Управління режимом гірничих робіт залізорудних кар’єрів при відпрацюванні розкривних порід крутопохилими шарами

Міністерство освіти і науки України

Національний гірничий університет

 

Анісімов Олег Олександрович

 

УДК 622.271.33

 

 

Спеціальність 05.15.03 – “Відкрита розробка родовищ корисних копалин”

 

 

Дніпропетровськ – 2007

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі відкритих гірничих робіт Національного гірничого університету (м. Дніпропетровськ) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник – лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, доктор технічних наук, професор Дриженко Анатолій Юрійович, професор кафедри відкритих гірничих робіт Національного гірничого університету (м. Дніпропетровськ), Міністерство освіти і науки України.

Офіційні опоненти – лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, член-кореспондент Національної академії наук України, доктор технічних наук, професор Шапар Аркадій Григорович, директор Інституту проблем природокористування та екології НАН України (м. Дніпропетровськ);

– кандидат технічних наук, доцент Слободянюк Валерій Костянтинович, доцент кафедри відкритих гірничих робіт Криворізького технічного університету Міністерства освіти і науки України.

Провідна установа – Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України , відділ геомеханічних основ технології відкритої розробки родовищ (м. Дніпропетровськ).

Захист дисертації відбудеться 31.05.2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.02 із захисту дисертацій при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ – 5, пр. К.Маркса, 19.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ-5, пр. К. Маркса, 19.

 

 

Актуальність теми. Проблема управління режимом гірничих робіт залізорудних кар’єрів пов’язана з недосконалістю технологічних схем відпрацювання похилих і крутих пластових покладів, які планується розробляти до глибини 500...700 м з обсягами виймання гірських порід у межах 20...80 млн. т на рік. У зв’язку із систематичним поглибленням робочої зони проектна продуктивність кар'єрів підтримується в основному шляхом надання робочим бортам все більшого куту укосу і, як показує аналіз роботи глибоких кар’єрів, найбільш перспективним способом виймання розкривних порід є відпрацювання крутопохилими шарами. Гірничі роботи на залізорудних кар'єрах України характеризуються систематичним відставанням виймання об’ємів порід розкриву від проектних, що потребує постійного коригування режиму гірничих робіт і обумовлює актуальність теми дисертації. 

Аналіз гірничотехнічної літератури і раніше виконаних наукових досліджень, а також практика експлуатації глибоких кар’єрів показує, що робоча зона формується з виділенням етапів як за периметром, так і за глибиною. Послідовність переміщення уступів і напрямок відпрацювання глибоких кар’єрів, обґрунтування раціональних технологічних схем та існуючі методики визначення основних параметрів робочої зони при відпрацьовуванні крутопохилими шарами потребують доповнень. Вищенаведене обумовило актуальність наукової задачі, що полягає у встановленні закономірності формування параметрів робочої зони при відпрацьовуванні крутопохилими шарами, яка дозволяє визначити раціональний графік режиму гірничих робіт.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дисертаційна робота пов'язана з пріоритетним напрямом розвитку науки і техніки "Нові технології і ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості і агропромисловому комплексі", а також з госпдоговірними темами "Обґрунтування параметрів гірничотранспортних робіт при поглибленні кар’єру ПГЗК із керованою консервацією та розконсервацією тимчасово неробочих розкривних уступів у робочій зоні" (№ держреєстрації 0105U007353), "Розробити рекомендації щодо повного використання відвальних земель при складуванні порід розкриву" (№ держреєстрації 0105U004672), а також ТЕО розробки кар'єру РУ ім. Кірова "Сєвєрний", де автор як виконавець розробив методики визначення раціональних режимів гірничих робіт та параметрів робочої зони кар’єрів.

Мета роботи полягає в теоретичному обґрунтуванні способів управління режимом гірничих робіт залізорудних кар’єрів при відпрацюванні розкривних порід крутопохилими шарами за рахунок застосування технологічних підходів до визначення основних параметрів робочої зони.

Відповідно до поставленої мети при виконанні дисертаційної роботи вирішувалися такі задачі:

1. Визначити тенденції розвитку видобутку залізної руди в Україні, виконати аналіз відомих технологічних схем і способів управління режимом гірничих робіт.

2. Встановити залежності інтенсивності виймання порід розкриву від основних параметрів робочої зони при різних способах відпрацювання родовищ і їх вплив на управління режимом гірничих робіт. 

3. Розробити метод визначення основних параметрів, що впливають на розміри робочої зони з урахуванням відпрацювання розкривних порід крутопохилими шарами етапу і мінімальними об’ємами виймання розкриву.

4. Розробити раціональні способи управління режимом гірничих робіт при відпрацюванні видовжених за лінією простягання залізорудних родовищ.

5. Обґрунтувати режим гірничих робіт для діючих залізорудних кар’єрів України при відпрацюванні родовищ за новими технологічними рішеннями.

Ідея роботи полягає у встановленні послідовності відпрацювання крутоспадних видовжених за лінією простягання залізорудних родовищ шляхом формування тимчасово неробочих ділянок бортів у робочій зоні кар'єрів і наступної їх розконсервації крутопохилими шарами етапу у визначеному напрямку.

Об'єкт дослідження – розробка видовжених за лінією простягання залізорудних родовищ крутопохилими шарами щодо розкривних порід.

Предмет дослідження – визначення технологічних рішень щодо формування режиму гірничих робіт при відпрацьовуванні розкривних порід крутопохилими шарами.

Методи дослідження. При вирішенні поставлених задач були використані такі методи: наукового узагальнення публікацій – для виявлення сучасного стану вирішення зазначених задач;