Введение к работе
Актуальность работы. Являясь крупнейшим производителем природного урана в России, Открытое акционерное общество «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (ОАО «11111 ХО») представляет фактически горнодобывающую урановую отрасль страны. Поэтому сохранение предприятия отвечает интересам государства в целом.
В условиях рыночных отношений любое предприятие может рассчитывать только на собственные силы, а потому, чтобы выжить, вынуждено искать пути снижения себестоимости производства товарной продукции.
Широко применяемая на ОАО «11111 ХО» технология добычи руды, основанная на применении нисходящей слоевой выемки с закладкой выработанного пространства, имеет свои положительные стороны:
гибкость, позволяющая отрабатывать сложные по строению рудные тела с минимальными потерями;
создание безопасных условий труда при отработке неустойчивых
руд;
снижение радоновыделения за счет изоляции выработанного про
странства твердеющей закладкой.
Применяемая при погрузочно-доставочных работах техника отечественного производства не позволяет снизить разубоживание при отбойке маломощных рудных тел, доля которых в общих запасах предприятия все увеличивается по мере понижения горных работ. Зарубежная узкозахватная техника обладает высокой производительностью и необходимыми габаритами для эффективной отработки этих запасов, но имеет существенный недостаток - очень высокая цена и большие эксплуатационные затраты.
Составной частью технологии отработки урановых руд является радиационная безопасность. При добыче уранового сырья горнорабочие очистных забоев (ГРОЗ) подвергаются значительному радиационному облучению, а с введением в действие требований норм радиационной безопасности «НРБ - 99» этот фактор очень сильно ужесточен. Поэтому серьезная проблема - предохранение ГРОЗ от гамма-облучения приобрела особую остроту.
Таким образом, возникла сложная и, безусловно, актуальная научно-техническая задача, имеющая большое практическое значение - разработка технико-технологических требований на создание дешевой погрузочно-доставочной машины (ПДМ), обеспечивающей высокую производительность, минимальное разубоживание и защиту персонала от «жесткого» излучения при отработке маломощных и богатых урановых руд Стрельцовского рудного поля. Идея работы заключается в повышении эффективности и безопасности подземных очистных работ на урановых рудниках России на основе создания и внедрения новой отечественной узкозахватной погрузочно-доставочной машины, максимально адаптированной к горногеологическим, горнотехническим и радиационным условиям урановых месторождений.
Целью работы является научное обоснование и разработка технико-технологических требований для создания новой погрузочно-доставочной машины для урановых рудников, обеспечивающей снижение разубоживания руды, себестоимости очистных работ и защиту оператора от прямого проникаю-
щего гамма-излучения в процессе очистной выемки урановых руд. Основные задачи исследования
Исследования и установление основных параметров систем разработки, определяющих условия выбора типа погрузочно-доставочных машин.
Разработка технико-технологических требований на создание конструкции дешевой малогабаритной погрузочно-доставочной машины, позволяющей снизить эксплуатационные затраты при отработке маломощных урановых жил.
Исследования по выбору эффективного материала экранирующего гамма-излучение в очистной выработке.
Разработка технологии и конструкции защиты оператора ПДМ от внешнего гамма-излучения при подземной добыче богатых урановых руд.
Объект исследований - рудники уранодобывающего предприятия.
Предмет исследований - технологические операции при ведении очистных работ и система защиты организма горнорабочего от радиационного облучения.
Методы исследования.
Сбор, систематизация и анализ результатов отработки маломощных урановых жил с применением различных типов бурового и погрузочно-доставочного оборудования, выбор наиболее экономичных способов добычи.
Постановка лабораторных и производственно-экспериментальных работ, а также физического моделирования по защите от «жесткого» излучения оператора ПДМ.
Широко использован метод аналитических исследований. Проверка результатов аналитических исследований осуществлялась путем сопоставления расчетных данных с экспериментальными и фактическими данными по эксплуатации.
Научная новизна работы заключается в:
Установлении параметров систем разработки, определяющих выбор типа погрузочно-доставочных машин для эффективной добычи скальных урановых руд.
Разработке технико-технологических требований для создания малогабаритной электро-гидравлической погрузочно-доставочной машины для ведения очистных работ.
Выборе эффективного материала, защищающего в очистной выработке организм человека от проникающего гамма-излучения.
Разработке технологии и конструкции защиты оператора ПДМ от внешнего гамма-излучения.
