого ета-пу в схемах складують у кар'ер1.

Установлено, що при реалЬащТ схем Б та Б. 1 термш формування виробле-ного простору менший у 1,3...2 рази шж у схем1 А. Питом! витрати при експлу-атаци кар'ерних полш з використанням схем Б ! Б.1 менш1 вщ А на 17...43%. (рис. 5). Технолопчна схема Б рекомендуеться для використання на кар'ерах 1, 2-го титв; Б.1 - 3...7-го тип1в.

24

Ззк, Звк, грн/м

18

12

» II \ II II V

\*, № л 1

- Звк(Б I 1 1 17* ' Звк(! 1 1)'

1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 I 1 1

5 4 32 ■ ' ■ ■

Рис. 5. Графш змши питомих ви-трат на складування вщход!в 1 реку-льтиващю порушених земель при зовшшньому Ззк та внутршньому Звк вщвалоутворенш в1дход1в на ба-зових кар'ерах продуктившстто Пи-

Доведено, що вщроблеш кар'ери слщ заповнювати вщходами виробни-цтва роздшьно за Ух рЬновидами. При цьому спелый ПКК 1 розкриви скла-дуються з поверхш одним ярусом. Розроблеш вщповщш схеми складування. Змшаш породи дощльно складувати ¡3 вщмиванням скельних ПКК та укладанням Тх у ярус висотою до 60...80 м. М'яю породи Пи МЛН М3/р1К Р0зм5щуються у шламосховицц разом з шламовими В1дх0дами збагачення.

Складування В1дход1В виробництва у високих ярусах також виконуеться при

чергуванш прошарюв товщиною понад 5 м ¡3 скельних та натвскельних порщ за допомогою криволшшного жолоба-скидача захщкою до 40...45 м

з упиранням основи ярусу у стойку призму з1 скельних порщ. При цьому забезпечуеться систематичний дренаж вщвалу, а також породне привантажування укосу м'яких порщ з шдтримуван-ням його стшкость

Шлами необхщно складувати в окреме шламосховище на дш вщпрацьова-ного кар'еру, або на верхнш площадщ внутршнього вщвалу у картах намиву розм1рами 50х(120-н150) м.

"П шламов1 вщходи, яга можуть бути використаш у промисловост1 або сшьському господарств! (¡з вапняшв, шсковиюв, грант в та ш.), зневоднюються на внутршшх вщвалах чи ТР ПКК за допомогою траншей-декантатор1в. Дов-жина траншеТ для осадження шсюв круптстю 2...3 мм стаковить 80... 135 м. Слщом за нею будусгься друга траншея-декантатор довжиною 70...90 м для осадження глинистих частинок. Так! траншеТ-декантатори споруджуються за 36...40 м вщ укосу вщвалу, ТР ПКК паралельно його фронту. Зневоднеш теки транспортують споживачам або складують у верхньому ярус! ТР ПКК. Глинист! частинки теля висушування укладають на укос! вщвалу.

Поверхня в!двалу рекультивуеться для сщьськогосподарського використання, ТР ПКК консервуеться шаром у 10... 15 см з потенц!йно родючих порщ 1 викорис-товуеться для вирощування кормових трав. Незаповнений проспр кар'ер!в вико-ристовуеться для накопичування води та шших потреб. За результатами досл!-джень роздщу 5 сформульоване п'яте наукове положения, а сумюно з обгрунтова-ними у розд!л! 4 технолопчними схемами вир!шена четверта задача дослщжень.

Роздьл 6. Впровадження технолопчних схем поетапноТ розробки неру-дних родовищ ¡з внутр1шньокар'ерним складуванням вщход!в виробницт-ва на шдприемствах

Обгрунтована ефектившсть використання рекомендовано'1 технологи поетапноТ розробки корисних копапин на базових нерудних кар'ерах.

У розрахунках зважувались показники споживання енергетичних ресурсов та порушування земель на основних (розкривних 1 вщвальних, складуванш вщ-ход!в 1 ПКК, видобувних I рекультивацшних) та допом1жних (перевантажува-льних 13 накопичуванням запаав сировини на ПСК та ути л ¡заднею деяких вщ-Х0Д1В) виробничих процесах у пор!внянш новоТ технологи поетапноТ розробки П0Л1В базових кар'ер!в КВШ ¡3 ниш ¡снуючою. Установлено, що за обгрунтова-ною у дисертацп технолопею споживання зазначених ресурЫв при розробщ базових кар'ер!в менше у 2,5...3,6 раз1в. Уведення у кар'ери конвеерного транспорту впливае на шдвищення витрат електроенергп у 1,2... 1,35 раз1в. Але у су-купносп досягненоТ економп з шших тишв ресурс1в при кнуючих цшах на ене-ргоноса забезпечуеться отримання додаткового прибутку до 0,35...0,83 грн на 1 м3видобутоТ корисноТ копалини.

