Обоснование методики определения границ карьеров при проектировании открытой разработки комплексных рудных месторождений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.21, кандидат наук Вайнонен, Никита Сергеевич

• Вайнонен, Никита Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Вайнонен, Никита Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРАНИЦ КАРЬЕРОВ

1.1 Коэффициент вскрыши и его разновидности

1.2 Краткая история развития методов определения границ карьеров

1.3 Граничный коэффициент вскрыши для условий разработки однородных месторождений

1.4 Методика определения границ карьеров по контурному коэффициенту вскрыши

1.5 Метод вариантов при определении конечных границ карьеров

1.6 Определение границ карьера при разработке нескольких параллельных залежей

1.7. Граничный коэффициент вскрыши при проектировании комплексных месторождений

1.8 Оценка показателей эффективности открытых горных работ, учитывающих комплексность месторождений

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ КАРЬЕРА, УЧИТЫВАЮЩАЯ КОМПЛЕКСНОСТЬ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

2.1 Показатель эффективности открытой разработки комплексных месторождений при определении границ карьера

2.2 Определение границ открытой разработки комплексных месторождений по принципу приравнивания контурного коэффициента добычи к граничному

ГЛАВА 3 РАССЧЕТ ГРАНИЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ДОБЫЧИ ДЛЯ УСЛОВИЙ ОЗЕРНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3.1 Минерально-сырьевая база Озернинского рудного узла и структура месторождения

3.2 Морфология, условия залегания и параметры рудных тел, вещественный состав руд месторождения

3.3. Попутные полезные ископаемые Озерного месторождения

3.4 Расчет затрат на основные процессы ведения открытых горных работ и значения граничного коэффициента добычи

ГЛАВА 4 ГРАНИЦЫ ОЗЕРНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ С УЧЕТОМ ЕГО КОМПЛЕКСНОСТИ

4.1 Запасы полиметаллических руд Озерного месторождения

4.2 Границы открытой разработки Озерного месторождения по базовому варианту

4.3 Границы открытой разработки Озерного месторождения с учетом попутных полезных ископаемых

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

104

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование методики определения границ карьеров при проектировании открытой разработки комплексных рудных месторождений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. При определении границ карьеров в настоящее время не учитывается комплексность полиметаллических сложноструктурных месторождений полезных ископаемых. С учетом добычи попутных полезных ископаемых возможность открытого способа увеличиваются.

Значительным резервом роста эффективности использования минерального сырья является переход на разработку запасов комплексных месторождений полезных ископаемых. Это позволит расширить минерально-сырьевую базу без дополнительных капитальных вложений в освоение новых месторождений, полнее использовать производственные фонды горнодобывающих предприятий, а также приведет к улучшению экологической ситуации в районах добычи и переработки сырья, что полностью соответствует задачам интенсификации производства и экономии ресурсов.

Технические решения при открытой разработке месторождений и экономические ее результаты во многом зависят от соотношения объемов вскрышных и добычных работ в целом и по периодам деятельности карьера. Количественная оценка этих соотношений производится с помощью коэффициентов вскрыши. Она характеризуется количеством вскрышных пород, приходящимся на единицу полезного ископаемого при разработке месторождений открытым способом.

Однако, при наличии в карьере нескольких видов полезных ископаемых, этот показатель, широко используемый при определении границ, производительности и режима горных работ, недостаточно эффективен, а порой и вообще теряет смысл. Использование коэффициента вскрыши приводит к неправильным методам оптимизации данного показателя и неверному определению затрат на выемку того или иного вида полезного ископаемого, а это, в свою очередь, делает несовершенными действующие методики определения основных параметров карьера.

Таким образом, в условиях разработки комплексных месторождений коэффициент вскрыши, как основной показатель эффективности работы карьера, имеет существенный недостаток - выражает отношение вскрышных пород к объему одного полезного ископаемого, а не к их совокупности. Отношение же вскрыш-

ных пород к каждому в отдельности или к сумме различных по ценности полезных ископаемых нелогично.

Проблемами проектирования границ месторождений занимались такие ученые, как К.Н. Трубецкой, Г.А. Холодняков, П.И. Городецкий, А.И. Арсентьев, В.В. Ржевский, B.C. Хохряков и другие.

Большинство исследований сводились к определению граничного коэффициента вскрыши.

Цель работы. Разработка и обоснование методики определения границ карьеров, позволяющей при проектировании учитывать не только основное полезное ископаемое, но и попутные, которые могут быть реализованы на сырьевом рынке.

Идея работы. Для повышения эффективности ведения горных работ открытым способом, проектирование границ карьеров полиметаллических комплексных месторождений, включающих в себя попутные полезные ископаемые, должно производиться с учетом горно-геологических и горнотехнических особенностей.

Основные задачи исследований.

1. Анализ горно-геологических условий при проектировании открытой разработки комплексных полиметаллических месторождений полезных ископаемых.

2. Анализ мирового опыта в области проектирования границ карьеров.

