Введение к работе
%&А
Камнедобывающая промышленность является одной из самых стабильно развивающихся отраслей в мире. Ее ежегодный рост составляет 4-6% и обусловлен, прежде всего, постоянным увеличением населения и улучшением социальных условий.
По прогнозам к 2025 году произойдет пятикратное увеличение объемов производства и использования природного камня в виде облицовочных материалов. Вместе с тем Россия, располагая богатейшим сырьевым потенциалом природного камня, не является крупным производителем, и тем более экспортером изделий из него.
Обеспечение развития отрасли требует постоянного увеличения объемов добычи облицовочного камня и может быть достигнуто не только вовлечением в разработку новых месторождений, но и за счет применения нового оборудования, а также улучшения показателей работы действующих карьеров. Эффективность отработки месторождений мрамора зависит от принятого оборудования, параметров технологии и способа разработки. В настоящее время в России широко применяют самое современное камнедобывающее и обрабатывающее оборудование, но разработку месторождений ведут только открытым способом. В то время, как в мире, на долю подземного и комбинированного способов разработки приходится около 30% всего объема добычи блоков. Поскольку подземный способ разработки требует значительных капитальных затрат и времени, то в России можно реально увеличить объемы добычи высококачественных блоков ценных разностей мрамора, главным образом, за счет внедрения комбинированного способа разработки, используя существующую производственную инфраструктуру. Однако отсутствие подобного опыта работ и результатов научных исследований, позволяющих принимать решения при обосновании параметров такой технологии, сдерживает применение комбинированного способа разработки.
Это обстоятельство определяет актуальность и своевременность темы исследования, связанного с обоснованием параметров технологии разработки комбинированным способом месторождений облицовочного мрамора.
Идея работы состоит в том, что параметры технологии при комбинированном способе разработки месторождений облицовочного мрамора обусловлены пространственной изменчивостью прочности камня, интенсивности тре-щиноватости массива, рельефом поверхности и мощностью вскрышных пород.
Цель настоящей работы состоит в обосновании параметров технологии разработки месторождений облицовочного мрамора комбинированным способом, обеспечивающих повышение эффективности добычи блоков.
Для достижения поставленной в диссертации цели необходимо было решить следующие задачи:
-разработать объемную модель трещиноватости и исследовать пространственную изменчивость интенсивности соответствующего показателя;
(
і РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ , БИБЛИОТЕКА
-установить влияние пространственной изменчивости интенсивности трещиноватости массива на параметры технологии при комбинированном способе разработки месторождений облицовочного мрамора;
-оценить взаимное влияние параметров карьера и подземных выработок и разработать методику для их расчета;
-исследовать характер влияния особенностей строения месторождения на производственную мощность и интенсивность его разработки комбинированным способом;
-обосновать рациональные объемы горных работ открытым и подземным способом при комбинированной разработке месторождения облицовочного мрамора.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Деление месторождения мрамора на зоны для ведения открытых и под
земных работ при комбинированном способе разработки следует осуществлять,
учитывая гармонический характер изменения в плане и по глубине показателя
блочности мраморного массива, устанавливаемого на основании изучения трещи
новатости по керну скважин.
-
Комбинированный способ разработки месторождений облицовочного мрамора с зонами ведения открытых и подземных работ, связанными штольнями, обеспечивает повышение эффективности добычи блоков за счет увеличения площади рабочей зоны, сокращения объемов выемки внутренней и внешней вскрыши и уменьшения горно-капитальных работ.
-
Скорость подвигания фронта работ в карьере ограничивает объем добычи блоков при комбинированной разработке месторождения мрамора и предопределяет состав комплекса добычного оборудования в шахте.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1.Разработана объемная модель трещиноватости для исследования пространственной изменчивости соответствующего показателя, определяющего параметры комбинированной технологии разработки месторождения облицовочного мрамора.
2.Установлена пространственная закономерность изменения выхода блоков на месторождениях облицовочного мрамора и доказана его связь с параметрами комбинированной технологии их разработки.
З.Получены аналитические выражения для расчета параметров комбинированной технологии.
4.0переделен характер влияния особенностей строения месторождения на производственную мощность и интенсивность его разработки комбинированным способом.
5.Выявлена закономерность динамики рациональных объемов горных работ открытым и подземным способом при комбинированной отработке месторождения облицовочного мрамора.
Методы научных исследований: анализ ранее выполненных научных исследований; обобщение отечественного и зарубежного производственного опыта; моделирование и численные исследования на ЭВМ; аналитические рас-
четы; натурные наблюдения; технико-экономический анализ; методы математической статистики и оптимального планирования эксперимента.
Достоверность результатов исследований подтверждена сходимостью результатов теоретических исследований с практическими данными; внедрением результатов проведенных исследований при проектировании рудников с комбинированным способом разработки; данными моделирования трещинова-тости для оценки блочности массива; значительным объемом статистических данных.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
1.Предложена методика оценки пространственной изменчивости выхода блоков на месторождениях облицовочного мрамора для установления ее взаимосвязи с параметрами комбинированной технологии их разработки.
2.Разработана методика рационального раскроя мраморного месторождения на зоны ведения открытых и подземных работ при комбинированном способе его разработки.
3.Обоснованы порядок и методика расчета производственной мощности и интенсивности отработки месторождения мрамора комбинированным способом с учетом пространственной изменчивости особенностей строения его массива.
Реализация результатов исследования.
Результаты исследований использованы при проектировании рудника «Доверие», разрабатывающего второй геологический участок Кибик-Кордонского месторождения мрамора. Реализация проекта позволит по сравнению с открытым способом разработки увеличить величину внутренней нормы доходности с 6,6% до 16,33%. Расчетный годовой экономический эффект составит 4,6 млн. руб.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых" (Красноярск, 1999г.), Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экологические проблемы горно-металлургического комплекса» (Красно-ярск,2000г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов (инновационный и инвестиционный потенциалы)» (Красноярск, КГТУ,2000), 1-ой международной научно-практической конференции «Технологические проблемы разработки месторождений минерального сырья в сложных геотехнологических условиях» (Тула, 2000г.), международной научно-технической конференции «Теория и практика добычи, обработки и применения природного камня» (г. Магнитогорск, 2002,2003,2004,2005,2006).
В 2004г. автором получен грант (14G060) красноярского краевого фонда науки для молодых ученых.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложена на 183 страницах машинописного текста, включает
23 таблицы, 76 рисунков, список использованной литературы из 132 наименований.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность за неоценимую помощь и консультации при подготовке диссертации профессору, доктору технических наук А.И. Косолапову, сотрудникам кафедр «Открытые горные работы» и «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», принявших активное участие в обсуждении и апробации диссертации.
