Логачов Євгеній Іванович. Розробка технології підземного відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини в умовах Криворізького басейну

brief description

Логачов Євгеній Іванович. Розробка технології підземного відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини в умовах Криворізького басейну. : Дис... д-ра наук: 05.15.02 2006

Логачов Є.І. Розробка технології підземного відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини в умовах Криворізького басейну. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - підземна розробка родовищ корисних копалин. - Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2006.
Дисертація присвячена вирішенню проблеми розробки ефективної технології відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини підземним способом. Обґрунтовано технологію відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини залежно від ступеня зближеності з покладами залізних руд. Встановлено параметри фігури випуску в умовах ведення очисних робіт з підривкою порід висячого боку і застосуванням похилих уловлюючих виробок. Виявлено можливість зниження величини підробки рудного масиву, що налягає, застосуванням породного монолітного блоку. Удосконалено методику вибору параметрів буровибухових робіт.
Розроблено методику прогнозування економічно виправданих обсягів видобутку супутньої мінеральної сировини. Досліджено можливості підвищення якості талькового сланцю на стадії його переробки й одержання низькомарочного в'яжучого при використанні доломітової сировини. Розроблено конструкції систем розробки.

Дисертаційна робота є закінченою науково-дослідною працею, у якій вперше вирішена проблема розробки технології підземних робіт для промислового освоєння покладів супутньої мінеральної сировини в межах впливу техногенних зон, створених відпрацюванням покладів багатої залізної руди, на основі теоретично обґрунтованих способів зниження величини підробки налягаючого масиву в контурах зруденіння.
Основні наукові і практичні результати роботи:
1. Вперше обґрунтовано можливість підземного відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини (талькові сланці, доломітизовані вапняки, діабазова сировина, краскові руди та інше) технологіями, що локалізують підробку налягаючого масиву в проектних контурах зсувів і обвалень. Встановлено, що величина гірського тиску на глибоких горизонтах недостатня для самовільного обвалення всієї проміжної товщі вміщуючих порід, розташованих між покладами супутньої мінеральної сировини і залізної руди. Потужність товщі порід висячого боку, що підробляється і зсувається (по нормалі до його поверхні), складає 1/2 від величини оголення порід висячого боку. При значному віддаленні покладу мінеральної сировини від площини лежачого боку покладу залізної руди в очисному просторі, що відпрацьовується, можливе формування зони вивалоутворення висотою 0,35...0,45 від прольоту оголення висячого боку. З огляду на параметри покладів, що відпрацьовуються, встановлено, що для запобігання розвитку додаткової зони зсувів в лежачому боці покладу залізних руд необхідно додатково здійснювати примусову підривку вміщуючих порід буровибуховим способом.
2. Запропоновані технологічні схеми відпрацювання покладів супутньої мінеральної сировини, які знижують ступінь підробки вищележачого рудного масиву з урахуванням коефіцієнта зближеності покладів і конфігурації зони підривки вміщуючих порід буровибуховим способом. Встановлено межі доцільності застосування схем відпрацювання покладу супутньої мінеральної сировини залежно від відстані до покладу залізної руди.
3. Математично встановлено й експериментально підтверджено параметри фігур випуску і величин видобутку корисної копалини при відпрацюванні покладів супутньої мінеральної сировини технологіями, що передбачають заміщення об'єму руди вміщуючими породами з контуру підривки. Теоретично обґрунтовано, що величина малої півосіrфігури випускупрямо пропорційна добутку постійної величини на висоту фігури випуску і на квадратний корінь з коефіцієнта бічного тиску. Доведено, що зі збільшенням кута внутрішнього тертя сипучого середовища з 26(високорухливе середовище) до 43(сипуче середовище типу залізної руди, доломітизованої сировини чи здрібнене сипуче середовище, яке має пилоподібні частки), мала піввісьrфігури випуску при тих самих висотах торкання її вершиною площини висячого боку відносно випускного отвору зменшується в 1,4...1,5 рази. Зменшення величиниrвикликає необхідність формування додаткових уловлюючих горизонтів випуску або застосування технології випуску з використанням похилих рудоперепускних виробок. Як показали дослідження, така технологія випуску забезпечує зниження витрат нарізних виробок у 1,3...1,5 рази при дотриманні планових втрат у блоці в межах 13...20% .
4. Уперше теоретично й експериментально досліджена стійкість налягаючого массиву при відпрацюванні покладів з кутами падіння 40...45і горизонтальною потужністю 25...30, яка може бути забезпечена за рахунок застосування технології випуску під прикриттям монолітного породного блоку, сформованого в породах висячого боку. Встановлено вплив конструктивних параметрів породного монолітного блоку на величину підробки вищележачого масиву в контурах зруденіння.
5. Визначені параметри буровибухових робіт для неоднорідних тріщинуватих масивів на підставі попередніх вимірів швидкості поширення поздовжньої звукової хвилі, яка є інтегральною характеристикою міцнісних властивостей масиву, що руйнується, в умовах обмеженої інформації про фізико-механічні властивості корисної копалини та її гірничо-геологічні умови залягання. При цьому одним із шляхів поліпшення якісних показників видобування доломітових вапняків є ведення буровибухових робіт з обваленням шарів руди безпосередньо на поверхню запобіжної рудної ''кірки'', яку залишають між рудою і породними включеннями.
6. Розроблено методику прогнозування економічно доцільних обсягів видобутку і переробки супутньої мінеральної сировини. Відмінною рисою запропонованої методики прогнозування є урахування рівня розвитку України на основі показників величини доходу споживачів, собівартості продукції, що випускається, і порівняння цих показників з рівнем розвитку високорозвинених країн.
Проведені дослідження дозволили встановити, що поліпшити якість талькового сланцю можна застосуванням способу водяної класифікації. Це забезпечує підвищення, споживчої вартості та конкурентноздатності сировини за рахунок зниження домішок окислів заліза.
Лабораторними дослідженнями встановлено, що використання доломітизованого вапняку, як базового компоненту, дозволяє виробляти в'яжучі речовини з міцністю, що складає 0,1...0,3 від міцності цементу марки 300.
7. Результати дисертаційних досліджень були покладені в основу розроблених технологій, які знижують величину підробки обвалених налягаючих порід для умов шахт ВАТ ''Суха Балка''. Створено експериментальні паспорти систем розробки для подібних гірничо-геологічних умов. Економічний ефект від упровадження технологічних рішень, розроблених у дисертації, для умов шахт ВАТ ''Суха Балка'' склав 563,3 тис. гривень.