3. Исследование зависимости границ карьеров от количества полезных ископаемых и возможности их учета при проектировании.

4. Разработка методики проектирования границ карьеров, отрабатывающих комплексные полиметаллические месторождения с учетом сложных горногеологических условий.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использован комплексный подход, включающий анализ и обобщение исследований авторов в области проектирования карьеров, изучение производственных и проектных материалов, горно-геометрические расчеты.

Научная новизна:

1. Обоснована целесообразность использования граничного коэффициента добычи в качестве критериального показателя эффективности при проектировании границ открытой разработки комплексных полиметаллических месторождений с учетом их горно-геологических особенностей.

2. Установлен принцип определения границ карьера с учетом возможности добычи попутных полезных ископаемых, основанный на сравнении контурного и граничного коэффициентов добычи для условий комплексных полиметаллических сложноструктурных месторождений.

Основные защищаемые положения:

1. При определении границ открытой разработки комплексных полиметаллических сложноструктурных месторождений необходимо использовать приведенное по ценности к основному полезное ископаемое, учитывающее количество и ценность попутных полезных ископаемых и обеспечивающее повышение возможности открытой разработки.

2. В качестве критериального показателя эффективности открытых горных работ применительно к комплексным полиметаллическим сложноструктурным месторождениям должен использоваться граничный коэффициент добычи.

3. Эффективной комбинированной открыто-подземной разработке запасов основного и попутных полезных ископаемых, представленных комплексным полиметаллическим месторождением, отвечает принцип непревышения контурного коэффициента добычи граничным (кг < кК).

Практическая значимость работы. Разработана методика определения границ карьеров для комплексных рудных месторождений, позволяющая повысить возможность открытого способа разработки месторождений за счет обоснованного увеличения границ карьеров.

Результаты исследований могут быть внедрены при разработке проектной документации, технологических регламентов при проектировании границ карьеров, отрабатывающих комплексные полиметаллические месторождения.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций

подтверждается применением современных научных методов, обобщением опыта проектирования границ карьеров, обширным привлечением проектных материалов отечественных и зарубежных карьеров, получением удовлетворительной сходимости результатов расчетов с практикой эксплуатации карьеров.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на 11-ой международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения», на научных семинарах кафедры разработки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный» (2012-2014 гг.).

Личный вклад автора. Сформулированы цель и задачи работы, проведены теоретические исследования, обобщены их результаты, сформулированы основные научные положения и выводы.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 5 печатных работах, из них 3 - в изданиях перечня, рекомендуемого ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 110 страниц, 8 таблиц, 15 рисунков и список литературы из 77 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Г.А. Холоднякову, развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали успешному выполнению работы; сотрудникам кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых за ценные советы и помощь в научной работе.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРАНИЦ КАРЬЕРОВ

1.1 Коэффициент вскрыши и его разновидности

В прошлом и настоящем времени исследователи в области проектирования границ карьеров придерживались методик, связанных с расчетом граничного коэффициента вскрыши и его сравнением с другими видами коэффициента вскрыши [1, 14,23,61].

Для более полного понимания приведены определения основных коэффициентов вскрыши:

Граничный (пэ) — теоретически максимально допустимый коэффициент вскрыши, при котором в данных условиях открытая разработка месторождения является экономически целесообразной [4].

Средний (пср) — отношение извлекаемого объема пород в проектных контурах карьера к извлекаемому объему руды в этих же контурах [11, 12].

Эксплуатационный (п) — расчетное значение коэффициента вскрыши за определенный период работы карьера. Если взять весь период эксплуатации карьера, то получим средний эксплуатационный коэффициент вскрыши. Фактическое соотношение добываемых объемов пород и руды является текущим коэффициентом вскрыши [64, 65].

Контурный («к) — отношение приращения объема пород к приращению объема полезного ископаемого при увеличении в процессе проектирования конечной глубины карьера на один уступ [13, 37].

Первоначальный (п0) — отношение объема пород, вынимаемых за счет капитальных затрат, к объему всех извлекаемых запасов полезного ископаемого в контурах карьера [20, 21].

1.2 Краткая история развития методов определения границ карьеров

Период 20—30-х годов характерен стремительным развитием открытых горных работ в СССР [21, 22, 38]. В эти годы был создан и серийно выпускался экскаватор СЭ-3, освоены отечественные средства бурения. К этому периоду относятся проектирование, строительство и развитие таких крупных карьеров, как Высокогорский на Урале и Коунрадский в Казахстане. Были построены Райчи-хинские и Черемховские угольные карьеры в Сибири, Гороблагодатские, Коркин-ские, Богословские и Орско-Халиловские на Урале, Норильские и Колымские — на Севере СССР [13, 14].

Проектируются сотни новых крупных карьеров угольной, черной и цветной отраслей промышленности; их отличительным свойством является большой мае-

о

штаб выемки горных пород — до 10— 20 млн. м в год при высоких коэффициентах вскрыши — от 6 до 22 [64].

