Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Повышение эффективности системы этажного принудительного обрушения за счет создания экранирующей поверхности на границах вторичных блоков

Диссертация: Повышение эффективности системы этажного принудительного обрушения за счет создания экранирующей поверхности на границах вторичных блоков
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Переход от применения систем со слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства к системам с обрушением руд и вмещающих пород, при разделении руд и пород по боковому контакту экранирующей поверхностью позволяет существенно расширить область применения подземного способа при разработке кимберлитовых месторождений компанией «Алмазы Россия-Соха». Разработана технология формирования… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние вопроса, задачи и методы исследований
    • 1. 1. Обзор отечественного и зарубежного опыта тампонажа (инъекции) горных пород
    • 1. 2. Геологическое строение и характерные особенности кимберлитовых месторождений Якутии
    • 1. 3. Цели и задачи исследований
    • 1. 4. Методика исследований
  • Выводы по главе
  • 2. Исследование процесса тампонирования обрушенных кимберлитовых пород
    • 2. 1. Физическая сущность процесса цементации и технологические требования к тампонажным растворам
    • 2. 2. Характеристика обрушенных пород и формируемой ими среды
    • 2. 3. Подбор состава для тампонирования пород
    • 2. 4. Характер движения растворов в тампонируемых породах
    • 2. 5. Геологические свойства тампонажного раствора
  • Выводы по главе
  • 3. Формирование породного массива и методы его тампонирования .72 3.1 Режим и методы подачи тампонажного раствора в обрушенные породы
    • 3. 2. Сегрегация обрушенных пород
    • 3. 3. Влияние состава раствора на радиус тампонирования
    • 3. 4. Рекомендуемый состав и плотность тампонажного раствора
    • 3. 5. Расчетные методы определения параметров экранирующей поверхности ее свойств
  • Выводы по главе
  • 4. Влияние экранирующей поверхности на показатели извлечения и обоснование её параметров
    • 4. 1. Рекомендуемые системы разработки
      • 4. 1. 1. Система блокового обрушения при вертикальной боковой стенке блока
      • 4. 1. 2. Система блокового обрушения при наклонной боковой стенке блока
    • 4. 2. Влияние БВР на состояние экранирующей поверхности
    • 4. 3. Выпуск под обрушенными породами при защите боковой поверхности рудной массы экраном
    • 4. 4. Эффективность предлагаемой технологии
  • Выводы по главе

Повышение эффективности системы этажного принудительного обрушения за счет создания экранирующей поверхности на границах вторичных блоков (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Сложность экономического положения большинства горнодобывающих предприятий РФ предопределяет направление исследовательских и конструкторских работ на поиск, обоснование параметров и разработку технологий, предусматривающих снижение затрат на добычу при высоком уровне качественных показателей извлечения полезного ископаемого из недр.

Применение систем разработки с закладкой выработанного пространства литыми смесями позволяет решить задачи по обеспечению качества добываемой руды при низком уровне потерь, однако требует весьма высоких затрат как капитальных, так и текущих.

Наиболее экономичными и безопасными, позволяющими эффективно управлять горным давлением посредством обрушения налегающей толщи, являются технологии предусматривающие массовую отбойку руды и выпуск ее под обрушенными породами.

Опыт применения таких технологических решений показывает, что существенным их недостатком является высокий уровень потерь и разубоживания.

Решить проблему обеспечения высоких качественных показателей добычи при относительно низком уровне дополнительных затрат возможно путем модернизации систем с обрушением руд и вмещающих пород. Одним из перспективных направлений является упрочнение, создание крупноблочных или сплошных связных структур на контакте системы вмещающие породы — рудная масса при тампонаже вмещающих пород.

Важность указанной проблемы с экономических позиций, а также требования по обеспечению высоких качественных показателей обусловливают необходимость научно-технического обоснования технологии создания разделительного экрана между обрушенными породами и рудной массой.

В свете изложенного разработка новых методов и технологии формирования экранирующей поверхности, снижающих влияние вмещающих пород на процесс выпуска рудной массы и позволяющих значительно расширить область применения систем с принудительным обрушением руд и вмещающих пород является актуальной научной задачей.

Целью работы является установление зависимостей изменения свойств экранирующей поверхности от структуры среды обрушенных пород на контакте со вторичными блоками и состава тампонажного раствора, что позволяет создать экран, обеспечивающий снижение потерь и разубоживания при применении систем с обрушением руд и вмещающих пород.

