Введение к работе
Актуальность темы исследования. Состояние сырьевой базы Акционерной компании "Алмазы России-Саха", ведущей разработку кимберлитовых месторождений в Западной Якугии, требует вовлечения в интенсивную отработку глубоких горизонтов карьеров, что определяет необходимость решения проблемы эффективной реконструкции транспортной системы.
Важное место в обеспечении сырьевой базы занимают глубокие карьеры, на долю которых приходится 2/3 объема добычи руды. Из 6 действующих карьеров 3 находятся в стадии реконструкции с глубиной активного ведения горных работ более 300 м при высоте подъема горной массы 350-450 м, что обуславливает сложность, трудоемкость и повышение стоимости транспортирования горной массы.
В этих условиях одним из главных направлений решения транспортной проблемы является применение циклично-поточной технологии (ЦПТ) на основе конвейерного транспорта. В 1988 г. на карьере трубки "Удачная", где проблема транспортирования горной массы стояла наиболее остро, в соответствии с утвержденным проектом было начато строительство вскрышного участка линии ЦПТ. В процессе проектирования и строительства выявлен ряд проблем, связанных с геотехнологическими особенностями разработки кимберлитовых месторождений.
Внедрение ЦПТ на данных месторождениях осложнено весьма низким использованием календарного времени года (44,5 %) и непродолжительным (8-Ю лет) периодом эксплуатации конвейерного оборудования с проектной загрузкой, что снижает эффективность и приводит к удорожанию горных работ.
В связи с этим исследования условий эффективной эксплуатации конвейерного транспорта и обоснование режима вскрышных работ кимберлитовых карьеров во взаимосвязи с формированием их транспортных систем является актуальной научной задачей.
Целью работы является обоснование путей совершенствования условий эффективной эксплуатации перспективных транспортных систем при разработке кимберлитовых карьеров.
Идея работы заключается в использовании установленного оптимального соотношения схем транспорта для обоснования
режима вскрышных работ путем формирования регулирующего целика.
Объекты исследования - глубокие кимберлитовые карьеры Якутии, а также другие месторождения, аналогичные исследуемому по геологическим условиям.
Задачи исследований:
исследовать закономерность формирования затрат на вскрышные работы при различных схемах транспорта и установить область оптимального перераспределения объемов вскрыши и форму календарного графика вскрышных работ;
исследовать закономерность изменения величины ущерба от простоев транспортной системы в период переориентации грузопотоков и установить оптимальное соотношение схем транспорта;
исследовать характер изменения средневзвешенной высоты подъема вскрыши автотранспортом при варьировании соотношением объемов перевозок схем транспорта и глубиной расположения перегрузочных пунктов транспортной системы и установить оптимальный режим вскрышных работ;
исследовать влияние производительности транспортной системы и параметров транспортирования вскрышных пород на параметры поэтапного развития горных работ и установить оптимальную величину шага этапа и параметры временно нерабочих бортов карьеров;
обосновать и разработать эффективный способ управления режимом вскрышных работ в специфических геогехнологических условиях разработки кимберлитовых карьеров.
Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось комплексным методом, включающим межотраслевой анализ проектных решений и опыт эксплуатации карьеров с ЦПТ, аналитические методы, а также моделирование на ЭВМ, научно-техническое обобщение и технико-экономическую оценку эффективности внедрения разработок по совершенствованию режима вскрышных работ при разработке кимберлитовых карьеров Якутии.
Научные положения, представляемые к защите:
эффективная эксплуатация конвейерного транспорта на кимберлитовых карьерах достигается совершенствованием режима вскрышных работ путем оптимизации технологических параметров поэтапного развития горных»работ за счет формирования регулирующего целика;
оптимальное соотношение схем транспорта определяется
на основе установленной закономерности изменения величины ущерба от простоев транспортной системы в период переориентации грузопотоков схем транспорта;
оптимальный режим вскрышных работ определяется на основе анализа изменения средневзвешенной высоты подъема вскрыши при варьировании' соотношением объемов перевозок схем транспорта и глубиной расположения перегрузочных пунктов транспортной системы;
шаг этапа и параметры поэтапного развития горных работ определяются в зависимости от производительности транспортной системы и параметров транспортирования вскрышных пород.
Достоверность научных положений, теоретических выводов и рекомендаций подтверждается проектными и промышленными результатами внедрения.
. Научная новизна работы заключается:
в разработке новой технологии поэтапного развития горных работ, включающей формирование регулирующего целика с транспортными площадками примыкающими к новой и ранее сформированной системе транспортных съездов, что обеспечивает оптимизацию режима вскрышных работ ;
в использовании установленной закономерности изменения величины ущерба от простоев транспортной системы в период переориентации грузопотоков для обоснования оптимального соотношения схем транспорта; \
в использовании установленной закономерности изменения средневзвешенной высоты подъема вскрыши при варьировании'соотношением объемов перевозок схем транспорта и глубиной расположения перегрузочных пунктов для обоснования оптимального режима вскрышных работ и параметров транспортной системы.
Практическая ценность работы заключается:
в возможности применения разработанных методик определения оптимального соотношения схем транспорта и распределения объемов вскрыши в качестве методической основы для обоснования режима вскрышных работ и параметров транспортной системы при разработке глубоких кимберлитовых карьеров ;
в использовании разработанной технологии поэтапного развития горных работ обеспечивающей снижение текущего коэффициента вскрыши на 25-30 % и увеличения продолжительности периода стабильности производства вскрышных работ на 6-8 лет, что
создает благоприятные условия для эффективной эксплуатации перспективных транспортных систем;
- в возможности применения разработанной методики определения параметров поэтапного развития горных работ для обоснования шага этапа и параметров временно нерабочих бортов карьеров в условиях внедрения и эксплуатации перспективных транспортных систем.
Реализация работы. Научные результаты работы использованы при составлении технико-экономического обоснования разработки месторождения им. Ломоносова в Архангельской области, технико-экономической оценке целесообразности строительства автсмо-бильно-клетевых подъемников AHK-I20 на карьере тр. "Юбилейная", а также при разработке документации для карьеров трубки "Удачная" и "Юбилейная". Фактический экономический эффект от совершенствования технологических параметров поэтапного развития горных работ за 1992 год по карьеру трубки "Удачная" составил 576,6 млн.руб. По карьеру трубки "Юбилейная" гарантированный экономический эффект был рассчитан в сумме 545,7 млн.руб.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены для обсуждения на конференции "Проблемы освоения и разработки месторождений "Забайкалья" (Чита, 1987 г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт использования основного технологического оборудования большой единичной мощности на открытых работах" (Мирный, 1987), научно-технической конференции "Внедрение результатов научных исследований на горных и геолого-разведочных предприятиях Урала" (г. Свердловск, 19.88 г.) научно-техническом совете при главном инженере объединения "Якуталмаз" (Мирный, 1990 г.), научно-техническом совете института Якутнипроалмаз (г. Мирный, 1993 г.).
Публикации. По теме диссертации -'опубликовано 15 статей.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 97 наименований и содержит 150 страниц машинописного текста, включая 32 рисунка, 14 таблиц и 4 приложения с подтверждающими документами о внедрении автором результатов исследований в производстве.
Автор отмечает большое влияние, оказанное кандидатом технических н&ук Л.А. Сорокиным, яа постановку и содержание исследований и выражает признательность доктору технических наук В.Л. Яковлеву за ценные советы при формировании и обсуждении работ.