Доказательства и обоснования параметров таких мощных карьеров потребовали дальнейшего развития теории горных работ.

В период с 1927 г. до начала Великой Отечественной войны советскими учеными были предложены новые и значительно усовершенствованы старые принципы определения границ открытых работ.

М.И. Гоберман (1927 г.), решая плоскую задачу на поперечном разрезе, предлагает расчетные уравнения, основанные на принципе сравнения граничного и контурного коэффициентов вскрыши. Он первым вводит в горную науку понятие предельного (граничного) коэффициента вскрыши. При учете объемов наносов вводится понятие приведенного по стоимости (к стоимости скальных пород) объема[7, 21].

С.И. Пилявский (1928 г.) переходит к решению объемной задачи, приняв форму карьера в плане прямоугольной. Он уточняет значение контурного коэффициента вскрыши, разбивая его на составные части по видам пород и их положению в бортах карьера. Уточняется положение дна карьера с учетом того, что формула дает среднюю линию уступа. Поэтому автор вводит в формулу величину

h

—. Им впервые устанавливается влияние первоначального (строительного) объема вскрышных работ на глубину карьера и предлагается новый принцип пэ>пк+п0. Правда, автор пренебрегает величиной п0и не развивает далее этот метод [12, 22].

В работах А.И. Стешенко (1927—1930 гг.) решаются как плоская, так и объемная задачи. Он получает расчетные формулы для различной степени уточнения границ, вводит в рассмотрение принцип пэ > пср учета среднего коэффициента вскрыши для месторождений с увеличивающейся с глубиной мощностью рудного тела,для прочих месторождений рекомендует принцип пэ > пк указывает на необходимость при сложных месторождениях производить расчеты отдельно для каждой части залежи, рекомендует для надежности пользоваться объединенным

принципом иср <пэ>пк [5].

И.А. Кузнецов (1930—1932 гг.) придерживается для крутопадающих рудных тел принципа С.И. Пилявскогои, ^ \ +п0, развивает и уточняет его. Он предлагает также учитывать руду, добываемую в дне карьера без дополнительных работ по разносу бортов. При определении себестоимости руды и удаления пород предлагает учитывать удорожание добычи с увеличением глубины работ. Для месторождений с горизонтальными рудными телами предлагает формулу, основанную на принципе иэ > и рассматривает случай разработки нескольких совместно залегающих рудных тел [27].

П.С. Бондарь (1932 г.) впервые рекомендует учитывать суммарную экономию средств от разработки всего месторождения, но эту идею не развивает [13].

Так как развитие методов пошло в сторону усложнения формул и учета все большего и большего количества факторов, влияющих на границы карьеров, то A.A. Штединг (1933 г.) обращает внимание на невысокую точность исходных величин при расчете границ карьеров. Он предлагает учитывать только главные параметры и принимать решение как ориентировочное, с погрешностью ±20%. На

основе этих предложений рекомендуется упрощенная формула для определения глубины карьера [11, 13].

Начиная с 1941 г. публикуются работы П.И. Городецкого, в которых развивается принцип пэ > пк [20, 21]. Он обобщил большой опыт проектирования и научных исследований, значительно развил методы определения границ карьеров. Исходя из идеи минимальных затрат на разработку всего месторождения комбинированным (открытым и подземным) способом, он дает аналитический метод

установления границ карьеров, указывает на недостатки принципа пэ > пк, и рекомендует учитывать не только максимальную экономичность, но и абсолютную величину суммарных затрат на разработку месторождения. Для использования

принципа пэ > пк автор рекомендует аналитический метод и метод вариантов, дает способ построения контуров карьера для вытянутых рудных тел с переменной мощностью. Подробно анализируются особенности коротких карьеров, дается формула возможного углубления карьера без разноса бортов. Автором рассматриваются также горизонтальные и пологопадающие тела [21].

П.И. Городецкий подробно исследует проблемы экономической выгодности открытых работ и дает формулы для определения себестоимости конечного продукта с учетом добычи и переработки руды [20].

Характерной особенностью научных трудов П.И. Городецкого была их конкретность, доведение всех принципов до рабочих методик, пригодных для прямого использования при проектировании рудников [20].

В период 1945—1954 гг. происходит дальнейшее уточнение методов расчета. При этом авторы исходили из известных ранее принципов w3 > пк и пэ > п^ и

главное внимание уделяли совершенствованию методов определения граничного коэффициента вскрыши [13, 54].

H.A. Стариков (1945 г.) указывает на целесообразность учета коэффициентов извлечения при открытом и подземном способах разработки при расчете граничного коэффициента вскрыши. Это позволяет принять большее значение пэ и, значит, увеличить область применения открытого способа разработки [11].

JI.Д. Шевяков (1947 г.) предлагает определять количество уступов карьера на основе метода целочисленных функций [13].