Результата дослщжень впроваджеш на дшчих нерудних прничовидобувних шдприемствах УкраУни: Любим1вському граштному, Глух1вському кварцитово-му, Кадиювському та Псилерахському вапнякових кар'ерах, а також у проект! ¡нституту "Укрдщроруда". На цих пщприемствах впроваджеш наступи! техноло-пчш ршення ! схеми: 1) поетапна вщробка кар'ерного поля ¡з складуванням розкривних порщ на борту у ПКВ та використанням частини Тх для рекультивацн неупдь на Любим!вському гран!тному кар'ер! у 1994 р. (економ!чний ефект склав 2,688 млн крб.); Псилерахському кар'ер! вапняк!в Балаклавського РУ, де ПКВ сформовано на схши глибокоТ балки !з яруст висотою до 70-90 м з метою вщробки Тх на останньому етап! експлуатащ'У родовища та подальшоУ рекульти-ваци балки (у 1992-95 рр. за складовано 1122,4 тис. м3 скельних ПКК ! м'яких розкривних пор!д з ефектом 6824,025 млн крб.); 2) поетапна розробка родовищ ¡з складуванням В1ДХ0Д1В у ПБВ та внутршньому вщвал! - на Кадиювському кар'ер 1 вапняюв Балаклавського РУ при вщробщ Захщного борту КВШ з отри-маним додатковим прибутком 2406,06 млн крб. у 1992-1995 рр. та 357,44 тис. грн у 1996-1998 рр. за рахунок внутршньокар'ерного складування 2,1 млн. м3 розкривних порщ ! 250 тис. м3 вщход!в збагачення; Глух!вському кар'ер! кварци-т!в, де частина розкривних пор¡д використана для рекультивацп 6,5 га неупдь шд с!льськогосподарське виробництво з ефектом 361,58 млн грн. (2000 р.); 3) утшп-защя сухих в!дход!в збагачення вапняюв, що складувалися у внутршньому вщ-вал! - на Балакпавському РУ у 1997 р., економ!чний ефект за рахунок попере-дження порушень земель ! виключення додаткового подр!бнення сировини склав 679,5 тис. грн; 4) роздшьне внутр'шшьокар'ерне складування твердих ! рщких в!дход!в виробництва - у проект! "Укрдтроруди" для Кадиювського кар'еру з

розрахунковим економ!чним ефектом 739,8 млн крб. за 1993 р.

Наведеш результати пщтверджують ефектившсть практичного застосу-вання розроблених технолопчних схем на ус1х типах нерудних кар'ер1в: малоТ та середньоУ площ! (Любим1вський кар'ер), велико!' плоии, мым (Глух1вський) та глибою 1 надто глибою (кар'ери Балаклавського РУ). На основ1 цих результате вир1шена п'ята задача досшджень.

В результат дослщжень запропонована 1 повшстю обгрунтована нова кон-цепщя освоения нерудних родовищ скельних та наш'вскельних корисних копа-лин. Концепщя базуеться на решпзаци внутршньокар'ерного складування вщ-ход1В прничого виробництва при поетапнш розробш родовищ 1 вийманш пор1д КВШ на повну глибину кар'еру. Вона характеризуемся вилученням ¡з вщход1в ПКК та складуванням !'х окремо у виробленому простор! у ТР. 1шш вщходи ви-користовуються виключно для в1Дновлення родючосп порушених земель. Це забезпечуе енерго- та землезбереження, а також маловщходшсть виробництва ! зниження еколопчного порушення природного середовища.

Зпдно з такою концепцию (рис. 6) освоения нових родовищ проводиться шляхом: розкриття в одному з торцш кар'ерного поля 5 побудови до його кшце-воУ глибини КПЧ; складування розкриву 1 ПКК з КПЧ та вщходт збагачення на В1льшй рент поверхш кар'ерного поля р1вном!рно у ПКВ висотою до 16,5м; наступно!' вщробки робочого борту, який утворюеться з устушв масиву ПКВ, товиц розкривних пор^д I покладу корисноУ копалини, що роздшена на 1...3 ДТНБ, крутими вшмковими шарами в1д верхнього уступу до нижнього поош-довно один за одним з посуванням у горизонтальному напрямку на ширину одного КВШ; формування шд укосом кожноГ ДТНБ висотою 31...59м ПБВ, який поступово перемшхують шд уюс нижнього ДТНБ 1 на дно кар'еру; утворення уздовж неробочого борту кар'еру за простяганням покладу у виробленному простор! внутршнього вщвалу 1 ТР ПКК, на верхшх площадках яких складують шламов1 вщходи та видщеш з них ПКК; перемвдення добутих корисних копа-лин до ДЗФ, ДСЗ або ПП енергозбер1гаючими засобами транспорту (автосамо-скиди, колют навантажувач1 в комбшацн з стр1чковими конвеерами ! зал1знич-ними поУздами); рекультиващУ поверхш вщвалу ! ТР для потреб с)льського гос-подарства, а ¡нших порушених земельних дшянок - шд водосховища акумулю-юч! гщростанщУ для риборозведення, тощо.

