Отмечено, что при проведении подэтажных выработок буровзрывным способом, особенно в слабых рудах и породах, объем закрепного пространства существенно больше того, который необходим для размещения минимально необходимой затяжки. Рассмотрены пути снижения активности обрушений пород при проведении подэтажных выработок.

Приведены результаты экспериментальных исследований гравитационной сегрегации скальной горной массы, методов снижения сейсмического воздействия массовых взрывов на основе управления направленностью сейсмического волнового поля и применения рациональных конструкций скважинных зарядов. Рассмотрен вопрос о повышении безопасности подземных систем разработки месторождений полезных ископаемых. Проанализированы особенности флотации фосфора из желваковых фосфоритовых руд. Определены направления повышения эффективности измельчения окисленных железных руд.

Рассмотрены результаты отечественного и зарубежного опыта горно-химической добычи полезных ископаемых комбинированными технологиями выщелачивания при разработке рудных залежей сложной структуры Украины, России, Казахстана и др. Описана методика лабораторных и промышленных исследований комбинированных технологий разработки балансовых запасов традиционным способом добычи и переработки, а потерянных ранее руд - с извлечением металлов на месте залегания с помощью подземного блочного выщелачивания и дана классификация предложенных технологий.

Обгрунтовано параметри камер складної форми другої черги відпрацювання запасів систем розробки з твердіючим закладанням з урахуванням напруженого стану конгломерату та порядку відпрацювання рудних запасів. Враховано закономірності розподілу напружень у масиві навколо очисних камер складної форми в системі розробки з твердіючим закладанням виробленого простору. Моделювання проведено на фізичних і математичних моделях з застосуванням числових методів для декількох десятків варіантів положення елементів високої очисної камери з дотриманням історії розвитку відпрацювання запасів на Південно-Білозірському родовищі залізних руд. Встановлено закономірності розподілу коефіцієнта концентрації еквівалентних напружень від просторового положення елементів камери, фізико-механічних властивостей масиву конгломерату в покрівлі, послідовності відпрацювання очисних камер у поверсі та за глибиною рудного покладу. Реалізовано методичний підхід до вибору технологічних параметрів розміщення підготовчих і нарізних виробок для камер другої черги відпрацювання запасів та їх конфігурації з урахуванням напруженого стану оточуючих порід і механізму захисної дії закладного масиву.

Встановлено залежність допустимих з умов стійкості параметрів похилих оголень порід висячого боку в очисних камерах від їх коефіцієнта міцності та кута падіння покладу. Одержано взаємозв'язок між наднормативним засміченням видобутої з очисних камер руди та перевищенням у них фактичним значенням еквівалентного прогону похилого оголення порід висячого боку над його граничним значенням і безпечні розміри даного перевищення. Розроблено технології відпрацювання багатих і бідних залізних руд, що дозволяють значно спростити конструкції камерних систем розробки та підвищити показники видалення руди, а отже, підвищити їх ефективність.

Установлено влияние объема камерной выемки на суммарное извлечение не разубоженной руды при системе подэтажного обрушения. Оптимальным объемом камерной выемки является компенсационный.

Рассмотрена предложенная новая технология бесцеликовой выемки крепких руд с использованием для закладки выработанного пространства неконсистентного материала. Конструкция системы разработки предусматривает в процессе выполнения закладки формирование буровой выработки приемного горизонта. Внедрение ПДМ с дистанционным управлением обеспечивает безопасность горных работ в очистной камере и необходимую полноту закладки неконсистентной смесью выработанного пространства.

Усовершенствованы теоретические основы управления показателями извлечения полезных ископаемых. Предложена новая высокоэффективная технология отработки запасов "мёртвой" зоны лежачего бока залежи с использованием оригинальной конструкции компенсационной камеры. Предложено формирование камеры с минимальной шириной в её основании и дальнейшим расширением компенсационной камеры в верхней части блока. Предложена методика расчёта устойчивости шатровых потолочин компенсационных камер. Использован принцип смещения рудной массы "мёртвой" зоны лежачего бока в зону выпускных выработок компенсационной камеры.