П.Э. Зурков (1948 г.), развивая дальше методы расчета, предлагает при определении пэ учитывать не только потери, но и различную степень разубоживания при открытых и подземных работах [23, 24].

A.C. Фиделев (1948 г.) возвращается к идее И.А. Кузнецова о необходимости учета влияния глубины проведения горных работ на себестоимость добычи и вскрыши. Он дает аналитическое решение задачи определения количества уступов в карьере, используя дополнительное условие вовлечения в контуры карьера

максимальных запасов руды. Все его расчеты выполнены по принципу пэ > пк

[12].

Ввиду того, что снова, как и в 30—40-е годы, началось усложнение методов расчета границ карьеров, Б.П. Боголюбов (1950 г.) произвел тщательные сравнительные расчеты и исследование достоверности получаемых результатов [13]. Он пришел, как и A.A. Штединг, к выводу о нецелесообразности учета второстепенных факторов. Им предложена простая формула, основанная на принципе пэ ^пк> уточнено значение глубины карьера с учетом возможности углубки дна без разноса бортов, предложены формулы, учитывающие влияние торцевых объемов пород. Д.М. Мишарин (1949 г.), сравнивая различные методы, также пришел к выводу A.A. Штединга [13].

Н.С.Попов (1951 г.) уточняет методику A.C. Фиделева, предлагая учитывать влияние глубины работ на себестоимость руды, добываемой из открытых и подземных работ. Кроме того, он устанавливает связь между производительностью рудника и границами карьера и предлагает совместно определять его границы и оптимальную производительность [11].

Н.Г.Капустин (1951 г.) предложил подсчитывать изменение контурных объемов руды и пород по мере увеличения конечной глубины карьера путем построения диаграмм объемов руды и пород на поперечных разрезах по месторож-

дению. Обработка этих диаграмм на основе принципа пэ > пк + п0 дает возможность установить конечную глубину карьера [35].

С.И. Попов (1951 г.) рекомендует определять совместно глубину карьера и угол погашения его бортов. Получив два уравнения, он решает их графически или при помощи номограммы [34].

Эту идею развивает затем C.JI. Иофин (1953 г.), который исследовал взаимосвязь углов погашения бортов, глубины карьера и экономичности открытых работ. В результате решения системы двух уравнений он предлагает формулы определения угла погашения бортов и конечной глубины карьера. C.JI. Иофин и

С.И. Попов — сторонники принципа пэ>пк [12].

A.B. Бричкин (1953 г.) предложил для определения границ карьера по принципам пэ>пк и п3>п^, строить наглядный график изменения суммарных затрат

на комбинированную разработку месторождения по мере увеличения конечной глубины карьера [10, 20]. Развивая этот способ дальше, М.Е. Медведев (1953 г.) графическим способом, используя величину рентабельности, определяет влияние извлечения, разубоживания и стоимости переработки руды на конечную глубину карьера [13].

В послевоенный период выпускаются экскаваторы ЭКГ-4, большегрузные карьерные автосамосвалы, новые средства бурения и взрывных работ. В проектировании и строительстве крупных карьеров накапливается необходимый творческий опыт [20, 21].

Четко выявляются тенденции предельно использовать возможную сферу открытых работ вширь и вглубь, не допускать вторжения подземных работ в эту сферу и даже переводить, переставшие быть рентабельными, подземные рудники на открытый способ ведения горных работ, утилизируя бедные и оставленные руды верхних горизонтов. Такова история Блявинских медных рудников на Урале, Каульского и Кировского — на Кольском полуострове.

В эти годы проектируются крупнейшие карьеры восточной части страны (Соколовско-Сарбайские, Алтын-Топканские), Курской магнитной аномалии (Jle-

бединский, Михайловский), карьеры Криворожья (ЮГОКа, НКГОКа и др.) и Кольского полуострова (Оленегорский, Ковдорский) [4, 5].

В 50-е годы в связи с возросшими требованиями к точности методов проектирования карьеров стали ясными недостатки применявшихся на протяжении 50 лет принципов определения границ карьеров [4]. Эти принципы не учитывали влияния на экономику работы карьера, а значит и на границы карьера способов вскрытия, направления развития горных работ, календарного распределения в процессе эксплуатации вынимаемых объемов пород и руды, т. е. не отражали фактических закономерностей изменения во времени экономических показателей работы карьера [5].

Это обстоятельство было отмечено В.В. Ржевским (1954 г.) и он начал совершенствовать научные методы, объединив их и добавив к уже известным новый принцип использования «текущего» коэффициента вскрыши [34, 35, 36, 37, 38]. Этот принцип учитывал в значительной мере фактическое развитие работ и делал более надежными расчеты по определению границ карьера.

Но механическое соединение всех известных принципов, каждый из которых в отдельности неточен, не гарантирует точности расчетов. Поэтому А.И. Арсентьев (1956 г.) занялся разработкой более общего принципа и пришел к выводу, что принцип пэ>п0+п заменяет собой все ранее известные [4, 9, 10, 11]. Оказалось, что ранее известные принципы являются только частными случаями нового.