Висновки

У дисертащУ, що е завершеною науково-дослщною роботою, поставлена 1 вир1шена актуальна науково-практична проблема наукового обгрунтування технолопУ вщкритоУ розробки нерудних родовищ ¡з внутршньокар'ерним складуванням вщход1в виробництва та попутноУ сировини з рекультиващею порушених земель переважно для альськогосподарського використання. На основ! рацюнальних технолопчних схем з енергозбершаючими комплексами облад-

Рис. 6. Схема до пояснения концепци освоения нерудних родовищ корисних копалин: 1 - уступи робочого борту кареру; 2 - неробочий борт, що присипаеться вщвалом розкриву; 3 - приконтурний вщвал; 4 - прибортов! вщвали розкриву 1 ПКК; 5 - внутршшй вщвал розкриву; 6 - техногенне родовище ПКК; 7 - роздше-не греблями на карта намиву шламосховище; 8 - склад-вщвал родючих порщ.

нання, оптим1зацп параметров прничих роб1т з використанням установлених за-лежностей Ух змши при поетапнш вщробщ скельних та нашвскельних корисних копалин кругами виУмковими шарами, формування на повну глибину у вироб-леному простор! вщвалов ! техногенних родовищ вказана технолопя забезпечуе енерго-! землезбереження, маловщходшсть виробництва ! зциження еклопчно-го порушення природного середовища.

Це мае важливе значения та е сутгевим для шдвищення ефективност! робота нерудних прничовидобувних шдприемств.

Найбильш важлив! науков! та практичш результати роботи полягають у на-ступному:

1. Практично вс1 родовища (загальною юльюстю понад 1300) нерудних ко-рисних копалин розробляються з перемщенням порщ \ вщходов переробки сиро-вини у зовшшш вщвали та шламосховища. У них на великш плоии (48...50 тис. га) складуються валовим способом ПКК. Перевезення розкривних порщ \ пщход1в на вщстань понад 2 км призводить до великих витрат енергетич-них ресурс1в. Таким чином держав1 наносяться значш економ1Чш та еколопчш збитки. Ц| збитки можуть бути знижеш на основ1 впровадження внутршньо-кар'ерного роздщьного скпадування вщходов виробництва, видглення ¡з них фракцш, як! утил!зуються та поетапноТ рекультивацп порушених земель, що зумовлюе актуальность поставленоТ науково-практичноо проблеми.

2. На основ! установлених закономерностей змши прничо-техшчних параметр! в, а також витрат на виконання розкриву 1 рекультивацою порушених земель у кар'ерах, слщуе рекомендувати до застосування рацюнальну технолопю поетапноТ розробки нерудних родовшц ¡з внутр1шньокар'ерним складуванням вщход1в виробництва 1 попутноТ сировики на кар'ерних полях ¡з площею по по-верхш 10...300 га, потужтстю покривних пород 5...65 м та глибиною 40...225 м.

3. Технолопю поетапноТ розробки нерудних родовшц з внутршньо-кар'ерним сладуванням В1ДХ0Д1В виробництва 1 попутних корисних копалин на-лежить реалозувати шляхом ¡нтенсивного формування кар'еру першоТ черги до кшцевоТ глибини на обмежешй плоил, складуванням його вщход1в виробництва на вщьшй рейт поверхно кар'ерного поля, наступною водробкою родовища кругами виТмковими шарами з грав1тацшним 1 транспортним перемощенням уах об'скпв розкриву та водход1в у вироблений прост1р, утворенням на повну його глибину внутрошнох водвалов 1 техногенних родовищ 1 рекультивацоею Тх на р1вн1 земноТ поверхно для сщьськогосподарського використання. Це забезпе-чуе енерго- 1 землесбереження, знижуе еколопчш порушення природнього се-редовища. На родовищах площею 10... 12 га вщходи виробництва з кар'еру першоТ черги доцольно використати для рекультивацп земельних неупдь. Ращ-ональна вщстань перемощення водходов до них знаходиться у доапазош 1,5...2 км.

4. Ращональш комплекси обладнання, яко вибраш на осново установлених залежностей величини питомоТ енергоемносто вод вщсташ перемощення горськоо маси, належить комплектувати колкними навантажувачами на розкривних та видобувних роботах при до став щ порщ на 0,7...0,9 км, а також на вщробш I пе-ремщенш порщ ¡3 прибортових в1двал1в у внутрганш та техногенне родовище. Рекультивацпо поверхш вщвалу 1 консервацпо техногенного родовища необ-хщно здшснювати колосними скреперами при розташуванно зовношшх склад1в родючих порщ уздовж меж кар'ерного поля.

