Введение к работе
Актуальность темы. Решение проблемы полноты извлечения и рационального использования полезных ископаемых с целью повышения эффективности развития цветной и черной металлургии на этапе перехода к рыночной экономике приобретает все более важное народнохозяйственное значение. ГЬлнота извлечения полезного ископаемого из недр достигается на основе научно обоснованного последовательного принятия оптимальных решений и использования эффективных методов управления ими на всех стадиях освоения шсторозкдения. Ш современном этапе перехода к рыночной экономике проблема управления полнотой и эффективность!: извлечения полезных ископаемых стала одной из главных задач горнодобыващих отраслей страны. Традиционные методы обеспечения полноты извлечения полезных ископаемых из недр ограничивались классификацией, учетом и нормированием потерь и засорения руды. Возникает необходимость поиска и привлечения новых более эффективных методов обеспечения управления полнотой извлечения полезных ископаемых, основанных на комплексном рассмотрении разнообразных и взаимосвязанных факторов и задач в единой системе с полным раскрытием действующэго и прогнозного состояния их функционирования. При этом сисгемный подход с привлечением математических моделей и методов при решениии проблем, связанных с рациональным использованием, становится основной методологией исследования недр.
Дедьи диссертационной работы является разработка модельно-методических основ механизма маркшейдерского управления потерями руд для повышения полноты извлечения полезных ископаемых при открытой разработке полиметаллических месторождений.
Основная идея работы заключается в использовании геолого-технологических характеристик выемочного участка, особенности формирования потерь и засорения руд в зависимости от кондиционно-браковочного предела, классификации и их учета как составлявших основ маркшейдерского управления потерями руд при добыче.
Основные научные соложения, защищаемые автором
1. Оптимальность рациональной выемочной единицы в условиях
открытой разработки достигается на основе иерархической структуры горно-геометрической системы "Выемочный участок:" и создания системной модели "Выработка решений по определению рациональной выемочной единицы рудника".
-
Модельная характеристика геолого-технологической сложности обеспечивает структурную типологизацию выемочной единицы, дифференциацию формирования потерь, засорения и браковочного предела руд при добыче.
-
Совершенствование механизма маркшейдерского обеспечения управления потерями руд достигается на базе аналитической характеристики сложности выемочной единицы, оптимизационно-технологической модели соотношения потерь, засорения руд и математической модели формирования браковочного предела рудной массы.
Научная новизна диссертации
-
Разработаны многоуровневая структура динамической системы "Выемочный участок" и системная модель "Выработка решений по определении выемочной единицы рудника", которые обеспечивают оптимальность выбора выемочной единицы - уступ для условий открытой разработки Жайремского полиметаллического месторождения.
-
Предложена методика оценки сложности выемочного участка с учетом взаимосвязи его геолого-морфологических и технологических характеристик, которые позволяет дифференциацию модельных основ управления потерями руд.
-
Оценены оптимизационно-технологические соотношения потерь, засорения и браковочного предела руд, которые дифференцированы з зависимости от степени сложности выемочной единицы и предельных размеров перемешиваемых разновидностей горной массы.
Достоверность научных положений и рекомендаций определяется:
системным характером работы, включающим натурные наблюдения результатов эксплуатационной геометризации и других геолого-маркшейдерских материалов разведки, показателями отработки, изучением формирования и обеспечения полноты и качества извлечения руд на карьерах Яайремского ГОКа;
значительным уровнем сходимости натурно-эксперименталь-
- 5 -ной проверки, преемлемости разрабоганкых методик,моделей и оценок по геолого-мэркшейдерсксму обеспечению управления потерями руд при добыче;
методологическими и прикладными предпосылками, базирующимися на положениях и выводах геометрии недр, теории систем, вероятностно-статистического, структурно-информационного, горно-геометрического и технико-экономического анализа;
продолжительным опытом (1984-1994 гг.) работы и внедрением разработанных двух методических пособий:
-
"Методическое пособие по установлению дифференцированных размеров оптимальных величин потерь и разубоживания руды на Жайремских карьерах";
-
"Мэтодическое пособие по определению выемочной единицы, учету, планировании потерь и засорения руд по Ушатынсксму руднику ЯГОКа", согласованных КазГЙПРОЦЕЕТЫЕТом (проектировщик), утвержденных Госгортехнадзором Республики Казахстан, которые используются геолого-маркшейдерской службой Шайремского ГОКа по настоящее время.