Приведены обоснования параметров взрывозащитных устройств для гашения ударных воздушных волн при подземной добыче руд буровзрывным способом. Выполнены исследования прочностных и деформационных свойств защитного элемента перемычки и установлена зависимость ее несущей способности от степени перфорации и прочностных свойств конструктивных элементов. Обоснованы параметры взрывозащитной перемычки и разработаны рекомендации по ее применению в конкретных горно-геологических условиях.

Освещены результаты научных исследований, посвященных проблемам комбинированной разработки рудных месторождений. Приведен критический анализ функционирования отечественных угольных шахт при постоянно возрастающей их глубине, изложена нетрадиционная технология разработки месторождений в таких условиях. Предложена перспективная технологическая схема отработки запасов открыто-подземным способом с использованием карьерного пространства и существующих подземных и поверхностных комплексов шахты "Первомайская". Рассмотрены вопросы устойчивости бортов глубоких карьеров с углами откосов повышенной крутизны, учитывающие нарушенность массива и физико-механические свойства горных пород, а также их объемное и плоскостное состояние. Описан метод обеспечения сейсмобезопасного ведения взрывных работ при отработке урановых руд под жилым массивом. Изложены основные принципы разработки стратегии технического перевооружения карьеров. Предложена рациональная технологическая схема добычи титаново-циркониевых руд на обводненных месторождениях. Разработана классификация технологических схем освоения промышленных запасов железистых кварцитов переходных зон. Рассмотрены направления привлечения инвестиций в железорудную промышленность Украины в современных условиях.

Эффективность применения систем обрушения с торцевым выпуском и выпуском из дучек достигается при определении ее параметров исходя из эллипсоидов касания, повышения качества дробления пород взрывом, применения скреперов с большей вместимостью.

Изложены исследования природы форм выпуска руды. Определен масштаб моделирования выпуска на статических и динамических моделях. Установлены значения критической высоты при дозированном и недозированном выпуске, применяемом в шахтах. Установлены основные закономерности этого режима, на основе которых предложен многократно испытанный на практике метод выбора параметров систем с обрушением из условия касания эллипсоидов разрыхления руды, применение которого позволяет значительно повысить эффективность систем с обрушением. Разработаны научные основы выбора параметров и конструкций систем с обрушением с торцовым выпуском, обеспечивающие их высокую эффективность. Предложен экспресс-метод определения потерь и засорения руды.

Изложены особенности системы подэтажного самообрушения, механизм и основные закономерности самообрушения рудного массива, оптимальные параметры системы и область ее применения. Приведены описание и результаты отработки опытных зон и панелей, технико-экономические показатели, полученные при промышленном применении системы на шахтах Кривбасса в 50 - 70-е годы ХХ века на глубинах 250 - 550 м. Описана технология применения этой системы разработки в мягких и средней крепости рудах. Представленные технико-экономические показатели, полученные при опытном изучении и массовом применении системы на шахтах Кривбасса на глубинах 250 - 500 м, свидетельствуют о ее высокой эффективности. На основе обобщения опыта применения системы подэтажного самообрушения и результатов теоретических исследований закономерностей самообрушения рудного массива сделан вывод о целесообразности применения системы подэтажного самообрушения на шахтах Кривбасса в настоящее время на глубинах более 1000 м. Использование сил горного давления для разрушения рудного массива обуславливает существенное снижение энерго- и трудозатрат на добычу при подэтажном самообрушении по сравнению с технологией отработки с помощью глубоких скважин. Эта важнейшая технологическая особенность системы в условиях энергетического кризиса в Украине в настоящее время настоятельно диктует объективную необходимость возвратиться к применению подэтажного самообрушения.