5. На видобувних роботах доцшьно застосовувати комбшашю автосамос-кидов 1 колосних навантажувач1в ¡3 конвеерним 1 залозничним транспортом при перемщенш корисноТ копалини вод борту кар'еру до ДЗФ (ДСЗ) вщповодно на

вщстань: 0,5...3,5 км - строчковими конвеерами, понад 3,5 км - зашзничними поТздами. Це дозволяе знизити на 10...40% споживання енергетичних ресурсов. КомушкацГТ 1 перевантажувальне обладнання рекомендусться розм1щувати на неробочому борто, протилежному в1д водвалу та техногенного родовища. Борт належить подсипати породами не вище горизонту, на якому розташоване вказа-не обладнання.

6. На основ! установлених законом1рностей формування робочоо зони доказано, що для скорочення в 1,3...3,5 рази термшу подготовки кар'ерш до введения в IX робочу зону стрмкових конвееров, при найменших витратах на вико-нання прничих роб1т, доцшьно здшснювати поперечну подготовку кар'ерного поля на його фланзо, формувати один робочий борт, роздшений за висотою вщ-повщно до потужносто по кладу корисноо копалини на 1-3 тимчасово неробочо дшянки з найбшьшим кутом нахилу (до 40...42°) та вести посування даного борту за простяганням покладу до другого протилежного флангу кар'ерного поля. При цьому забезпечуються наймешш розм1ри кар'еру першоТ черги, яю не пе-ревшцують 30...45% площ1 усього кар'ерного поля.

7. 3 урахуванням установленого впливу ширини крутого ви'омкового шару на параметри прничих робот обгрунтован'о технологично схеми, у яких забезпечуються мономально об'еми повторно!" переекскавацн водходов у вироблений простор при найменших витратах на виробнич1 процеси розробки порщ розкри-ву о корисноТ копалини. У цих технологочних схемах необходно приймати ширину крутого ви'омкового шару мЫмальнооо за умовами виконання прничих робот-36...45 м.

8. Для надшного функцоонування транспортних ланок у видобувних комплексах доцольно резервувати корисну копалину у проможних складах, яко слод розмооцувати на поверхно перед ДЗФ (ДСЗ) при конвеернш доставцо пород Ь шд укосом неробочого борту кар'еру - при перемощенш пород залозничними по'о'з-дами. Меткость такого складу рекомендусться визначати за розробленою методикою, яка водр!зняеться розрахунком величини приросту енергоемност! транс-портно-перевантажувальних роб!т ушх ланок транспорту з урахуванням фактичного 1 планового часу \'х простоов. Обфунтована за м1номумом зазначеноТ величини приросту енергоемност! мосткость проможного складу становить 17,5...20% вщ тижневих об'емов видобутку корисноо' копалини.

9. Складувашоя усох вщход'ов виробництва доциоьно виконувати з формуван-ням внутрншнього водвалу розкриву на повну глибину кар'еру за простягненням покладу пщ укосом неробочого борту, а техногенного родовища - у вироблено-му простор! уздовж укосу вщвалу. Шламосховища в!дход!в переробки корисноТ копалини належить створювати на поверхш техногенного родовища, для тих вщход!в, що утил!зуються, а для ¡нших — поверх внутршнього в!двалу у картах намиву. При цьому шламов1° вщходи з кар'еру першоТ черги доцшьно складувати у тимчасовому шламосховищ! поверх приконтурного в!двалу.

10. Для зниження енергетичних ресурав на складування порщ у вщробле-них нерудних кар'ерах вщвали 1 техногенш родовища слщ формувати шляхом укладання по черз1 скельних 1 м'яких порщ ¡з застосуванням жолоб1в-скидач1в заходками шириною 40...45 м у ярусах висотою 70...100 м до земноУ поверхш, а шламов1 вщходи - в окремому шламосховииц на дш кар'еру.

11.3 метою комплексного використання порщ кар'ер1в та зниження витрат на Ух перевезення 1 вщвалоутворення слщ утил1зувати др1бнофракцшш (0...5 мм) вщходи переробки флюсодоломЬноУ сировини та вапняюв шляхом вщбору Ух на ситах 1 осаджування 13 шламових вщход1в у траншеях-декантаторах, яю розташоваш на площадщ верхнього ярусу техногенного родовища або внутрь шнього вщвалу. Др1бнофракц1Йш вщходи належить використовувати для подготовки шихти до агломерашТ зал1зних руд, що дозволяе виключити ¡3 потенщй-ного порушування зем.-п, в'щведеш для складування таких вщход1В.

