Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности гидроразмыва при скважинной гидродобыче разуплотненных руд КМА Пинчук Алексей Васильевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Пинчук Алексей Васильевич. Повышение эффективности гидроразмыва при скважинной гидродобыче разуплотненных руд КМА : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 25.00.22 / Пинчук Алексей Васильевич; [Место защиты: Рос. гос. геологоразведоч. ун-т им. С. Орджоникидзе (РГГРУ)].- Москва, 2009.- 22 с.: ил. РГБ ОД, 9 09-2/2873

Введение к работе

Актуальность работы В условиях перехода страны на рыночные отношения с одновременным соблюдением эколого-социально-экономических требований к производству - научное обоснование и широкое внедрение нетрадиционных способов отработки железосодержащих массивов в сложных горно-геологических условиях представляет важную государственную задачу.

Анализ состояния железорудной базы черной металлургии России показывает, что обеспечение ее железорудным сырьем в ближайшей перспективе может столюгуться со значительными трудностями, связанными как с недостатком средств на поддержание существующего уровня добычи, так и с их увеличением в связи с ухудшением условий разработки месторождений. Кроме этого, затраты на добычу и подготовку металлургического сырья, в силу природных особенностей разрабатываемых в стране месторождений в 1,5+2 раза превышает затраты основных рудодобывающих стран: Австралии, Бразилии, Швеции, Индии и пр. Эти страны, формирующие цены мирового рынка на железорудное сырье, разрабатывают месторождения с лучшими, чем в России, горно-геологическими условиями. Так, содержание железа в рудах в 1,7 раза выше, а коэффициент вскрыши в 4 раза ниже. Как на стадии добычи, так и на стадии обогащения, российские руды требуют значительно больших затрат, что определяет низкую конкурентоспособность российской железорудной продукции на мировом рынке.

В то же время, на территории КМА имеется более 60 млрд. тонн запасов и ресурсов богатой железной руды с содержанием железа более 60%. Разработка месторождений богатых железных руд из-за сложных горногидрогеологических условий залегания неэффективна. Предпринимаются попытки оценить целесообразность отработки таких месторождений способом гидротехнологий, в том числе и скважинной гидротехнологии, что позволит получить высококачественную, конкурентоспособную руду с содержанием железа более 67%.

В связи с этим, обоснование параметров технологии и процесса гидроразрушения железосодержащих разуплотненных руд является актуальной задачей исследования.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является научно-геотехнологическое обоснование повышения эффективности процессов гидроразмыва при СГД на различных стадиях освоения разуплотненных железосодержащих руд КМА. <

ОСНОВНАЯ ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в обосновании эффективного процесса струеформирования при разрушении массива разуплотненных железосодержащих руд.

Основные задачи исследований На основе выполненных теоретических обобщений, анализа литературных и фондовых материалов по

разработке и перспективам развития метода СГД, автором сформулированы следующие задачи исследований:

обоснование критерия оценки качества гидромониторной струи;

обоснование общей структурной аналогии динамики развития струйных потоков;

исследование и аналитическое обоснование физической сущности коэффициента структуры гидромониторной струи;

исследование струеформирующих устройств при формировании струй с повышенной разрушающей способностью;

исследование разрушающей способности гидромониторной струи с внешним струеформированием;

исследование технологических возможностей эрлифтного подъема;

разработка рациональных технологических схем гидродобычи разуплотненных железосодержащих массивов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Для решения поставленных задач был использован комплексный метод исследований, включающий: обобщение и анализ библиографических и патентных материалов мирового опыта СГД различных видов полезных ископаемых, а также фондовых документов; анализ физических процессов при струеформировании и гидроразрушении горного массива; аналитическое обоснование методов оптимизации управления качеством руды - сравнение полученных экспериментальных данных с результатами аналитических исследований.

Основные защищаемые научные положения:

  1. Формирование струйных потоков определяется общей структурной закономерностью с учетом формы канала и динамики развития напорного течения.

  2. Повышение производительности гидроразмыва разуплотненного железосодержащего массива достигается за счет: перемещения процесса струеформирования из области ствола гидромонитора к месту вылета струи из насадки; самоэжекции атмосферного воздуха по оси струи; самоэжекции раствора поверхностно-активных веществ или абразивных материалов в область вылета струи из насадки.

  3. Величина оптимальных удельных энергозатрат на гидроподъем в процессе эрлифтирования определяется взаимосвязанными параметрами длины и диаметра эрлифта, плотностью гидросмеси, объемов расхода газа и жидкости, а также длиной линии всасывания и нагнетания.

Научная новизна результатов работы:

  1. Установлено, что движение струи в канале, стенками которого является граница раздела фаз (вещества струи и окружающей среды) аналогично равномерному турбулентному напорному течению потока в трубах.

  2. Установлено, что отличительной способностью распространения турбулентных свободных струй является идентичность роста пограничного

слоя, как у твердой границы, так и у границы раздела двух разноплотностных потоков (в частности, вода - воздух).

  1. Аналитически установлено, что структура зависимости изменения средней или осевой скорости для затопленной струи подобны и отличаются только константой.

  2. Анализ исследований по струеформированию показал, что основные формулы и выражения, описывающие изменение скорости по длине струи могут быть приведены и представлены единой структурной формой.

  3. Опытно-аналитически установлено, что степень искривления гидромониторной струи зависит от длины струи, диаметра насадки и давления истечения. Причем, для средненапорных струй (давлением до 60 ат и длиной до (н-8 м) величина вертикального смещения ее оси пренебрежимо мала.

6. Численно-аналитический анализ показывает, что поскольку
искривление гидромониторных струй среднего давления незначительно, то это
обстоятельство позволяет с удовлетворительной степенью практической
достоверности рассматривать процесс распространения гидромониторной
струи как струйный поток линейного расширения и аналитически описать
процесс струеформирования.

  1. Аналитически установлено, что коэффициент турбулентной структуры физически представляет собой суммарный коэффициент сопротивления струи: вязкостного и турбулентного.

  2. Экспериментально подтверждено, что самоэжекция атмосферного воздуха через воздушную трубку по оси струи является наиболее эффективным способом управления струеформированием.

Достоверность защищаемых научных положений, выводов и

рекомендаций подтверждается изучением статистического материала; достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследований струйных течений и процесса разрушения горного массива в опытно-промышленных условиях; удовлетворительной сходимостью результатов моделирования, экспериментальных и аналитических исследований с результатами натурных испытаний (расхождение"составило не более 10%).

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА состоит в получении, обобщении и критическом анализе данных процессов СГД различных полезных ископаемых, тенденциях развитая и вопросах его научно-технического обеспечения; проверке адекватности предлагаемых физико-математических моделей процесса струеформирования.

Практическая ценность: заключается в разработке вариантов и обосновании параметров технологии добычи разуплотненных железосодержащих руд гидромонитором с повышенной разрушающей способностью, позволяющим повысить производительность добычи в 1,3+1,5 раза.

Реализация результатов работы. Работа выполнена в рамках Стратегии развития металлургической промышленности Российской Федерации до 2015г.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на технических советах участка СГД Гостищевского месторождения, института ВИОГЕМ (г. Белгород), на научных конференциях Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе и Российского государственного горного университета.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в которых раскрываются основные теоретические положения и результаты проведенных исследований.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Похожие диссертации на Повышение эффективности гидроразмыва при скважинной гидродобыче разуплотненных руд КМА