Используя развитие экономических методов анализа, он предложил также применить при определении границ карьеров принцип эффективности и окупаемости капитальных затрат [4, 11].

Новые принципы определения границ карьеров, когда перед проектировщиком с полной ясностью, по этапам, развертывается процесс формирования карьера во времени и пространстве, когда любой этап этого процесса может быть им реально осознан, рассчитан и упорядочен, резко повысили методическую вооруженность проектировщиков и производственников. Более того, эти методы помогли вскрыть многочисленные скрытые резервы проектируемых и уже ведущих-

ся открытых горных работ. Они позволили, усредняя по этапам эксплуатационный коэффициент вскрыши, снимать с первого, наиболее тяжелого этапа развития излишние объемы вскрыши и усреднять экономические показатели, делая их одновременно оптимальными для всего периода работ [4, 5, 6].

В конце 50-х и начале 60-х годов продолжается совершенствование научных методов определения границ открытых работ.

Л.Е. Зубрилов (1958 г.) предложил при определении граничного коэффициента вскрыши учитывать не только потери и разубоживание, а и стоимость переработки (обогащения и плавки) и транспортировки руд из подземных и открытых работ [13].

Д.Ф. Борисов (1958 г.) для глубоких карьеров рекомендует учитывать влияние глубины на себестоимость вскрышных работ, а стоимость добычных работ считать постоянной [35].

Б.В. Поляков (1958 г.) предложил формулы определения граничного коэффициента вскрыши с учетом доходов трудящихся сверх заработной платы за счет льгот и пособий, а также расходов на поиски и разведку. Учет этих факторов выявляет дополнительные достоинства открытых горных работ [37].

A. Содерберг (1959 г.) описывает метод определения границ открытых работ в американской промышленности. Он учитывает рыночную стоимость руды и бортовое содержание металла в рудах. При определении границ использует принцип пэ >пк [13].

B.А. Шестаков и Г.В. Секисов (1960 г.) за основу принимают величину рентабельности с учетом потерь руды, стоимости переработки и предлагают учитывать снижение себестоимости руды и пород во времени. За конечную границу карьера принимается та, на которой рентабельность открытых работ равна рентабельности подземных. Они ввели в рассмотрение фактор времени и расчеты ведут

на основе принципа пэ>пк [12].

П.Э. Зурков и Ю.Н. Посохов (1961 г.) предложили формулы определения п3 с учетом доли реализуемых рудником пород, фактора времени, потерь и разубо-живания [23, 24].

Г.М. Басков (1961 г.) предложил учитывать при определении пэ для угольных месторождений теплотворную способность топлива, аН.И. Смирнов (1961 г.) — суммарную ценность извлекаемых из руды компонентов [41].

B.C. Хохряков (1963 г.) исследует влияние технического прогресса на показатели эффективности открытых работ и разрабатывает методику поэтапной отработки карьерного поля [63, 64, 65, 66, 67].

В 1964 г. А.И. Арсентьев, Я.М. Адигамов и А.К Полищук предлагают формулу для определения допустимой себестоимости руды с учетом расходов по всему циклу — до получения металла [10]. Обнаруживается, что граничный коэффициент вскрыши в общем случае является величиной переменной. Даются методы расчета этой величины и определения границ карьера с переменным значением граничного коэффициента вскрыши. Предлагаются формулы, учитывающие переход от геологических к извлекаемым запасам руды, и уточняется на этой основе принцип пэ>п0+пs а также дается более совершенный метод определения граничного коэффциента вскрыши [10].

П.Т. Церенщиков и Ж.Ф. Бунин (1965—1966 гг.) уточняют методы расчета работы карьера в несколько этапов [13].

В целом в этот период все глубже познаются закономерности развития карьеров, и в методах определения их границ все тоньше учитываются взаимодействие различных факторов и их влияние на экономические показатели работы карьера. Развитие научных идей в области определения границ открытых горных работ можно подразделить на два больших периода.

До 1958—1960 гг. идет совершенствование и дальнейшее развитие методов, основанных на сравнении предварительно рассчитанного граничного коэффициента вскрыши с коэффициентами вскрыши, полученными при построении контуров карьеров (средним, контурным и т.д.) [6, 21, 22, 32].

В конце 50-х и 60-х годов развиваются методы, основанные на анализе эффективности капитальных вложений, режима вскрышных работ, учете прогресса техники, использовании вычислительных машин [4, 11, 12].

Еще в 20-е годы было предложено три принципа определения границ карьеров:

В течение двадцати лет эти принципы совершенствуются, уточняются области их применения, выявляются достоинства и недостатки. Объединением их в пср <п3>пк делается попытка повысить надежность расчетов. К 50-м годам на основе исследований, накопленного большого опыта проектирования и эксплуатации карьеров выявлена ненадежность этих принципов при проектировании крупных карьеров, так как фактические закономерности развития горных работ по мере углубления карьеров не соответствуют законам изменения контурного или среднего коэффициентов вскрыши. Выявлено также огромное влияние на показатели работы карьеров способа вскрытия карьерного поля и направления развития горных работ, т. е. способов формирования во времени карьерного пространства [2, 3].