12. На основ1 теоретично обгрунтованоУ технолопУ до впровадження реко-мендусться нова концепщя освоения нерудних родовищ скельних та натв-скельних корисних копалин УкраУни. Концепщя базуеться на реаопзащУ принципу внутршньокар'ерного складування вщход!в прничого виробництва та впроваджуеться шляхом поетапноУ розробки родовищ КВШ. Характеризуемся видшенням ¡3 в1дход1В виробництва попутних корисних копалин, утилпованих для промислового використання та складовуваних усередиш кар'ер1в у техно-генних родовищах з можлив1Стю використання для Ух повторноУ вщробки кар'ерних транспортних комушкацш. Поверхню вщвал1в 1 техногенних родовищ доцшьно рекультивувати для сшьськогосподарського застосування. Це становить 30...40% плоин земель, порушених кар'ерами. Забезпечуеться мало-вщходшсть виробництв, енерго- та землезбереження. Держава отримае вагомий економ1чний прибуток та покращиться еколопя у прничовидобувних репонах.

13. Результата дослщжень впроваджеш у вигляд1 техшчних проеетзв, тех-н1ко-економ1чного обгрунтування 1 рекомендаций на Кадиювському та Псиле-рахському вапнякових кар'ерах Балаклавського РУ, Глухзвському кар'ер1 квар-цит1в 1 Любим1вському граштному кар'ерь Фактичний економ1чний ефект у 1992-95 рр. склав 10,146 млрд. крб 1 1,4 млн грн - у 1996-99 рр. Розрахунковий ефект вщ реатзацй' рекомендованих ршень у техшчному проект! ¡нституту "Укрдшроруда" - 739,8 млн. крб (1993 р.) Цими результатами впровадження пщтверджуеться обгрунтовашсть 1 доспшршсть наукових висновюв, вирше-них задач дослщження та практичних рекомендацш.

14. РекомендащТ з впровадження розробленоУ технолопУ видобутку скельних нерудних корисних копалин ¡з внутршньокар'ерним складуванням вщхо-д1в виробництва 1 формуванням техногенних родовищ схвалеш Мшпромпол1-тики УкраУни 1 направлен! для широкого впровадження на кар'ерах флюсодо-лом1ТНоУ сировини до ДержавноУ акцюнерноУ компанй' "Укррудпром" та на окрем1 пщприемства.

OcHOBHi положения i результата дисертацй'опублшоваш в 61 робот1, основы! з яких наведеш нижче:

1. Симоненко В.И., Мартыненко В.П. Конструктивные схемы перегрузочных устройств // А.Ю. Дриженко, В.П. Мартыненко, В.И. Симоненко и др. Вскрытие глубоких карьеров. - М.: Недра, 1994. - С. 225-256.

2. Обоснование параметров системы вскрытия глубоких карьеров при поэтапной отработке крутыми выемочными слоями / А.Ю. Дриженко, В.И. Симоненко, С.Н. Николенко, И.Г. Чернокур // Разраб. рудн. месторождений: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - К.: Техшка, 1993. - Вып. 54. - С. 31-43.

3. Симоненко В.И. Регулирование режима работ на карьерах с мощной толщей покрывающих пород // Горн, информац.-аналит. бюл. — М.: МГГУ. — 1998. -№ 8.-С.76-80.

4. Симоненко В.И. Выбор технологической схемы поэтапной отработки нерудных карьеров // Разраб. рудн. месторождений: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - Кривой Рог, 1998. - Вып. 62. - С. 28-32.

5. Симоненко В.И. Оценка технологических решений открытой разработки нерудных месторождений // Сб. науч. тр./ НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. - 1998. - № 3, Т.4. - С. 59-63.

6. Симоненко B.I. Параметри В1брацшних випускних пристроТв акумулюючих склад1в конвеерних систем прничовидобувних та переробних шдприемств // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. - 1998. - Вип. 2 (43). -С. 151-156.

7. Симоненко В.И. Технологические аспекты энергосбережения при открытой разработке скальных нерудных полезных ископаемых // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 1998. - № 2. — С. 83-85.

8. Симоненко В.И. Природоохранная технология доработки законсервированного борта карьера //Горн, информац.-аналит. бюл.- М.: МГГУ. - 1998. -№5.-С. 198-201.

9. Симоненко B.I. Технолопя дороблення та рекультивацн нерудних кар'ерт // „ Науковий вюник НГА Укршни. - 1999. - № 2. - С. 26-30.

10. Симоненко В.И. Расширение области использования вибрации на нерудных карьерах скальных полезных ископаемых // Вибрация в технике и технологиях,- 1999,- №3.- С. 10-12.

11. Симоненко В.И. Перегрузочные пункты автомобильно-конвейерного транспорта на нерудных карьерах скальных пород // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. - 1999. - Вип. 4 (45). - С. 73-77.

