Введение к работе
Актуальность темы. Развитие железорудного комплекса России в значительной степени определяется тем, насколько эффективно и полно будут использованы природные ресурсы разрабатываемых месторождений за счет рациональной отработки запасов, повышения комплексности и глубины переработки добываемого сырья.
Анализ существующего состояния ресурсной базы отрасли
характеризуется быстрым сокращением качественных и
технологичных запасов большинства разрабатываемых
железорудных месторождений, ухудшением горно-геологических условий и увеличением доли добычи обедненных руд, преобладающим производством первичного необработанного сырья ограниченной номенклатуры, что существенно повышает издержки производства и снижает конкурентоспособность компаний.
Выходом из сложившейся ситуации может стать освоение месторождений богатых железных руд Курской магнитной аномалии, наиболее крупным из которых и уникальным по запасам (9,6 млрд. т) является Яковлевское месторождение, однако его разработка сдерживается из-за сложнейших горно-геологических условий и необходимости соблюдения высоких экологических требований в уникальном черноземном регионе России.
Отсутствие безопасных и экологически приемлемых технологий подземной добычи и организационно-технических решений, направленных на повышение эффективности освоения месторождения и рациональную отработку запасов, не позволяют обеспечить конкурентоспособность компании.
В связи с вышеизложенным разработка концепции и формирование на ее основе организационно-технических мероприятий, позволяющих компании повысить эффективность использования месторождения, является актуальной научно-технической задачей.
Большой вклад в постановку и решение проблемы рационального освоения недр и комплексного использования минеральных
ресурсов внесли академики Агошков М.И., Каплунов Д.Р., Мельников Н.Н., Трубецкой К.Н., Ферсман А.Е., Чантурия В.А.
Дальнейшему развитию этого направления посвящены работы БенуниА.Х., Виноградова В.И., Воробьева А.Е., Зубова В.П., Именитова В.Р., Калинникова В.Т., Козырева А.А., Кускова В.Б., Ларичкина Д.Ф., Лексина В.Н., Литвиненко B.C., Машковцева Г.А., Протосени А.Г., Рыльниковой М.В., Трушко В.Л., Федосеева В.А. и других ученых.
Цель работы: Обоснование организационно-технических мероприятий, обеспечивающих повышение эффективности добывающей компании и снижение экологической нагрузки на природную среду на основе рациональной отработки запасов и повышения комплексности и глубины переработки железорудного сырья.
Идея работы: Повышение эффективности использования месторождения должно базироваться на реализации организационно-технических мероприятий, включающих комбинированную систему подземной разработки с высокими технико-экономическими показателями очистной выемки и производстве высокотехнологичной продукции переработки добытого сырья, значительно снижающих экологическую нагрузку на природную среду.
Основные задачи исследований:
-
Анализ горно-геологических и горнотехнических условий отработки Яковлевского месторождения и оценка ранее принятых организационно-технических решений по его освоению.
-
Разработка концепции экономически эффективной и экологически безопасной отработки Яковлевского месторождения богатых железных руд.
-
Обоснование организационно-технических требований к экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии освоения Яковлевского месторождения.
-
Обоснование организационно-технических мероприятий, направленных на повышение эффективности и комплексности использования потенциала месторождения.
-
Выбор методики и оценка эффективности организационно-технических мероприятий по реализации
концепции снижения энергоемкости и уменьшения экологической нагрузки при комплексном использовании железорудного сырья.
Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплексного метода исследований, включающего системный анализ и обобщение отечественной и зарубежной литературы, экспериментальные и аналитические исследования влияния горнотехнических факторов на параметры системы подземной разработки и производственные процессы, математическое моделирование и применение компьютерных программ для обработки данных.
Научная новизна:
разработана концепция и система организационно-технических мероприятий по применению подземного способа отработки и комплексному использованию ресурсного потенциала месторождения, обеспечивающих повышение эффективности его освоения и выпуск конкурентоспособной продукции глубокой переработки минерального сырья;
обоснованы требования к параметрам экологически безопасной комбинированной технологии подземной отработки Яковлевского месторождения с учетом особенностей горногеологических условий и возможных изменений конъюнктуры рынка железорудной продукции;
предложены организационно-технические решения, позволяющие реализовать комплексную безотходную переработку богатых железных руд с получением высокосортных пигментов и железорудных брикетов для металлургического производства. Основные защищаемые положения:
-
Экономически эффективная и экологически безопасная отработка Яковлевского месторождения должна обеспечиваться применением комбинированной системы разработки с нисходящим порядком выемки запасов и полной закладкой выработанного пространства с параметрами, легко адаптируемыми к изменениям горно-геологических условий и конъюнктуре рынка.
-
Повышение эффективности использования железорудного сырья должно достигаться путем реализации технологии комплексной переработки железных руд, включающей
селективную добычу руды и управление качеством рудопотоков, брикетирование по безобжиговому способу и тонкое измельчение руды с развитой схемой классификации, позволяющие получить конкурентоспособную на рынке продукцию в виде высокосортных пигментов и железорудных брикетов.
3. Рациональное освоение железорудных месторождений в условиях ухудшения горно-геологических условий должно обеспечиваться путем внедрения разработанного комплекса организационно-технических мероприятий по оптимизации параметров технологий добычи и переработки железорудного сырья для металлургической промышленности.
Практическая значимость работы:
-
Выявлены и количественно определены параметры экологически безопасной и ресурсосберегающей комбинированной системы разработки Яковлевского месторождения богатых железных руд.
-
Разработан регламент ведения гидрогеомеханического мониторинга для контроля экологической безопасности освоения месторождения.
-
Разработан технологический регламент безотходной технологии получения высокосортных пигментов и железорудных брикетов из природного сырья.
Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций обеспечивается изучением представительного объема научных публикаций по теме диссертации, использованием современных апробированных методов исследований и значительным количеством проанализированных данных по разработке железорудных месторождений, положительными результатами практической реализации концепции и предложенных организационно-технических мероприятий при освоении Яковлевского железорудного месторождения.
Апробация диссертационной работы.