Основная идея работы заключается в снижении уровня потерь и разубоживания в системах этажного блокового обрушения путем создания экранирующей поверхности между обрушенными породами и рудной массой на границе блоков первой и второй очереди и проведение процесса выпуска под ее защитой.

Научные положения, разработанные автором, и их новизна:

— получены зависимости физико-механических свойств экранирующей поверхности от количества вяжущего при тампонаже вмещающих пород цементными растворами;

— разработана методика определения параметров расположения инъекционных скважин в массиве вторичных блоков;

— установлена зависимость изменения размеров зоны тампонажа от пустотности тампонируемой среды;

— установлено влияние изменения положения боковой стенки первичных блоков на сегрегацию заполняющих их пород;

— определено влияние экранирующей поверхности на показатели извлечения рудной массы из вторичных блоков.

— впервые при применении систем с обрушением руд и вмещающих пород пород в процессе выпуска их разделяют экранирующей поверхностью по боковому контакту блоков первой и второй очереди, при этом боковой стенке блоков второй очереди придают наклон в сторону блоков первой, что способствует сегрегации обрушенных пород и обеспечивает высокое качество тампонажа и позволяет улучшить количественные и качественные показатели извлечения руды.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом и удовлетворительной сходимостью полученных аналитических зависимостей с результатами лабораторных экспериментов при среднеквад-ратическом отклонении расчетных данных от экспериментальных, равном 0,08 — 0,12 их абсолютного значения, что обеспечивает надежность 95%.

Научное значение работы заключается в определении комплекса условий формирования экранирующей поверхности, разделяющей породную и рудную зоны в процессе выпуска рудной массы.

Практическая значение работы состоит в разработке технологии формирования разделительной экранирующей поверхности между обрушенными вмещающими породами и рудой. Определены параметры тампонируемого слоя. Установлены качественные характеристики выпуска под защитой разделительного экрана.

Реализация выводов и рекомендаций. Предложенные конструкции систем разработки, технология образования разделительного экрана и режимы выпуска рудной массы под его защитой рекомендованы для внедрения при подземной разработке ряда кимберлито-вых трубок на предприятиях компании «Алмазы России-Саха» .

Апробация работы. Основное содержание и отдельные положения диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференции МГГУ в рамках «Неделя горняка» и техническом совете АК «Алмазы России-Саха» .

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:

1. Наклон боковой стенки блока позволяет увеличить устойчивость обрушенных вмещающих пород в обнажении и упростить, с одновременным улучшением его качества, образование разделительного экрана между блоками первой и второй очереди.

2. Сохранение сплошности среды экранирующей поверхности достигается, если расстояние от плоскости вееров или концов взрывных скважин составляет не менее 0,6 метров.

3. Равномерно-последовательный выпуск рудной массы под защитой экранирующей поверхности, гарантирующей исключение проникновения пустых пород по контуру блока, позволяет обеспечить потери полезного ископаемого на уровне достигнутом для систем с закладкой (4−5%), при этом уровень разубоживания не превышает 16%.

4. Технико-экономическое сравнение вариантов систем, рекомендованных к применению для разработки кимберлитовых месторождений Якутии и вариантов систем с донным выпуском при подэтажном обрушении руд и вмещающих пород показывает преимущест во последних, особенно для бедных руд, и возможность сокращения глубины открытых горных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации, являющейся квалификационной работой содержится решение актуальной, для разработки кимберлитовых месторождений задачи обеспечения высоких показателей извлечения полезного ископаемого из недр, при применении системы с массовым обрушением руды и вмещающих пород за счет создания вертикальных экранирующих поверхностей при блоковом обрушении и основные выводы, научные положения и практические результаты работы, заключающиеся в следующем:

1. Переход от применения систем со слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства к системам с обрушением руд и вмещающих пород, при разделении руд и пород по боковому контакту экранирующей поверхностью позволяет существенно расширить область применения подземного способа при разработке кимберлитовых месторождений компанией «Алмазы Россия-Соха» .