Демографические процессы современности и научно-технический процесс привели к тому, что горное производство стало безоговорочным лидером по опасности для работающих и систем жизнедеятельности окружающей природной среды, а обеспечение безопасности горных работ - одним из главных направлений науки и практики. Опасность феномена обрушения пород в процессе разработки месторождений полезных ископаемых характеризуется разрушением массива вплоть до деформации земной поверхности с ущербом системам жизнедеятельности и увеличением количества химически агрессивных фракций при обогащении руд. Исследование технологии добычи с обрушением пород имеет целью установление закономерностей связи горных процессов для разработки безопасных и производительных параметров обрушения руд. Они включают в себя определение интегрального источника опасности для систем жизнедеятельности, теоретическое обоснование концепции защиты и оценку эффективности защиты сфер жизнедеятельности. Распространенным методом определения параметров технологических процессов является моделирование условий и вариантов применяемых технологий добычи минерального сырья. Показано, что системы разработки полезных ископаемых с обрушением пород и руд могут быть применены при условии сохранения земной поверхности от разрушения. Установлено, что при обрушении руд с минимизацией опасности для земной поверхности из соображений повышения качества добываемых руд целесообразно разделение отбиваемых руд и налегающих вмещающих оруденение пород гибкими металлическими перекрытиями. Показано, что повышение производительности труда сокращает время негативного воздействия горных работ на объекты жизнедеятельности в окрестностях предприятия. Снижение трудоемкости подготовительно-нарезных работ достигается использованием самоходного проходческого оборудования, для обеспечения фронта очистных работ и эффективного использования проходческого оборудования проходят одновременно несколько подэтажных выработок с совмещением операций и перемещением оборудования из одного забоя в другой. Детализированы процессы отработки монтажного слоя несущего и разделяющего дерево - канатного перекрытия. Максимальный положительный эффект технологий с обрушением руд достигается применением гибких металлических перекрытий в сочетании с самоходным погрузочно-доставочным оборудованием.

Цель работы - исследование и разработка ресурсосберегающих геотехнологий очистной выемки природно-богатых железных руд на базе скважинной гидротехнологии и самоходного оборудования, позволяющих повысить качество товарной продукции и эффективность ведения горных работ. Конструктивно-функциональный анализ системы разработки подэтажного обрушения, численный анализ и оценка параметров обнажений очистных камер, моделирование на эквивалентных материалах технологического процесса выпуска руды, технологическое проектирование схем очистной выемки богатых руд, технико-экономическая оценка вариантов системы разработки. Установлено, что в условиях разработки глубоких горизонтов железорудных шахт рациональные технологические параметры процессов геотехнологий очистной выемки определяется геомеханическими условиями и комплексами применяемой геотехники. Получено дальнейшее развитие зависимости: трансформации напряженно-деформированного состояния вокруг выработанных пространств и горных выработок при разработке железорудных месторождений; рациональных режимов высокоинтенсивного выпуска рудной массы; оптимизации схем комплексной механизации процесса доставки рудной массы. Для наклонно-падающих средней мощности железорудных залежей, представленных зонально-распределенными массивами разносортовых природно-богатых руд средней и ниже средней крепости и устойчивости, разработаны рациональные ресурсосберегающие технологические схемы процессов очистной выемки, обеспечивающие раздельное получение рудного суперконцентрата, высококачественной чистой руды и рядовой рудной массы без повышения себестоимости добычи. Впервые разработаны ресурсосберегающие варианты комбинированной системы разработки подэтажным обрушением с образованием устойчивых согласно падающих компенсационных пространств путём опережающей выемки наиболее богатой части массивов руд скважинной гидротехнологией и последующей отработкой рядовых запасов второй очереди технологией с отбойкой руды веерами глубоких скважин оптимальной длины и ориентации и интенсивным линейно-равномерным режимом выпуска рудной массы на базе высокопроизводитель- ных комбинированных доставочных комплексов скреперных установок и самоходных погрузочно-доставочных машин. Комбинированная геотехнология очистной выемки, обеспечивает: простоту конструкции; высокую безопасность и санитарно-гигиенические условия; производительность очистного забоя - 70 - 110 тыс. т; производительность труда рабочего по системе - 60 - 80 т/чел. смену; потери - 10 - 15 %; разубоживание - 3 - 7 %; себестоимость - 65 - 75 % от традиционной.