12. Симоненко В.И. Выбор технологической схемы перемещения полезных ископаемых конвейерными системами из нерудных карьеров на ДОФ // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн.зб. — 1999.- Вип. 5 (46). — С. 59-63.

13. Симоненко В.И. Обоснование устойчивых параметров отвалов при систем-

ном моделировании технологических процессов на нерудных карьерах // Системш технолопУ. Системне моделювання технолопчних процес!в: 36. наук. пр. - Вип. 6. - Дншропетровськ: ДНВП "Системш технолопУ", 1999. -С. 113-118.

14. Симоненко В.И. О систематизации карьеров скальных нерудных полезных ископаемых для исследования технологии их разработки // Науковий вюник НГА УкраУни. - 1999. - № 3. - С. 18-21.

15. Симоненко В.И. Перспективы применения внутреннего отвалообразования на глубоких флюсовых и нерудных карьерах // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1999. -№ 2-3. - С.60-63.

16. Усик И.И., Симоненко В.И. Строительство и параметры нерудных карьеров флюсового и каменного сырья // Науковий вкник НГА УкраУни. - 1999. -№4.-С. 39-42.

17. Симоненко В.И. Заполнение отработанных нерудных карьеров отходами горных предприятий // Науковий вюних НГА УкраУни. - 1999. - № 6. - С. 23-26.

18. Симоненко В.И. Обоснование параметров открытой разработки мощных нерудных месторождений с внутренним отвалообразованием // Горн, ин-формац.-аналит. бюл. - М.: МГГУ. - 2000. - № 10. - С. 164-168.

19. Симоненко В.И. Создание техногенных запасов минерального сырья в нерудных карьерах // Металлургическая и горнорудная промышленность. -2000. -№3.-С. 64-67.

20. Симоненко В.И. Новая концепция открытой разработки нерудных месторождений скального минерального сырья // Сб. науч.тр. / НГА Украины. -Днепропетровск: РИК НГА Украины.-2001.-№ 12.-С. 155-160.

21. Симоненко В.И. Энергетический подход к определению резервных запасов горных пород в конвейерных линиях // Науковий вюник НГА УкраУни. -2002.-№3,-С. 21-23.

22. Симоненко В.И. К вопросу о расположении карьера первого этапа разработки мощных нерудных месторождений с внутренним отвалообразованием // Сб. науч. тр. / НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. -2002.-№ 13, Т 1.-С. 119-123.

23. Пат. 28946 Укра'ша, МКИ Е21С 41/26. Споаб вщкритоУ розробки потужних поклад!в скельних корисних копалин / В Л. Симоненко /Укра'ша/. -№97115514; Заявл. 18.11.97; Опубл. 16.10.00: Бюл. № 5-11. - 5 с.

24. Пат. 30073 Укра'ша, МКИ Е21С 41/26. Споаб розкриггя при вщкритш роз-робщ скельних корисних копалин / В.I.Симоненко /УкраУна/.- №97126101; Заявл. 17.12.97; Опубл. 15.11.00. - Бюл. № 6-11.-7 с.

25. Пат. 3691 ЗА УкраУна, МК1 Е21С41/00, Е21С41/32. Споаб засипання вщроб-лених кар'ер1в пухкими та скельними породами / В.1. Симоненко (УкраУна). -№2000021077; Заявл. 24.02.2000; Опубл. 16.04.2001. - Бюл. № 3.-3 с.

26. Симоненко В.И. Решение проблемы складирования отходов горнодобы-

вающего предприятия // Матер, междуиар. науч.-практ. конф. "Экологизация производства и управление отходами". — Днепропетровск: Приднепровский центр чистых производств. - 1996. - С. 57.

27. Симоненко B.I. Новий пщхщ до оцшки проектних ршень розвитку прничодобувного комплексу в перюд переходу до ринкових вщносин// Матер. М1жнар. наук.-практ.конф. "Проблеми реформування економки УкраТни в умовах транзищГ. - Харюв: 1нститут б1знесу i менеджменту, 1998. -С. 279-281.

28. Дриженко А.Ю., Симоненко В.И., Дуганов Б.Г. Утилизация отходов флюсовых известняков - путь к улучшению состояния природной среды // 36. матер. м!жнар. наук.-техн. конференцп "Використання вщход1в виробництва прничо-металургшного та паливно-енергетичного комплексе УкраТни, х1м1чних та гальвашчних виробництв у буд1вельнш ¡ндустрп та дорожному господарствГ. - К.: Тов. "Знания" УкраТни, 2000. - С. 47-50.