2. Разработана технология формирования разделительного экрана между обрушенными породами и рудой по переферии блоков второй очереди посредством гравитационного тампонажа обрушенных пород через скважины пробуренные из буровых ортов блоков второй очереди, что позволяет обеспечить выпуск рудной массы, только при одном верхнем контакте с обрушенными породами.

3. Установлено, что при толщине экранирующего слоя 1,5−3,0 м обеспечивается снижение объемов преждевременного проникновения обрушенных пород в рудную массу, что снижает показатели потерь руды с 12 — 15% до 7 — 8% при разубоживании до 15%.

4. Определены параметры расположения тампонажных скважин обеспечивающие создание экранирующего слоя необходимой толщины и прочности по всей боковой площади блока.

5. Установлены зависимости прочности укрепленного массива от состава и свойств тампонажного раствора.

6. Установлена зависимость уровня потерь и разубоживания в переферийных зонах от наклона боковой поверхности стенки блоков первой и второй очереди. С изменением угла наклона от 90 до 70 градусов уровень разубоживания от боковых пород изменяется, в среднем, от 0 до 8 процентов.

7. Установлено, что при заполнении выработанного пространства первичных блоков, с наклоном боковой стенки в сторону их оси (60 — 80 градусов), в процессе выпуска руды и замещения ее вмещающими породами верхнего контакта происходит их сегрегация, что позволяет увеличить пустотность пород в зоне формирования экранирующей поверхности на 10 — 20% на контакте со вторичными блоками и обеспечить лучшие условия тампонирования при создании экранирующей поверхности.

8. Рассчитаны параметры БВР обеспечивающие минимальные нарушения экранирующей поверхности, что, наряду с ее наклоном, позволяет избежать проникновения закладки в выпусакаемую из переферийных воронок рудную массу.

9. Установлено, что применение технологии, предусматривающей формирование экранирующей поверхности на контакте первичных и вторичных блоков эффективна при разработке руд ценность которых не превышает 300 — 350 долл. за тонну рудной массы.

