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 разработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений (на примере апатит-нефелинового месторождения «Партомчорр») Громов Евгений Викторович

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

Громов Евгений Викторович. Повышение эффективности разработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений (на примере апатит-нефелинового месторождения «Партомчорр»): автореферат дис. ... кандидата Технических наук: 25.00.22 / Громов Евгений Викторович;[Место защиты: ФГБУН Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук], 2016

Введение к работе

Актуальность темы диссертации.

Для современного горнопромышленного комплекса России и всего мира в целом характерно сокращение доли наиболее богатых и легкодоступных для освоения месторождений полезных ископаемых. Восполнение минерально-сырьевой базы уже сейчас требует вовлечения в отработку бедных и труднодоступных месторождений, а также месторождений, расположенных на территориях с экологическими ограничениями. В особенности это актуально для уязвимой природы Арктической зоны, в недрах которой сосредоточена треть запасов полезных ископаемых планеты.

При традиционных подходах к отработке подобных месторождений, основанных на методах аналогов с месторождениями, схожими по горногеологическим условиям, их освоение зачастую становится низкоэффективным или нерентабельным.

Разработке научных основ комплексного решения задач освоения
месторождений твердых полезных ископаемых посвящены труды ведущих
ученых: Мельникова Н.В., Агошкова М.И., Каплунова Д.Р., Мельникова Н.Н.,
Ржевского В.В., Трубецкого К.Н., Анистратова Ю.И., Рыльниковой М.В.,

Калмыкова В.Н. и др.

Эффективность разработки месторождений, для которых в силу экологических ограничений проблематично размещение обогатительной фабрики (ОФ) вблизи рудника, в значительной мере зависит от правильного выбора горнотранспортной системы. Развитием подходов к проектированию транспорта горнодобывающих предприятий, совершенствованием технико-экономических показателей его эксплуатации, занимались такие ученые как: Яковлев В.Л., Иванченко Ф.К., Спиваковский А.О., Пертен Ю.А., Дьячков В.А., Гребенюк П.Т., Галкин В.И., Шешко Е.Е., Тарасов Ю.Д., Решетняк С.П., Зырянов И.В. и др.

Тем не менее, проблеме оптимизации параметров работы внешних горнотранспортных систем в условиях сложного гористо-равнинного рельефа, а в особенности там, где транспортные коммуникации проходят через особо охраняемые природные территории (ООПТ), не уделено достаточного внимания.

Совершенствование подземной геотехнологии и улучшение эколого-
экономических показателей при разработке месторождений с низким
содержанием полезного компонента может быть достигнуто введением в
технологическую цепочку добычи процессов подземной предконцентрации
отбитой руды и утилизации некондиционной ее части в выработанном
пространстве. Развитием теоретических и практических основ различных
способов предконцентрации посвящены работы: Борисенко С.Г., Жигалова М.Л.,
Кармазина В.П., Ломоносова Г.Г., Хакулова В.А., Посика Л.Н., Архипова O.A.,
Крапивского Е.П., Мокроусова В.А., Ревнивцева В.И., Новикова В.В.,
Терещенко С.В., Марчевской В.В. и др.

Однако на сегодняшний день не разработано рациональных

технологических схем подземного предварительного обогащения на рудных месторождениях совместно с последующей утилизацией пустой породы в

выработанном пространстве, встроенных в технологическую цепочку добычи руды, не оценена экономическая эффективность применения данных технологий, слабо используются современные средства компьютерного моделирования.

С учётом этого разработка комплексного методического подхода для выбора и обоснования рациональных технологических решений по отработке месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений является важной научно-технической задачей, решению которой и посвящена диссертационная работа.

Цель работы заключается в разработке методического подхода для выбора и обоснования рациональных технологических решений, обеспечивающих повышение экономической эффективности разработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений.

Идея работы заключается в комплексировании методов компьютерного моделирования и технико-экономической оценки для выбора рационального варианта реализации геотехнологии с учётом влияния технологических процессов на окружающую природную среду.

Задачи исследований:

Обзор и анализ технических решений, обеспечивающих повышение
экономической эффективности освоения труднодоступных месторождений
бедных руд, а также месторождений, разрабатываемых в условиях
экологических ограничений.

Разработка методического подхода для выбора оптимальных технологических решений по разработке труднодоступных месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений.

Разработка алгоритма обоснования параметров горнотранспортной системы «рудник - ОФ» с учетом негативного воздействия на окружающую природную среду.

Разработка алгоритма обоснования параметров подземной геотехнологии с предконцентрацией руды и утилизацией породы в выработанном пространстве с оптимизацией решений по выбору внутрирудничных транспортных схем и оборудования.

Оценка эффективности предложенных решений на примере апатит-нефелинового месторождения «Партомчорр».

Методы исследований: научное обобщение и анализ результатов ранее выполненных исследований, эколого-экономическая оценка, пространственное и экономико-математическое моделирование, технико-экономический анализ, инвестиционный анализ, статистическая и аналитическая обработка полученных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту:

  1. Методический подход, основанный на интеграции средств компьютерного моделирования объектов горной технологии, экологической и технико-экономической оценки технологических решений, обеспечивает выбор экологически сбалансированных вариантов реализации геотехнологии.

  2. Переход, по мере увеличения грузопотока, с универсальных на специальные виды транспорта, в условиях гористо-равнинного рельефа,

обеспечивает высокую эффективность горнотранспортной системы «рудник – ОФ» и снижение негативного воздействия на окружающую природную среду. При этом для меньших значений грузопотока (до 2,4 млн.т/год - для условий месторождения «Партомчорр») наиболее эффективно применение автотранспорта, а больших – канатно-ленточных конвейеров. 3. Повышение эффективности подземной разработки месторождений бедных апатитсодержащих руд достигается применением ресурсосберегающей геотехнологии, включающей вскрытие месторождения с применением транспортных комплексов из конвейеров и конвейерных поездов, системы разработки с открытым очистным пространством, предконцентрацию отбитой руды и утилизацию породы в выработанном пространстве при выделении промежуточного этапа вскрытия. Научная новизна.