29. Симоненко В.И., Дуганов Б.Г. Утилизация жидких отходов обогащения флюсовых известняков II Hoei технологи та обладнання по переробщ про-мислових В1ДХ0Д1В i Тх медико-еколопчне забезпечення: 36. матер, конф. -КиТв: Тов. "Знания" УкраТни, 2001. - С. 114-117.

30. Симоненко В.И., Дуганов Б.Г., Переверзев В.Г. Перспективные решения добычи и переработки сырья для производства кристаллического кремния // Науково-техшчш аспекта використання вщход1в кольоровоТ металургп, в тому чист алюмппевоТ промисловосгп i сум!жних з нею виробництв: 36. матер, конф. - К.: Тов. "Знания" УкраТни, 2002. - С. 68-71.

31. Симоненко В.И. Параметры системы разработки нерудных карьеров при выемке пород крутыми слоями // Разраб. рудн. месторождений: Респ. меж-вед. науч.-техн. сб. - Кривой Рог, 1998. - Вып. 62. - С. 33-37.

32. Симоненко В.И., Богданов В.М. Моделирование процессов открытых горных работ при поэтапной отработке карьера крутыми выемочными слоями // Сб. науч. тр. / НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины, 1998. - № 3, Т.4.-С. 37-40.

33. Симоненко В.И., Тельнов В.Г., Васильева H.A. Формирование отвала на склоне балки с локализацией проявившихся оползневых деформаций // Сб. науч. тр. / НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. - 1998. -№2.-С. 250-257.

Особистий внесок автора в роботи, опублжоваш у сшвавторствЬ

[1] - обгрунтування технолопчних схем, параметр!в i облает! використання перевантажувальних пункгпв на кар'ерах, дослщження схем транспорту з вико-ристанням рудоскат1в та грохотильно-перевантажувальних пункт'т;

[2, 16] - щея, постановка мети i методики дослщжень, теоретичш дослщження технолопчних схем поетапноТ розробки з внутршньокар'ерним скла-дуванням вщход1в;

[28, 29, 32, 33] - створення математичноТ модел! процешв прничих роб1т та рацюнального розмщення вщход1В у виробленому простора розробка способ1в пщготовки вщход1в до утил1заци Тх у рвних галузях та способ!в локалЬаци зсу-вт вщвалу;

[30] — ¡лея, постановка мети дослщження, розробка технолопчних схем ви-добутку сировини та участь у розробщ технолопчних р1шень з УТ переробки.

Анотащя

Симоненко В.1. Технолопчш основи розробки нерудних родовищ з внут-р1шньокар'ерним складуванням вщход1в прничого виробництва. — Рукопис.

Дисерташя на здобуття вченого ступеня доктора техшчних наук за спеща-льшстю 05.15.03 - "Вщкрита розробка родовищ корисних копалин". - Нацюна-льний прничий ушверситет, Дшпропетровськ, 2004.

Дисертащя присвячена науковому обгрунтуванню та створенню ефектив-ноУ технологи вщкритоУ розробки нерудних родовищ скельних корисних копалин з внутршньокар'ерним складуванням вщход1в прничого виробництва. На основ1 застосування поетапноТ вщробки р!зних за площею, потужшстю та гли-биною залягання родовищ уперше видшеш базов! нерудш кар'ери як основш об'екти дослщження. Розроблеш нов! ланки енергозбер1гаючих комплекЫв об-ладнання кар'ер!в та економшо-математична модель обгрунтування ращональ-них технолопчних схем, що включають щ комплекси, розрахунку параметр5в технолоп'У за новими методиками. Обгрунтоваш нов! технолопчш схеми роз-кривних 1 видобувних роб1т, складування твердих 1 шламових вщход1в виробництва з видщенням ¡з них та утшшащею попутних корисних копалин, рекуль-тиващ! порушених земель для потреб сшьського господарства. На основ1 цього запропонована концепция освоения нерудних родовищ скельних та нашвскель-них корисних копалин УкраТни. Основш результата пращ знайшли промислову перев1-рку при проектуванш та впровадженш новоГ технолопУ при розробщ флюсових вапняюв, кварцитовидних тсковигав 1 грантв.

Ключов1 слова: нерудш кар'ери, поетапна вщробка родовищ, виутр1ШНЬО-кар'ерне складування вщход1в виробництва, техногенш родовища, технолопчш схеми, енерго- 1 землезбереження.

Аннотация

Симоненко В.И. Технологические основы разработки нерудных месторождений с внутрикарьерным складированием отходов горного производства. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.03 — "Открытая разработка месторождений полезных ископаемых." - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2004.

Диссертация посвящена научному обоснованию и созданию эффективной технологии открытой разработки нерудных месторождений скальных полезных ископаемых с внутрикарьерным складированием отходов горного производства.