Предложенная технология рекомендуется к применению при разработке крутопадающих месторождений мощностью до 80 метров.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.И. Теоретические основы тампонажа горных пород. М., Недра, 1968,293с.
  2. С.Г., Копица Ф. А. Камерная система разработки в горной промышленности. М., Госгортехиздат, 1960 г.
  3. С.Л., Лисовский Т. Д. Разработка свинцово-цинковых в капиталистических и развивающихся странах. М., Недра, 1972 г.
  4. Р.П. Анализ системы подэтажных штреков и определение границы её применения при разработке крутопадающих жил. Сб. Севро-Кавказский горнометаллургический институт, вып. 11,1954 г.
  5. В.Н. Разработка тонких крутопадающих жил путём выемки из передовых забоев. «Золотая промышленность», N4,1940 г.
  6. Закладочные работы в шахтах: Справочник / Под ред.Д. М. Бронникова, М. Н. Цыгалова, — М., Недра, 1989 г.
  7. В.С., Толстых И. Ф., Мильштейн В. М. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., Недра, 1973 г.
  8. Тампонаж обводненных горных пород: Справочное пособие / Э. Я. Кипко, Ю. А. Полозов, О. Ю. Лушникова и др.-М., Недра, 1989 г.
  9. А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. М., Недра, 1982 г.
  10. Ю.М., Сычев М. И., Тимашев В. В. Химическая технология вяжущих материалов. М., Высшая школа, 1980 г.
  11. А.И. Закрепление грунтов и противофильтрационные завесы. М., Энергия, 1980 г.
  12. Е.П. Тампонирование горных пород при сооружении вертикальных стволов. М., НедраД979г.
  13. A.B., Буров Ю. С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. М., Стройиздат, 1979 г.
  14. Ю.Д., Андреева Н. Г., Гальперин В. Г. Способы активации закладочных смесей.- М. ДНИИцветмет экономики и информации. Вып.2, 1983 г.
  15. С.А., Гертман Л. К., Шихова Т. В. Влияние глин на прочностные свойства твердеющей закладки. Г. Ж. N 6,1978 г.
  16. А.П., Бакиновский И. И. Трубопроводный транспорт для перемещения твердеющих закладочных смесей. М., Недра, 1978 г.
  17. Т.П., Гаврилов С. Н., Патрушев Н. П. Применение электрохимического способа тампонирования горных пород.
  18. JL,"Методика и техника разведки" N 121,1978 г.-54−58
  19. Ogrodowski Henrik, Zawada Stanislaw. Metodauszczelniania i umacniania gorotwjru przy uzyciazaczynu chemoutwardzalnego. 1979, 30, N 8−9, 210−216польск.)
  20. .П. Физико-химимические и химические процессы в технологии упрочнения трещиноватых и водоносных горных пород и дальнейшие пути их совершенствования. Тбилиси,"Проектир. и стр-во шахт и рудников в сложных горн, — техн. условиях", 1979.-47−55
  21. Е.П. О давлении тампонажных растворов при предварительном тампонировании трещиноватых водоносных пород."Шахт, стр-во", N 8, 1982.-20−23
  22. Finlands Outokumpu mine. Mining Engineering, 1955, Juli
  23. B.II., Куликов B.B. Применение твердеющей закладки при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1974 г.
  24. М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. М., Недра, 1985 г.
  25. К.В., Руденко В. В. Применение твердеющей закладки при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1964 г.
  26. В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках.1. М., Недра, 1984 г.
  27. М.Н. Ускорить освоение инъекционной технологии возведения монолитной закладки. Сб."Подземная разработка мощных рудных месторождений". Вып. 10, Магнитогорск, 1975 г.
  28. Е.Т., Миняев Б. К. Применение искусственной потолочины на Дегтярском руднике. М., Г. Ж., 1971, N3
  29. Н.З. Управление состоянием массива горных пород при подземной разработке рудных месторождений. М., Недра, 1990 г.
  30. Ариоглу Э., Лю Кечжень, Сунь Кайлянь и др. Разработка месторождений с закладкой: Пер. с англ. / Под ред.
  31. С.Гранхольма.- Мир, 1987 г.
  32. .А., Мохов А. И., Смирнова Т. Н., Васильев В. М. Сейсмическое воздействие взрывов на целики из твердеющей закладки на Тайском руднике,— М.: ЦИНТИ. Применение систем разработки с твердеющей и бетонной закладкой выработанного пространства. 1967 г.
  33. А.Н. и др. Способы уменьшения разубоживания руды закладкой при отработке вторичных камер.- F.)K., 1976, N2
  34. А.Н., Шендрик В. К., Клепиков Т. П. Способы уменьшения разубоживания руды закладкой.- Горный журнал, 1987, N12.-c.26
  35. Canadian underground metods World Mining, 1976, N9, p55−57.
  36. В.И., Петик В. Л., Вальман Д. М. Пути снижения потерь и разубоживания при подэтажном обрушении.- Горный журнал, 1988, Nl, c.35
  37. Г. Д. Основы упрочнения горных пород.М., Недра, 1965 г.
  38. А.И., Колтунов Д. В. Цементация оснований гидросооружений.М.-JL, Энергия, 1964 г.
  39. А. Инъекция грунтов.М., Энергия, 1971 г.