  1. Предложен методический подход для выбора оптимальных технологических решений по разработке труднодоступных месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений, позволяющий за счет интеграции средств компьютерного моделирования, экологической и технико-экономической оценки повысить эффективность их отработки.

  2. Разработан алгоритм обоснования параметров горнотранспортной системы «рудник – ОФ», позволяющий на основе объемного компьютерного моделирования и эколого-экономической оценки в условиях сложного гористо-равнинного рельефа Арктической зоны производить выбор оптимального вида транспорта с учетом воздействия на окружающую среду. Установлены зависимости стоимости транспортирования традиционными и перспективными видами транспорта от объема грузопотока.

  3. Разработан алгоритм обоснования параметров подземной геотехнологии, позволяющий оптимизировать технологические решения (в особенности выбор систем разработки, глубины вскрытия, схем вскрытия и подготовки, предконцентрации, утилизации) на основе формирования повариантных экономико-математических моделей объектов и процессов с учетом их воздействия на природную среду.

  4. Установлены аналитические зависимости стоимости рудничного подъема и транспортирования руды от величины годовой производственной мощности. Обоснованы области рационального применения способов вскрытия и подготовки с применением перспективных видов транспорта.

  5. Обоснована эффективность применения процессов предконцентрации и утилизации в подземных условиях, обусловленная снижением платежей за негативное воздействие на природную среду, а также затрат на транспортирование и переработку руды. Определена оптимальная глубина вскрытия при применении процессов предконцентрации и утилизации, позволяющая для условий месторождения «Партомчорр» сократить затраты по подземной разработке на 12,8%.

Достоверность научных положений, выводов и результатов

подтверждается:

представительностью и надежностью исходных данных;

применением научно-обоснованных подходов и методов оценки эколого-экономической эффективности предлагаемых технологических решений;

использованием результатов исследования при разработке проектной документации на отработку ряда месторождений Мурманской области.

Практическая значимость работы:

обоснована система внешнего транспорта руды от рудника до ОФ при освоении месторождения «Партомчорр», позволяющая снизить размеры платежей за загрязнение природной среды и обеспечить минимальную себестоимость транспортирования на всех этапах роста производительности рудника;

предложены схемы вскрытия и подготовки с применением перспективных способов внутрирудничного подъема и транспортирования, дающие возможность сократить затраты на подземную разработку;

обоснована подземная геотехнологии, позволяющая повысить эффективность отработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений;

на примере месторождения «Партомчорр» доказана эффективность предложенного варианта реализации геотехнологии;

материалы диссертации используются в образовательном процессе при проведении занятий по дисциплинам: «Технология горного производства», «Процессы подземных горных работ», «Вскрытие и подготовка рудных месторождений» в ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет». Личный вклад автора состоит в:

  1. Разработке методического подхода к выбору оптимальных технологических решений по разработке труднодоступных месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений.

  2. Разработке алгоритмов обоснования параметров горнотранспортной системы «рудник - ОФ» в условиях сложного гористо-равнинного рельефа; подземной геотехнологии с предконцентрацией и утилизацией с оптимизацией внутрирудничного транспорта.

  3. Установлении аналитических зависимостей стоимостных показателей системы внешнего горного транспорта, рудничного подъема и транспортирования руды от объема грузопотока.

Апробация результатов диссертационной работы.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных и российских научных конференциях и симпозиумах:

XIV-XVIII межрегиональных научно-практических конференциях КФ
Петр ГУ (г. Апатиты, 2011-2015); VI научно-практической конференции
«Информационные технологии поддержки сбалансированного

природопользования» (г. Апатиты, 2011); VIII, XX Всероссийских молодежных научно-практических конференциях (с участием иностранных ученых) «Проблемы недропользования» (г. Екатеринбург, 2012 и 2016); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Глубокие

карьеры» (г. Апатиты, 2012); 9-й международной научной школе молодых
ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых»
(г. Москва, 2012); Международной конференции «Комбинированная

геотехнология: масштабы добычи и качество сырья при комплексном освоении месторождений» (г. Магнитогорск, 2013); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ» (г. Апатиты, 2013); Всероссийской научно-технической конференции с участием иностранных специалистов «Экологическая стратегия развития горнодобывающей отрасли – формирование нового мировоззрения в освоении природных ресурсов» (г. Апатиты, 2014); ХХII международном научном симпозиуме «Неделя горняка-2014» (г. Москва, 2014); XV, XVI International Multidisciplinary Scientific GeoConferences «Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining» (Albena, 2015-2016).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 24 научные работы, в том числе 1 – в разделе монографии, 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Содержание работы изложено на 148 страницах машинописного текста и содержит 77 рисунков, 35 таблиц, список используемой литературы из 155 наименований, 8 приложений.

Автор выражает благодарность научному руководителю работы доктору технических наук С.В. Лукичёву за помощь в постановке проблемы и руководство исследованиями, академику Н.Н. Мельникову за ценные рекомендации при работе над диссертацией и обсуждение результатов исследований, кандидату технических наук А.А. Леонтьеву, ведущему технологу О.В. Белогородцеву, кандидату технических наук А.Л. Билину, доктору технических наук С.В. Терещенко за помощь в выполнении работ. Автор признателен всем сотрудникам лаборатории «Комплексного освоения и сохранения недр» и Горного института за внимание к работе и плодотворное сотрудничество.