Цель работы - разработка методики определения геометрических параметров системы этажного обрушения с учетом допустимых объемов взрываемых взрывчатых веществ (ВВ). Обусловлено это спецификой условий отработки магнетитовых кварцитов шахты им. Орджоникидзе, заключающейся в проведении массовых взрывов взрывчатых веществ (ВВ) общей массой от 30 до 170 т при расположении вблизи шахтного поля многоэтажных жилых домов и промышленных сооружений. В связи с огромными массами взрываемых взрывчатых веществ колебания земной поверхности достигают 6 - 7 баллов, что отрицательно влияет на состояние жилых домов и промышленных сооружений. Причиной указанного является наличие множества методик определения геометрических параметров систем разработки из условий их устойчивости и отсутствие исследований зависимости интенсивности сейсмических колебаний земной поверхности от объемов одновременно взрываемых взрывчатых веществ при различных граничных условиях расположения отбиваемого массива. При проведении данной работы применялись методы инструментальных наблюдений за сейсмическим воздействием взрывных работ на земную поверхность. Научная новизна данной статьи заключается в установлении на основании инструментальных измерений сейсмической интенсивности колебаний земной поверхности при проведении массовых взрывов в различных горнотехнических условиях отработки магнетитовых кварцитов шахты им. Орджоникидзе взаимосвязей между условиями производства взрывов, объемом взрываемых взрывчатых веществ в одном замедлении и интенсивностью колебаний земной поверхности и изучении влияния на интенсивность сейсмических колебаний земной поверхности количества обнаженных плоскостей, на которые отбивается рудный массив, наличие и ориентация обрушенных пород у отбиваемого массива, также установлена возможность использования порядков отбойки запасов для управления интенсивностью сейсмических колебаний земной поверхности. По результатам проведенных исследований разработана методика, предусматривающая определение геометрических параметров конструктивных элементов системы этажного обрушения как из условий их устойчивости, так и с учетом допустимых объемов одновременно взрываемых взрывчатых веществ. Разработанная методика позволяет выбирать схемы и порядки отбойки запасов, обеспечивающие устойчивость конструктивных элементов систем разработки и сохранность поверхностных сооружений.

Найбільш перспективними системами розробки рудних покладів в Криворізькому басейні є системи з відкритим очисним простором, які на перевагу від систем з обваленням дозволяють зменшити втрати та засмічення руди за рахунок того, що більш ніж 30 % балансових запасів виймальної одиниці випускаються практично чистими. Чим більше об'єм камери, тим кращі показники добування по системі розробці. Обов'язковою умовою застосування камерних систем - це природна стійкість руди та оточуючих порід, або ж технологічне штучне виконання ряду заходів по підвищенню стійкості оголень конструктивних елементів системи розробки. Аналіз робіт показує, що мало досліджень виконано щодо можливості застосування камерних систем і в подальшому на глибоких горизонтах ряду рудних шахт. Недостатньо нових заходів по підвищенню стійкості оголень в камерах та ціликів, зниженню тривалості існування підземних конструкцій за рахунок інтенсифікації випуску та доставки рудної маси і покращенню показників вилучення її при цьому. Практика показує, що на досягнутих глибинах на шахтах за умов незабезпечення стійкості конструктивних елементів існує відмова від ефективних камерних систем розробки на користь систем з обваленням, які гірші за показниками вилучення рудної маси. Спосіб розробки родовищ дозволяє знизити витрати на проведення підготовчо-нарізних робіт за рахунок ефективних схем розбурювання масиву, оригінальних конструкцій днища блоку та компенсаційного простору. Оптимальна технологія відпрацювання міжкамерного цілика дає можливість знизити втрати та розубоження руди. Технологічна схема відпрацювання запасів блоку розширює область застосування камерних систем розробки. Висновки: з глибиною на шахтах Криворізького басейну спостерігається відмова від ефективних у порівнянні з системами з обваленням камерних систем розробки. Це пов'язано з активними негативними проявами гірського тиску та вимушеним прийняттям збільшених розмірів ціликів та зменшенням камерних запасів,які відпрацьовуються з незначними втратами і засміченням у порівнянні з ціликами. Запропонована технологічна схема відпрацювання запасів блоку розширює область застосування камерних систем розробки. Впровадження цієї технології дозволяє знизити витрати на проведення підготовчо-нарізних робіт за рахунок ефективних схем розбурювання масиву, оригінальних конструкцій днища блоку та компенсаційного простору. Оптимальна технологія відпрацювання міжкамерного цілика дає можливість знизити втрати та розубоження руди.