  40. Е.Т., Миняев Б. К. и др. Упрочнение закладки отработанной камеры методом цементации. Горный журнал, 1971, N3
  41. Н.Г. Специальные способы проведения горных выработок.М., Недра, 1976 г.
  42. JI.B. Основы искусственного улучшения грунтов.М., Изд. МГУ, 1973 г.
  43. Л. М. Дипко Э.Я., Лушникова О. Ю. и др. Глиноцементные растворы для тампонажа обводненных горных пород. В сб."Научные основы получения промывочных жидкостей и тампонажных растворов. Киев, Наукова думка, 1974, с.14−17
  44. П.П. Современное состояние и тенденции развития тампонажных работ при сооружении стволов шахт за рубежом.М.ДНИЭИуголь, 1982 г.
  45. Л. М. Дипко Э.Я., Полозов Ю. А. и др. Исследование вязкостных свойств тампонажных смесей, — Шахтное строительство, 1972, N2,с. 18−21
  46. Э.Я., Спичак Ю. Н., Полозов Ю. А. Уплотнение грунтов тектонических разломов при сооружении подземных выработок, — Шахтное строительство, 1986, N10,с.23−25
  47. Е.В. Упрочнение горных пород при подземной добыче руд.-М., Недра, 1991 г.
  48. Руководство и инструкция по инъекционному упрочнению горных пород полимерными материалами./ Е. В. Кузьмин, А. И. Шамансуров, А. М. Беляев и др.М., МГИ, 1985 г.
  49. С.И. и др. О физико-химических свойствах утилизации уловленной пыли.- Цемент, 1953, N3
  50. .С. Исследование взаимодействия целиков с закладкой в условиях сейсмического воздействия взрыва. Авт.реф.дисс.к.т.н. Алма-Ата, 1980 г.
  51. H.A. Исследование влияния повторных динамических нагрузок на выбор сейсмобезопасных параметров БВР. Авт.реф.дисс.к.т.н.-М., 1982 г.
  52. Ковалев И.А., Попов Н.Г.ДузнецовЛ.В. Снижение сейсмического действия взрыва на бетонные стенки камер.- Цветная металлургия, 1972, N9,с.5−7
  53. В.Е. Исследование влияния параметров массовых взрывов на сейсмоустой-чивость искусственных целиков. Авт.реф.дисс.к.т.н., Магнитогорск, 1971 г.
  54. В.Г. Определение параметров бетонных целиков, способных противостоять воздействию взрывов скважин. Авт.реф.дисс.к.т.н., М., ИГД им. Скочинского, 1965 г.
  55. Григорянц Э. А. Выемка междукамерных целиков на руднике
  56. Заполярный", — В сб.:Материалы научно-технической конференции по буровзрывным работам на рудниках Норильского комбината. Норильск, 1963 г.
  57. .М., Егоров Б. Ф. Опыт обрушения целиков скважинными зарядами./ Совершенствование технологии разработки рудных месторождений подземным способом. ИГД СО АН СССР, НедраД 965,-с.32−47
  58. .Н. Исследование сейсмического влияния взрывов на МКЦ и кровлю очистных камер при разработке рудных месторождений, — Авт.реф.дисс.к.т.н., М., 1969 г.
  59. Р.И. Исследование параметров отбойки руды массовыми взрывами глубоких скважин между искусственными целиками.- Авт.реф.дисс.к.т.н., Магнитогорск, 1971 г.
  60. В.В. Выпуск руды.М., Недра, 1980 г.
  61. В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторожде-ний.М., Недра, 1972 г.
  62. В.В., Тележников Е. И. Перспективы совершенствования систем с массовым обрушением, — в кн.: Труды ВЗПИ.М., 1972, Ш5,-с.29−33
  63. Г. М., Безух Р. В., Петренко П. Д. Теория и практика выпуска руды.М., Недра, 1968 г.
  64. Упрощение расчета показателей извлечения руды при системах с обрушением.-Сб.научных трудов КГРИ, Госгортехиздат, 1961 г.
  65. Н.Г. Выпуск руды при подземной разработке.М., Недра. 1965 г.
  66. Н.Г. и др. О разубоживании и потерях при добыче руды.- ИГД СО АН СССР, Вопросы разработки рудных месторождений. Научные труды, вып.8. Госгортехиз-дат, 1961 г.
  67. В.Р., Абрамов В. Ф., Дроздов B.C. Повышение полноты выпуска руды из блоков.- Цветная металлургия, 1975, N5,-с. 12
  68. В.Р. Высокопроизводительные системы разработки месторождений крепких руд.М., Госгортехиздат, 1961 г.
  69. И.К. Выпуск и доставка руды при подземной добыче.М., Недра, 1964 г.
  70. Р.Г. Совершенствование методики прогнозирования показателей извлечения руды при донном выпуске под обрушенными породами.-Авт, реф. дисс.к.т.н.М., МГИ, 1975 г.
  71. В.А., Пепелев Р. Г. Определение потерь и разубоживания руды методом касательной при донном выпуске в системах с массовым обрушением.- В сб. Научные труды МГИ, 1975 г.
  72. С.Н. Выбор способов закладки камер и выемки целиков в мощных рудных залежах, — Авт.реф.дисс.к.т.н., 1. М., МГИ, 1991 г.
  73. Высокие камеры на рудниках цветной металлургии./Н.Ф.Иванов, Ю. М. Цыгалов, В. А. Горьков.- М., 1990,-(М-во металлургии СССР. ЦНИИцветмет экономики и информации.
  74. М.И., Никаноров В. П., Панфилов Е. И. и др. Технико-экономическая оценка извлечения полезного ископаемого из недр. М., Недра, 1974 г.
  75. В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1978 г.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!