На базе полученных данных разрабатываются еще два новых принципа установления границ карьеров [13]:

пэ>пг, пэ > п + п0.

Сторонники использования первого принципа понимают его недостаточность, объединяют его с ранее известными( - ^к и пэ > пср) и в этом объединении ищут пути повышения надежности расчетов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Вайнонен, Никита Сергеевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр / М.И. Агошков - М.: Изд-во АН СССР, 1982 -19 с.

2. Анистратов Ю.И. Проектирование карьеров / Ю.И. Анистратов, К.Ю. Анистратов - М.: ГЕМОС Лимитед, 2003 - 168 с.

3. Анистратов Ю.И. Справочник по открытым горным работам / Ю.И. Анистратов, К.Ю. Анистратов , М.И. Щадов - М.: НТЦ «Горное дело», 2010

- 700 с.

4. Арсентьев А.И. Принятие решений о параметрах карьера / А.И. Арсентьев -Л.: ЛГИ, 1982-59 с.

5. Арсентьев А.И. Беседы о горной науке / А.И. Арсентьев, В.А. Падуков - Л.: Наука, 1981 - 160 с.

6. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей /

A.И. Арсентьев - М.: Недра, 1981 - 278 с.

7. Арсентьев А.И. Значение законов горной науки при развитии горных работ в карьере / А.И. Арсентьев // Проектирование открытой разработки месторождений

- Л.: ЛГИ, 1984. - С. 23-28.

8. Арсентьев А.И. Некоторые законы горной науки, применяемые при проектировании вскрытия и систем разработки / А.И. Арсентьев // Проектирование открытой и подводной разработки месторождения - Л.: ЛГИ, 1982. - С. 52-55.

9. Арсентьев А.И. Определение главных параметров карьеров / О.В. Шпанский,

B.А. Бложе, Г.П. Константинов - М.: Недра, 1976 - 213 с.

10. Арсентьев А.И. Определение границ карьера при селективной выемке нескольких сортов руд / А.И. Арсентьев, А.К. Полищук - Горный журнал, 1964 - № 4.-С. 38^12.

11. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров / А.И. Арсентьев - М.: Недра, 1961 - 243 с.

12. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров / А.И. Арсентьев - М.: Недра, 1970 - 319 с.

13. Арсентьев А.И. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений / А.И. Арсентьев, Г.А. Холодняков - М.: Недра, 1994 - 336 с.

14. Арсентьев А.И. Разработка месторождений твердых полезных ископаемых открытым способом / А.И. Арсентьев - СПб.: СПГГУ, 2010 - 115 с.

15. Атамась П.А. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию границ открытой разработки комплексных месторождений полезных ископаемых / П.А. Атамась, С.И. Воробьева - Симферополь, 1981 - 55 с.

16. Близнюков В.Г. Обоснование принципа определения границ при комплексном использовании полезных ископаемых / В.Г. Близнюков, Ю.М. Навитный, И.И. Дейнега // Разработка рудных месторождений. Кривой Рог - 1974. - Вып. 17. -С. 45-51.

17. Близнюков В.Г. Определение главных параметров карьеров с учетом качества руды / В.Г. Близнюков - М.: Недра, 1978 - 151 с.

18. Близнюков В.Г. Учет фактора времени и качества руды при определении горных карьеров / В.Г. Близнюков // Совершенствование методов проектирования и планирования горных работ в карьере - JL: ЛГИ, 1981. - С. 82-87.

19. Галустьян Э.Л. Конструирование бортов глубоких карьеров с оптимальными параметрами / Э.Л. Галустьян // Проектирование открытой разработки месторождений - Л.: ЛГИ, 1984. - С. 20-26.

20. Городецкий П.И. Проектирование горнорудных предприятий / П.И. Городецкий - М.: Металлургиздат, 1949 - 450 с.

21. Городецкий П.И.Основы проектирования горнорудных предприятий / П.И. Городецкий - М.: Металлургиздат, 1955 - 256 с.

22. Грачев Ф.Г. Границы открытых горных работ при комплексной разработке месторождений / Ф.Г. Грачев, Ю.А. Самойлов, Ю.М. Федоров // Совершенствование методов проектирования и планирования горных работ в карьере-Л.: ЛГИ, 1981. - С. 35-39.

23. Зурков П.Э. К вопросу определения предельной глубины открытых работ для мощных крутопадающих месторождений / П.Э. Зурков, Ю.Л. Посохов // Горный журнал. - 1961. -№ 5. - С. 19-24.

24. Зурков П.Э.Разработка рудных месторождений открытым способом / П.Э. Зурков - М.: Металлургиздат, 1953 - 528 с.