Мета роботи - удосконалення камерних систем розробки шляхом активного впливу по забезпеченню стійкості оголень порід, що надає можливість їх впроваджувати на глибоких горизонтах, збільшувати розміри камер і, таким чином, покращувати показники добування корисних копалин. Аналіз та узагальнення існуючих технологій виймання рудних покладів, лабораторні дослідження втрат рудної маси в камері при відпрацюванні стелини, аналітичне встановлення місця розташування додаткової виробки доставки в лежачому боці та стійко здатних параметрів. Встановлено тенденцію впровадження технологічних схем виймання залізних руд, обгрунтовані необхідність та можливість застосування камерних систем з глибиною. Вперше з метою зменшення втрат рудної маси на лежачому боці камери передбачається варіант камуфлетно-стрясного підривання глибоких свердловин. Результати дослідів використані при розробці основ технології виймання рудних покладів в умовах активної дії гірського тиску. Розроблено інноваційну технологічну схему очисного виймання потужних похилих і крутоспадних рудних покладів та керування рудовміщаючим масивом на глибоких горизонтах розширює область застосування камерної системи розробки, забезпечує стійкоздатність її конструктивних елементів , дозволяє значно підвисити ефективність добування руд. Виконано аналіз сучасного стану застосування камерних систем розробки рудних покладів на досягнутих глибинах шахт Кривбасу. Встановлено тенденцію впровадження технологічних схем виймання залізних руд, обгрунтовано необхідність та можливість застосування камерних систем з глибиною. Розроблено інноваційну технологічну схему очисного виймання потужних похилих та крутоспадних рудних покладів та керування рудовміщаючим масивом на глибоких горизонтах. Запропоновано конструктивні особливості системи розробки покладів стійких руд з слабостійкими оточуючими породами. Запаси очисного блоку відпрацьовуються двома суміжними камерами із залишенням тимчасових стрічкових ціликів і, в подальшому, контрфорсів у вигляді тригранних призм для запобігання нестійкості оголень порід в камерах. Приведено залежність визначення місця розташування додаткової виробки доставки у породах лежачого боку від ряду факторів.

Індекс рубрикатора НБУВ: И330.125

Рубрики:

Системи розробки з обваленням

Шифр НБУВ: Ж60802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - аналіз дослідження еволюції напружено-деформованого стану масиву при відпрацюванні покладу камерними системами розробки з закладкою виробленого простору відходами гірничого виробництва. Методи дослідження - детальний техніко-економічний аналіз і дослідження факторів і умов, що впливають на ефективність діагностування і обліку силових взаємодій і трансформацій природного і штучного полів напружень при формуванні очисних камер і їх наступній закладці відходами гірничого виробництва виконувались математичними методами із застосуванням методу кінцевих елементів та програмного комплексу Ansys 16.2. Стан і параметри напружено-деформованого стану масиву на ділянці рудного покладу досліджувався з урахуванням етапного характеру навантаження гірських порід. Кількість розрахункових етапів в дослідженні приймалася аналогічною кількості технологічних циклів очисних робіт при відпрацюванні шахтного поля. За допомогою досліджень встановлено нові закономірності змін напружено-деформованого стану масиву при початковому, проміжному та кінцевому етапах відпрацювання камер на ділянці, що діагностується. Встановлена величина інверсії вертикальних деформацій гірського масиву при поетапному відпрацюванні та наступному заповненні камери подрібненими пустими породами, що дозволяє встановити закономірності впливу об'ємного стиснення на стійкість комбінованих штучних масивів. Виконаними дослідженнями розроблена та запропонована ефективна технологія відпрацювання та закладки камер відходами виробництва, що дозволяє утилізувати відходи гірничо-металургійних підприємств у відпрацьованому підземному просторі камер другої черги. На підставі виконаних досліджень та встановлених залежностей запропоновані оптимальні варіанти технології закладки камер другої черги пустими породами. Запропонована технологія забезпечує необхідну несучу здатність штучних ціликів твердіючої закладки камер першої черги, оскільки створює умови об'ємного стиснення для всього комбінованого закладного масиву та дозволяє утилізувати відходи гірничометалургійних підприємств у відпрацьованому підземному просторі камер другої черги, вирішуючи одну з головних екологічних проблем Криворізького залізорудного басейну.