Для нерудных месторождений с мощностью покрывающей вскрыши 3...60 м, глубиной залегания 40...225м и площадью по поверхности 10...300га на основе установленных закономерностей изменения площади нарушенных земель, дальности перемещения отходов горного производства и удельных затрат на вскрышные, транспортные, отвальные и рекультивационные работы в зависимости от способов отработки месторождений доказана целесообразность применения технологии поэтапной разработки карьерных полей крутыми выемочными слоями с внутрикарьерным раздельным складированием отходов производства и попутных полезных ископаемых. Исследования выполняются на семи типах базовых карьеров, впервые выделенных из 258 нерудных месторождений Украины с изометрическими и плитообразными залежами скальных и полускальных полезных ископаемых, которые не могут эффективно разрабатываться по существующей технологии с внутренним отвалообразованием.

По разработанной экономико-математической модели обоснованы рациональные технологические схемы горных работ с энергосберегающими комплексами оборудования, с использованием новых методик рассчитаны параметры системы разработки. Предусматривается: интенсивное формирование карьера первой очереди (темпы углубки 7...18,5м/год) с одним рабочим бортом (угол откоса 20...41°), до конечной глубины на 20...45% площади горного отвода; временное складирование всех отходов в отвал высотой до 26,5м на поверхности карьерного поля, последующую его отработку в горизонтальном направлении с выемкой пород в крутых слоях (высота 31...59м, угол наклона 31.. .44°, ширина 36.. .45м, интенсивность отработки 20,1.. .84м/год) при транспортном (автосамосвалы, колесные погрузчики) и гравитационном перемещении отходов производства в выработанное пространство; складирование отходов под откосом нерабочего борта во временном отвале, формирование внутреннего отвала и техногенного месторождения для попутного сырья, выделенного из вскрыши и других отходов производства. На уровне земной поверхности площадки отвала (55...525м) и техногенного месторождения (17...401м) рекультивируются для сельскохозяйственного использования. Другие участки нарушенных земель восстанавливаются под лесонасаждения и водоемы.

Разработаны технологические схемы складирования отходов с выделением из них утилизированных фракций, которые используются в металлургии и других отраслях. Это обеспечивает снижение на 10% нарушения земель при отвалообразова-нии таких отходов и исключает процесс дополнительного дробления флюсовых компонентов шихты при ее агломерации.

Рекомендуемые энергосберегающие комплексы оборудования на добычных работах нерудных карьеров комплектуются автосамосвалами и колесными погрузчиками в комбинации с конвейерами и железнодорожными поездами, которые пе-

ремещают породы с глубины соответственно 40...60м и 100...110м. На рекультивации отвалов и техногенного месторождения целесообразно применять колесные скреперы. Колесные погрузчики совместно с бульдозерами и специальными желобами-сбрасывателями используются при складировании твердых и мягких пород в выработанном пространстве карьеров.

На основе разработанной технологии предложена новая концепция освоения скальных и полускальных нерудных месторождений Украины. Внедрение ее обеспечит снижение в 1,6...4 раза затрат на разработку за счет уменьшения на 20...50% потребления энергетических ресурсов. Нарушения земель локализуется только в пределах карьерного поля, 30...40% площади которого восстанавливается для использования в сельском хозяйстве.

Основные результаты работы прошли промышленную проверку при проектировании и на горных предприятиях путем внедрения новой технологии при разработке флюсовых известняков, кварцитовидных песчаников и гранитов.

Ключевые слова: нерудные карьеры, поэтапная отработка месторождений, внутрикарьерное складирование отходов производства, техногенные месторождения, технологические схемы, энерго- и землесбережение.

Annotation

Symonenko, V.I. Technological Basis of Mining of Non-Metalliferous Deposits with In-Colliery Waste Dumping. - Manuscript

Dissertation for granting doctor of technical sciences degree in specialism 05.15.03 -"Opencast Mining of Mineral Resources". National Mining University, Dnipropetrovsk, 2004.

Dissertation covers scientific background and effective technology of opencast mining of non-metalliferous deposits of rock resources with in-colliery waste dumping resulted from mining. Basic non-metalliferous collieries are researched as main objects on the basis of stage mining sites different in square, thickness and depth of mineral deposits. New power saving complexes of colliery equipment and economic and mathematic model for grounding rational technological schemes, which include the named complexes, and calculation of technology parameters using innovative methods are developed. Innovative technological schemes for extracting and mining, dumping of solid and slag wastes from mineral resources mining and extracting, recurvation of the damaged soils for agriculture needs are grounded and described. Based on the said the concept of exploiting non-metalliferous deposits of rock and semi-rock mineral deposits of Ukraine are proposed. The main results of the research are industrially tested during the project period and while introducing new technology in mining flux limestone, quartzite sandstone and granite.

Key-words: non-metalliferous collieries, stage mining of the deposit, in-collieiy waste dumping resulted from mining, technogennous deposits, technological schemes, power and soil saving.