Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Проблема изыскания высокопроизводительных технологий разработки кимберлитовых месторождений, обеспечивающих полное извлечение из недр полезного ископаемого при обеспечении сохранности природной целостности и ценности кристаллов алмазов является актуальной. В настоящее время разработка этих месторождений Якутии производится с помощью буровзрывной технологии подготовки кимберлита и выемки одноковшовыми экскаваторами, при которой значительная часть особенно крупных алмазов подвергается разрушению. Это ведет к снижению качества кристаллосырья и его потребительской стоимости.
Природные условия Якутских кимберлитов характеризуются объемным весом 2,3-2,6 т/м , сильной и средней трещиноватостью, прочностью на одноосное сжатие от 2 до 90 МПа, сопротивлением резанию ог 10 до 46 МПа, модулем упругости от 300 до 1100 МПа. Опыт разработок Якутских месторождений показал возможность механического рыхления кимберлитов бульдозерно-рыхлительными агрегатами. Однако, его широкое применение ограничено зонами с повышенной трещиноватостью и пониженной прочностью. Одновременное применение буровзрывной технологии и механического рыхления на небольших по площади рудных горизонтах создает большие трудности и снижает производственную мощность карьера.
В настоящее время в промышленном и дорожном строительстве при разработке плотных и полускальных пород применяются комбайны с рабочим органом, позволяющим производить разработку массива слоями путем фрезерования.
Принцип работы этих машин и диапазон свойств разрабатываемых горных пород позволяет предположить его эффективное применение для высокопроизводительной безвзрывной разработки кимберлита с целью сохранности природной целостности кристаллов алмазов. Однако, отсутствие исследований в этой области и малого опыта их применения на горных предприятиях делают актуальными исследования эффективности добычных работ на алмазных месторождениях с помощью фрезерных комбайнов и определении оптимальных параметров технологии горных работ на карьерах.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов механическим разрушением массива путем послойного фрезерования и научное обоснование ее параметров.
ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании фрезерных комбайнов непрерывного действия на карьерах для безвзрывной кристаллосберегающей разработки кимберлитов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ включают анализ научных исследований и практики в области механического разрушения горных пород, изучение физики разрушения резанием, аналитические исследования, экспериментальные исследования фрезерования кимберлитов в производственных условиях, технико-экономическое обоснование безвзрывной технологии горных пород.
НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, разработанные лично соискателем:
-
Разработка кимберлитовых руд механическим разрушением породы путем фрезерования обеспечивает наибольшую эффективность добычных работ вследствие повышения сохранности кристаллов.
-
Производительность фрезерования зависит от прочности кимберлитов, тре-щиноватости массива и параметров фрезерования. Максимальная производительность фрезерных комбайнов в кимберлитах прочностью на одноосное сжатие 35-60 МПа обеспечивается при глубине фрезерования 0.5-0.6 максимальной глубины резания. Для SM-2600 оптимальная глубина фрезерования составляет 140-150 мм.
-
Оптимальными параметрами технологии послойной выемки кимберлитов путем фрезерования на карьерах коренных месторождений алмазов являются: угол откоса уступа, формируемого из слоев при существующей конструкции комбайна -68, минимальная длина блока - 140 м, ширина - 25 м.
-
Механическое разрушение кимберлитов послойным фрезерованием комбайнами непрерывного действия позволяет повыси ть сохранность кристаллов алмазов по сравнению с взрывным способом разрушения на 15-20%.
НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в установлении зависимостей параметров технологии послойного фрезерования комбайнами непрерывного действия от природных условий коренных месторождений алмазов.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в разработке технологии добычных работ на коренных месторождениях алмазов фрезерными комбайнами и создании инженерного метода расчета ее параметров в конкретных горногеологических условиях.
ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ, сформулированные в диссертации, подтверждаются:
- сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследова
ний в производственных условиях;
— применением современных методов исследований: аналитического, графи
ческого, технико-экономического анализа, экспериментальных исследова
ний в производственных условиях.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Основные выводы и рекомендации диссертационной работы внедрены на карьере тр." Юбилейная" Айхальского ГОКа АК "Алмазы России-Саха".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследований докладывались на Международном симпозиуме "Горное дело в Арктике" (октябрь 1994), научных конференциях МГГА.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 120стр. машинописного текста, содержит 4 0 рисунков, 15 таблиц и списка литературы из 170 наименований.