25. Квитка В.В. Проектирование устойчивой технологической системы карьера / В.В. Квитка // Проблемы теории проектирования карьеров - JL: ЛГИ, 1988. - С. 61-64.

26. Колбасин A.A. Рациональная разработка недр и охрана природы на карьерах / A.A. Колбасин, Г.Л. Середа, Н.Е. Тартаковский - М.: Недра, 1983 - 118 с.

27. Кумачев К.А. Проектирование железорудных карьеров / К.А. Кумачев, В .Я. Майминд - М.: Недра, 1981 - 464 с.

28. Кябби М.Э. Экономический механизм комплексного освоения недр / М.Э. Кябби - М: Недра, 1984 - 200 с.

29. Линев В.П. Параметры рабочего борта карьера на участках размещения перегрузочных пунктов / В.П. Линев // Проблемы теории проектирования карьеров -Л.: ЛГИ, 1988.-С. 55-60.

30. Марков Е.Е. Граничный коэффициент вскрыши при комплексном освоении месторождений // Проектирование открытой разработки месторождений - Л.: ЛГИ, 1984.-С. 15-17.

31. Марков Е.Е. Оценка надежности определения глубины карьеров // Горный журнал, 1986-№ 11.-С. 15-18.

32. Мелецкий H.A. Комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов при обогащении руд черных металлов / H.A. Мелецкий, A.B. Кабаков, В.Т. Баришполец - М.: Недра, 1986 - 176 с.

33. Мельников Н.В. Проблемы использования минерального сырья / Н.В. Мельников М.: Изд-во АН СССР, 1967 - 53 с.

34. Ржевский В.В. Режим горных работ при открытой добыче угля и руды / В.В. Ржевский - М.: Углетехиздат, 1957 - 210 с.

35. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 1 / В.В. Ржевский - М.: Недра, 1985-509 с.

36. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 2 / В.В. Ржевский - М.: Недра, 1985 - 549 с.

37. Ржевский В.В. Проектирование контуров карьеров / В.В. Ржевский - М.: Металлургиздат, 1956 - 230 с.

38. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ / В.В. Ржевский - М.: Недра, 1968 - 640 с.

39. Санникова А.Ф. Уточнение граничного коэффициента вскрыши при разработке комплексных руд / А.Ф. Санникова // Совершенствование планирования горных работ, 1972. - Выпуск 1. - С. 34-38.

40. Сечевица A.M. Геолого-промышленная оценка попутных полезных ископаемых в комплексных рудных месторождениях / A.M. Сечевица - М.: Недра, 1987-128 с.

41. Смирнов Н.И. О коэффициенте вскрыши при разработке месторождений комплексных руд // Труды АН КазССР, 1961. - Выпуск 1. - С. 42-46.

42. Трубецкой К.Н. Развитие новых направлений в комплексном освоении недр / К.Н. Трубецкой - М.: ИПКОН, 1985 - 11 с.

43. Трубецкой К.Н. Основные направления и пути решения проблем ресурсосбережения при комплексном освоении недр // Доклад на научной сессии Общего собрания отделения наук о Земле Российской академии наук (14 декабря 2009 г.) - М.: Маркшейдерия и недропользование, 2010. - №3. - С. 22-29.

44. Трубецкой К.Н. Проблемы комплексного освоения суперкрупных рудных месторождений / К.Н. Трубецкой, Д.Р. Каплунов - М.: Недра, 2004 - 416 с.

45. Трубецкой К.Н. Проектирование карьеров / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин, B.C. Коваленко - М.: Высшая школа, 2009 -694 с.

46. Трубецкой К.Н. Проектирование карьеров. Том 1 / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин - М.: АГН, 2001 - 519 с.

47. Трубецкой К.Н. Проектирование карьеров. Том 2 / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин - М.: АГН, 2001 - 535 с.

48. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов / Г.Л. Фисенко - М.: Недра, 1965-378 с.

49. Холодняков Г.А. Метод определения затрат на разработку полезных ископаемых при разработке комплексных месторождений / Г.А. Холодняков, Т.М. Крылова // Проблемы теории проектирования карьеров - JL: ЛГИ, 1990. - С. 29-32.

50. Холодняков Г.А. Показатель эффективности открытого способа комплексной разработки месторождений полезных ископаемых // Проектирование открытой разработки месторождений. Л., ЛГИ, 1984. - С. 32-37.

51. Холодняков Г.А. Основные направления развития проектирования открытых горных работ в XXI веке / Г.А. Холодняков, K.P. Аргимбаев , Д.А. Иконников, O.E. Русак // Открытые горные работы в XXI веке. - Красноярск, - 2011. - С. 123127.

52. Холодняков Г.А. Проектирование карьеров при открытой разработке комплексных месторождений / Г.А. Холодняков - СПб.: ФГБ ОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2013 - 192 с.