Разработке методики расчета предельных содержаний урана в балансовых рудах, при которых ведение очистных работ возможно без ротации ГРОЗ.
Автором научно обоснована, разработана и с его участием реализована в масштабах крупного горнодобывающего предприятия ОАО «ППГХО» новая погрузочно-доставочная машина ПД-1Э с элементами защиты от внешнего гамма-излучения при отработке маломощных рудных тел, позволяющая значительно снизить эксплуатационные затраты и повысить радиационную безопасность ГРОЗ.
Защищаемые научные положения
Эффективность и безопасность подземных очистных работ на урановых рудниках может быть обеспечена на основе разработки научно-обоснованных требований на создание узкозахватной погрузочно-доставочной машины, учитывающих специфические горно-геологические, горнотехнические и радиационные условия урановых месторождений. При обосновании критериев и технологических требований для создания ПДМ определяющими являются мощность и морфология рудных тел, оптимальная ширина очистного пространства, минимальное разубоживание руды и допустимая доза прямого у-облучения оператора.
Снижение дозы внешнего у-облучения операторов ПДМ в очистных блоках достигается за счет разработки и установки экранирующей системы, учитывающей направленность и интенсивность проникающих у-излучений в процессе погрузки взорванной рудной массы в очистной за-ходке.
Достоверность научных выводов, положений и рекомендации подтверждается:
достаточным и представительным объемом экспериментальных исследований по обоснованию параметров горной машины и конструкции защиты от внешнего гамма-излучения;
сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, которая удовлетворяет требованиям, предъявляемым к точности инженерных расчетов (погрешность отклонения не более 15 %), положительными показателями внедрения обоснованных технико-технологических требований для горной машины и экранирующей конструкции защиты от внешнего гамма-излучения.
Практическую ценность представляет:
- определение рациональных технологических параметров для отработки
маломощных урановых тел с применением малогабаритных ПДМ;
- разработка технических параметров малогабаритной погрузочно-
доставочной машины, позволяющей уменьшить разубоживание руды, обеспечить
требуемую производительность, сократить капитальные затраты на приобретение
и эксплуатационные на ремонт и обслуживание;
разработка автором и внедренние в производство защиты оператора погрузочно-доставочной машины от внешнего гамма-излучения;
методика расчета предельных концентраций урана, при которых возможно отрабатывать запасы урановых руд без ротации ГРОЗ.
Реализация исследований. Разработанные технико-технологические требования для погрузочно-доставочной машины используются при изготовлении ПД-1Э. Результаты исследований внедрены в практику оснащения кабины горной машины системой защиты от внешнего гамма-излучения. Конструкция экранирующей системы защиты оператора ПДМ используется для модернизации действующего самоходного забойного оборудования на рудниках ОАО «ГШГХО».
Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения одной новой ПДМ типа ПД-1Э на рудниках ОАО «ГШГХО» составит 722 тыс. руб. Широ-
комасштабное внедрение данных машин позволит эффективно отрабатывать маломощные рудные тела при использовании базовой технологии слоевой системы разработки на урановых рудниках России.
Результаты исследований внедрены в учебный процесс кафедры подземной разработки МПИ Забайкальского государственного университета при подготовке горных инженеров (специалистов). Личный вклад автора состоит:
в обобщении отечественного и зарубежного опыта совершенствования технологии добычи урановых руд;
разработке технико-технологических требований на узкозахватную, малогабаритную погрузочно-доставочную машину с электро-гидравлическим приводом;
участии в проведении, обработке и анализе результатов исследований по защите горно-рабочего очистного забоя от внешнего гамма-излучения;
обосновании области применения и технико-экономической оценке эффективности от внедрения в производство ПДМ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:
ежегодных всероссийских научно-практических конференциях «Кула-гинские чтения», г. Чита, 2008 - 2010 гг.;
расширенном заседании кафедр подземной разработки МПИ, открытых горных работ, безопасности жизнедеятельности ЗабГУ, 2010 г.;
заседании научно-технического совета ОАО «11111ХО», 2009,2010 гг.;
международной научно-практической конференции «Проблемы трансферта современных технологий в экономику Забайкалья», Чита, 2011 г.
Публикации. По результатам выполненных работ опубликовано 7 статей, в том числе 4 в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из Введения, 4 глав, Заключения и 14 Приложений, содержит 161 стр. машинописного текста, 37 табл., 40 рис., библиографический список из 86 наименований.
