Создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов послойным фрезерованием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.03, кандидат технических наук Луцишин, С. В.

• Луцишин, С. В.
• кандидат технических наук
• 1995

Оглавление диссертации кандидат технических наук Луцишин, С. В.

ф Введение.

ГЛАВА 1. Анализ особенностей технологии разработки коренных месторождений алмазов якутии. цель и задачи исследований

1.1 Анализ природных и горно-геологических условий разработки коренных месторождений алмазов.

1.2 Анализ особенностей технологии ведения горных работ при разработке коренных месторождении алмазов.

1.3 Обзор научно-исследовательской литературы, посвященной вопросам добычи и подготовки руд к обогащению

1.4. Краткий обзор безвзрывных кристаллосберегающих способов подготовки кимберлитов к выемке.

1.5. Цель, задачи и методы исследования.

ГЛАВА II. Анализ существующего и перспективного ф оборудования непрерывного действиядля безвзрывной технологии разработки кимберлитовых руд

2.1. Современные тенденции развития техники для открытых горных работах за рубежом.

2.2. Добычные комбайны послойного фрезерования типа CSM с центральным креплением рабочего органа.

2.3. Анализ опыта работы фрезерных комбайнов фирмы "WIRTGEISr.

2.4. Анализ моделей фрезерных комбайнов типа CSM фирмы "HURON".

2.5. Анализ добычных комбайнов послойного фрезерования с передним расположением рабочего органа.

2.6. Анализ роторных комбайнов бесстреловой конструкции с рабочим органом ковшового типа.

2.7. Анализ стреловых фрезерных комбайнов для открытых горных работ.

2.8. Обоснование типа комбайна для безвзрывной ф технологии добычи кимберлитовых руд.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Исследование зависимостей параметров комбайнов непрерывного действия отприродных условий разработки месторождения

3.1. Классификация комбайнов непрерывного действия.

3.2. Зависимость производительности комбайнов от прочностных свойств горных пород.

А 3,3, Зависимость производительности комбайнов от параметров горных работ.

3.4, Область рационального использования комбайнов в различных по прочности крепких породах.

Выводы по главе

ГЛАВА IV. Экспериментальные исследование процесса разрушения, экскавации и погрузки в средства траспорта Фрезерными комбайнами

4.1. Выбор объекта исследований.

4.2. Экспериментальные исследования процесса разрушения кимберлитов комбайном фрезерного типа.

4.3. Определение рациональной глубины фрезерования массива кимберлитов для комбайна SM-2600.

4.4. Формирование откоса уступа комбайном SM-2600.

Ai 4.5 Исследование параметров горных работ при использовании фрезерных комбайнов. на карьерах коренных месторождений алмазов

4.6. Исследование технологических схем отработки горизонтов при использовании фрезерных комбайнов.

4.7 Исследование технологии ведения горных работ фрезерными комбайнами в зависимости от параметров рабочей зоны карьера.

Выводы по главе.

ГЛАВА V. Оценка эффективности безвзрывной технологии разработки кимберлитовых руд

5.1. Экспериментальное исследование процессов взрывной и безвзрывной выемки кимберлитов.

5.2. Сравнительная оценка взрывной и безвзрывной выемки руды по обогатимости.

5.3 Анализ сохранности кристаллов алмазов при комбайновой добыче.

5.4 Определение экономической эффективности применения А комбанов непрерывного действия типа CSM на карьерах

АК"Алмазы России-Саха".

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов послойным фрезерованием»

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Проблема изыскания высокопроизводительных технологий разработки кимберлитовых месторождений, обеспечивающих полное извлечение из недр полезного ископаемого при обеспечении сохранности природной целостности и ценности кристаллов алмазов является актуальной. В настоящее время разработка этих месторождений Якутии производится с помощью буровзрывной технологии подготовки кимберлита и выемки одноковшовыми экскаваторами, при которой значительная часть особенно крупных алмазов подвергается разрушению. Это ведет к снижению качества кристаллосырья и его потребительской стоимости.

Природные условия Якутских кимберлитов характеризуются объемным весом 2,3-2,6 т/м3, сильной и средней трещиноватостью, прочностью на одноосное сжатие от 2 до 90 МПа, сопротивлением резанию от 10 до 46 МПа, модулем упругости от 300 до 1100 МПа. Опыт разработок Якутских месторождений показал возможность механического рыхления кимберлитов бульдозерно-рыхлительными агрегатами. Однако, его широкое применение ограничено зонами с повышенной трещиноватостью и пониженной прочностью. Одновременное применение буровзрывной технологии и механического рыхления на небольших по площади рудных горизонтах создает большие трудности и снижает производственную мощность карьера.