53. Холодняков Г.А. Анализ действующих показателей эффективности открытых горных работ применительно к комплексным месторождениям / Г.А. Холодняков, Н.С. Вайнонен // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: труды 11-ой международной научно - практической конференции 11-12 апреля 2013 г. / Воркутинский горный институт (филиал) ФГБ ОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - Воркута, - 2013. -С. 233-234.

54. Холодняков Г.А. Выход полезных ископаемых с единицы горной массы - основной показатель эффективности открытых работ / Г.А Холодняков, А.Л. Рупышев // Вопросы совершенствования технологии и комплексной механизации добычи и переработки горючих сланцев - Кохтла-Ярве, 1986.-С. 11-15.

55. Холодняков Г.А. Границы открытой разработки комплексных месторождений / Г.А. Холодняков - Л.: ЛГИ, 1986 - 82 с.

56. Холодняков Г.А. Графоаналитическое определение направления углубки карьера методами изолиний ценности полезных ископаемых комплексного место-

рождения // Рациональное использование недр и охрана окружающей среды - JL: ЛГИ, 1986.-С. 51-57.

57. Холодняков Г.А. Использование коэффициента добычи при определении границ карьера / Г.А. Холодняков, Н.С. Вайнонен // Записки Горного института. -2014.-№207.-С. 78-80.

58. Холодняков Г.А. Критерий эффективности открытой разработки комплексных месторождений при определении границ карьера / Г.А. Холодняков, Н.С. Вайнонен // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. - № 12.-С. 52-55.

59. Холодняков Г.А. Определение границ карьера по расчетному эксплуатационному коэффициенту добычи / Г.А. Холодняков, Н.С. Вайнонен, A.A. Обожин // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: труды 11-ой международной научно - практической конференции 11-12 апреля 2013г. / Воркутин-ский горный институт (филиал) ФГБ ОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - Воркута, - 2013. - С. 235-237.

60. Холодняков Г.А. Определение границ открытой разработки комплексных месторождений по контурному коэффициенту добычи / Г.А. Холодняков, Н.С. Вайнонен, A.A. Обожин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2014. - № 6. - С. 125-128.

61. Холодняков Г.А. Определение основных параметров открытой разработки комплексных месторождений / Г.А. Холодняков - Л.: Наука, 1988 - 158 с.

62. Холодняков Г.А. Проектирование открытой разработки комплексных месторождений / Г.А. Холодняков - Л.: ЛГИ, 1987 - 84 с.

63. Хохряков B.C. Автоматизированное проектирование карьеров / B.C. Хохряков - М.: Недра, 1985 - 263 с.

64. Хохряков B.C. Проектирование карьеров / B.C. Хохряков - M.: Недра, 1992 -383 с.

65. Хохряков B.C. Проектирование карьеров / B.C. Хохряков, А.Г. Шелест - М.: Недра, 1969-216 с.

66. Хохряков B.C. Экономико-математическое моделирование и проектирование карьеров / B.C. Хохряков, Г.Г. Саканцев, А.З. Яшкин - М.: Недра, 1977 - 299 с.

67. Хохряков B.C. Проектирование карьеров / B.C. Хохряков - М.: Недра, 1980 -336 с.

68. Христов С.Г. Риск - существенный критерий оценки проектных решений о параметрах карьерных откосов / С.Г. Христов, P.A. Калачев // Проблемы теории проектирования карьеров - JL: ЛГИ, 1988. - С. 25-30.

69. ХронинВ.В. Проектирование карьеров / В.В. Хронин - М.: Недра, 1993 -448 с.

70. Чернегов Ю.А. Оценка сырьевой базы и перспективы развития комплексных горнопромышленных производств / Ю.А. Чернегов, A.C. Гумилевский, Е.А. Никифоров // Горный журнал, 1987 - № 3. - С. 8-11.

71. Шешко Е.Ф. Основы проектирования карьеров / Е.Ф. Шешко, В.В. Ржевский -М.: Углетехиздат, 1958 - 338 с.

72. Шешко Е.Ф. Основы проектирования угольных карьеров / Е.Ф. Шешко - М.: Углетехиздат, 1950-335 с.

73. ШитаревВ.Г. Определение граничного коэффициента вскрыши с учетом комплексного использования минеральных ресурсов / В.Г. Шитарев, О.Н. Салманов // Горный журнал, 1984 - № Ю. - С. 37-38.

74. Шпанский О.В. Проектирование границ открытых горных работ / О.В. Шпанский, Д.Н. Лигоцкий, Д.В. Борисов - СПб.: СПГГИ, 2003 - 90 с.

75. Шпанский О.В. Производительность и границы карьеров / О.В. Шпанский -Л.: ЛГИ, 1983 -98 с.

76. Юматов Б.П. Определение экономической эффективности капиталовложений и глубины карьера при комбинированной разработке месторождений // Горный журнал, 1961 -№2. - С. 28-32.

77. Юматов Б.П. Строительство и реконструкция рудных карьеров / Б.П. Юматов, Ж.В. Бунин - М.: Недра, 1978 - 232 с.