Методы исследований включат: методы геометрии недр, теории вероятностей и статистического анализа, горно-геометрического, технико-экономического и системного анализа.
Практическая ценность работы состоит в разработке рекомендаций по маркшейдерскому управлению потерями руд при добыче,включающих: установление рациональной выемочной единицы рудника; методику оценки геолого-технологической сложности структуры выемочной единицы, позволяюп^ей дифференциацию оптимальных величин потерь и засорения с учетом качества руд,-сценку распределений значений содержаний полезных компонентов и мощностей рудных тел, основанных на сравнительном анализе эмпирических распределений; методику управления соотношениями потерь, засорения и браковочного предела качества руд с учетом степени сложности выемочного участка залежи; способ усовер-шенствовния технологии учета потерь и засорения руд, обеспечивающей повышение достоверности, точности определения их фактических значений по отдельным выемочным единицам.
Реализация выводов и рекомендаций работы состоит в разработке и внедрении:
а) "Методического пособия по установлении дифференцированных размеров оптимальных величин потерь и разубоживания руд
- 6 -ка йайремских карьерах" к "Методического пособия по определений выемочной единицы, зачету, планированию, потерь к засорения руд по Ушкатынскому руднику ЕГОКа" с участием автора (ответственный исполнитель), согласованных КазГИПРОЦВЕТМЕТом (проектировщик) и утвержденных Госгортехнадзором Республики Казахстан;
б) методики определения рациональной выемочной единицы
рудника, оценки ее сложности с учетом условий залегания зале
жей и технологических параметров выемки зон образования потерь
и засорения руд как основных компонентов процесса управления
полнотой извлечения руд при их добыче;
в) методики управления потерями и засорением руд, осно
ванной на оптимизационной модели их формироания в зависимости
от сложности выемочного участка и браковочного предела качест
ва руды при добыче;
г)методики учета фактических размеров эксплуатационных потерь и засорения руд и их классификации в условиях открытой разработки Еайремского полиметаллического месторождения.
Внедрение разработок и рекомендаций по обеспечению управления полнотой и качеством извлечения руд на Дальнеэападном и Ушкатынском рудниках Кайремского ГОКа позволило получить экономический аффект более 120 тыс. тенге.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждены на международных, республиканских научно-технических конференциях, научно-технических советах институтов и предприятий, в частности, на научно-техническом совете Іезказ-ганского горно-технологического института, в Научно-инженерном центре "Маркшейдерия и полнота разработки недр" ИА РК, на международной научно-технической конференции КазНТУ, на техническом совете Жайремского ГОКа, на кафедре "1&ркіпейдерское дело и геодезия" КарПГй, ка международной научно-технической конференции " Проблемы геомеханики и рационального использования недр" (г. Ташкент).
Пубдикцкк. Бо теме диссертационной работы опубликовано 9 научных трудов, в том числе 2 методических пособия и і исследовательский отчет.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка использованной литературы из 102 наименований, содержит 178 страниц машинописного
текста, 11 рисунков, 3 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, докт. техн. наук Нурманкожаеу А. К , а также чл. -корр. НАН РК, проф. Матакову А. Ж. за ценные советы и добрые пожелания при проведении исследований.
Автор благодарен сотрудникам каф. МДиГ КазНТУ и ТашГТУ, геолого-маркшейдерской службе Жайремского ГОКа за содействие в проведении исследований и внедрении результатов НИР.