В настоящее время в промышленном и дорожном строительстве при разработке плотных и полускальных пород применяются комбайны с рабочим органом, позволяющим производить разработку массива слоями путем фрезерования.

Принцип работы этих машин и диапазон свойств разрабатываемых горных пород позволяет предположить его эффективное применение для высокопроизводительной безвзрывной разработки кимберлита с целью сохранности природной целостности кристаллов алмазов. Однако, отсутствие исследований в этой области и малого опыта их применения на горных предприятиях делают актуальными исследования эффективности добычных работ на алмазных месторождениях с помощью фрезерных комбайнов и определении оптимальных параметров технологии горных работ на карьерах.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов механическим разрушением массива путем послойного фрезерования и научное обоснование ее параметров.

ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании фрезерных комбайнов непрерывного действия на карьерах для безвзрывной кристалл о сберегающей разработки кимберлитов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ включают анализ научных исследований и практики в области механического разрушения горных пород, изучение физики разрушения резанием, аналитические исследования, экспериментальные исследования фрезерования кимберлитов в производственных условиях, технико-экономическое обоснование безвзрывной технологии горных пород,

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, разработанные лично соискателем:

1. Разработка кимберлитовых руд механическим разрушением породы путем фрезерования обеспечивает наибольшую эффективность добычных работ вследствие повышения сохранности кристаллов.

2. Производительность фрезерования зависит от прочности кимберлитов, трещиноватости массива и параметров фрезерования. Максимальная производительность фрезерных комбайнов в кимберлитах прочностью на одноосное сжатие 35-60 МПа обеспечивается при глубине фрезерования 0.5-0.6 максимальной глубины резания. Для SM-2600 оптимальная глубина фрезерования составляет 140-150 мм.

3. Оптимальными параметрами технологии послойной выемки кимберлитов путем фрезерования на карьерах коренных месторождений алмазов являются: угол откоса уступа, формируемого из слоев при существующей конструкции комбайна - 68°, минимальная длина блока -140 м, ширина - 25 м.

4. Механическое разрушение кимберлитов послойным фрезерованием комбайнами непрерывного действия позволяет повыси ть сохранность кристаллов алмазов по сравнению с взрывным способом разрушения на 15-20%.

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в установлении зависимостей параметров технологии послойного фрезерования комбайнами непрерывного действия от природных условий коренных месторождений алмазов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в разработке технологии добычных работ на коренных месторождениях алмазов фрезерными комбайнами и создании инженерного метода расчета ее параметров в конкретных горногеологических условиях,

ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ, сформулированные в диссертации, подтверждаются:

- сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях;

- применением современных методов исследований: аналитического, графического, технико-экономического анализа, экспериментальных исследований в производственных условиях.

Заключение диссертации по теме «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых», Луцишин, С. В.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1."Опыт проектирования кимберлитовых карьеров Якутии" Сб. докладов Международного симпозиума Мирный-91, "Проблемы разработки глубоких карьеров" Мирный-Удачный 1991.

2. Луцишин С.В., Анистратов К.Ю., Хартманн Г. "Комбайн непрерывного действия SM- 2600 на карьере тр."Юбилейная " АК "Алмазы России- Саха". В журнале "Горная промышленность", N 1, 1994 г., с.8-9.

3. Луцишин С.В., Анистратов К.Ю. "Исследование эксплуатационных характеристик комбайна послойного фрезерования SM-2600 фирмы "WIRTGEN" на карьере тр. "Юбилейная". Сб. докладов Международной конференции по открытым горным, земляным и дорожным работам. Москва 1994 г., с. 51-57.

Л ИТ Е РАТУР А

1.Алмазные месторождения Якутии. Под редакцией акад.Соболева В.С.-М.: Гос.науч.-технич.издательство по геологии и охране недр, 1959.

2.Милашев В.А.Кимберлитовые провинции. Л.: Недра, 1974 - 238 с.

3.Милашев В.А. Трубки взрыва.- Л.:Недра, 1984 - 264 с.

4.Справочник по климату СССР, вып.24, 4.8. Температура почвы. б.Потатуева Т.В., Базавлук В.А. Формирование деятельного слоя и влияние его на устойчивость дорог в условиях Якутии.// В сб. Исследование транспортных сооружений.-Томск, 1982,36с,

6.Валуев Е.П.,Глозман Г.Р. Особенности устойчивости бортов глубоких карьеров в многолетнемерзлых породах// Горный журнал,-1988,-N 7.-с.45-46.

7.Методическое пособие по определению углов откосов уступов и углов наклона бортов карьера, сложенных многолетнемерзлыми породами.-Л., ВНИ-МИ, 1972. Якутск, 1975, 570 с.

8.Изучение вторичных минералов кимберлитовых пород трубок "Удачная" и "Сытыканская" с целью разработки принципов их геолого-технологической классификации: Отчет о НИР (закл.)/ЯОКИ ЦНИГРИ; Руководитель Н.П.Зин-чук,-Мирный,1984.- 1984.-235 с,

9.Изучение вторичных минералов кимберлитов глубоких горизонтов тр."Удачная" (опорный горизонт 115 м) с целью повышения эффективности обогащения; Отчет о НИР (закл.) ЯОКИ ЦНИГРИ; Руководитель Н.П.Зинчук,-Мирный, 1987.-139С.

10.Обосновать геолого-технологическую классификацию руд трубок "Удачная", "Сытыканская" для повышения эффективности существующих и разработки новых способов обогащения алмазосодержащего сырья: Отчет о НИР (закл.) /"Якутнипроалмаз"; Руководитель З.В.Специус.- NTP 81034282,- Мирный, 1984,- 1 книга -82 е.- 2 книга -132 с.

11.Изучить вещественный состав кимберлитов глубоких горизонтов тр,"Удачная"(опорный горизонт 115 м) и особенности распределения алмазов с целью повышения эффективности обогащения: Отчет о НИР (закл.); Руководитель З.В.Специус.- NTP 01850048988; Hhb.N 3448,- Мирный 1987.-105 с. ДСП.

31. Анистратов Ю.И. Технология открытых горных работ.- М.; Недра, 1984,-287 с.

33.Уркин Н.Н, Обоснование параметров и технология доработки глубоких карьеров алмазоносных месторождений Якутии в этапных контурах. Дисс.канд.техн.наук.- М., МГРИ, 1989.

34.Уркин Н.Н. Новый способ доработки крутопадающих залежей полезных ископаемых, //В сб."Совершенствование разработки глубокозалегающих россыпных месторождений,-Якутск, 1988.

35.Александров И.Н. Основные взаимосвязи скоростей развития горных работ при отстройке бортов карьера с наклонными предохранительными бермами. // В сб. Проектирование открытой разработки месторождений,- Л,-ЛГИ, 1984, с.75-79%

36.Андросов А.Д. Возобновление добычных работ при реконструкции глубоких карьеров. Цветная металлургия, N 5, 1987, с. 14-17, 37.Рассудов А.В. Создание технологии добычных работ на карьерах коренных месторождений алмазов с использованием предварительного разупрочнения кимберли-тов.Дис.,,канд.техн.наук.-М., МГРИ, 1991.

38.Степанов В.А. Исследование технологии отработки крутопадающих залежей этапами. Автореф. дисс.,,канд.техн.наук.- М., МГИ, 1973.

ЗЭ.Гомелаури Г.Г. Оптимизация параметров выемочно-погрузочных работ на карьерах коренных месторождений алмазов с учетом природно-климатиче-ских условий Якутии. Дис. канд.техн.наук.- М., МГРИ, 1986.

40.Андросов А.Д. Разработка рациональных методов ведения горных работ при реконструкции карьеров Западной Якутии. Автореф, дисс. канд.техн,наук.- Свердловск, 1984.

41.Александров И.Н. Совершенствование схем вскрытия и способов отстройки бортов карьеров, разрабатывающих кимберлитовые трубки. Дисс. . канд. техн. наук.-Л., ЛГИ, 1984.

42.Анистратов К.Ю. Формирование схем вскрытия рабочих горизонтов глубоких карьеров с ограниченными размерами в плане. -Дисс.канд. техн. наук,-М., МГИ, 1985.

43.Беляков Н.Н. Исследование и разработка способов вскрытия коренных месторождений алмазов.-Дисс.канд. техн. наук.- М.: МГИ, 1982.

44.Потапова Е.А. Обоснование организационно-технологических схем работы автотранспорта при разработке кимберлитовых месторождений Крайнего Севера. Автореф. дисс.канд. техн.наук,- М., МГИ, 1986.

45.Усачев В.М. Разработка метода оптимизации параметров процессов взрывного дробления и самоизмельчения кимберлитов при открытой разработке коренных месторождений алмазов. Автореф. Дисс.канд.техн.наук,- М., МГРИ, 1988.

46.Файнблит М.А. Обоснование эффективной схемы транспорта на глубоких кимберлитовых карьерах Крайнего Севера. Дисс. канд.техн.наук,- Днепропетровск, 1986.

47.Юрин Н.Н. Создание технологии отработки этапами крутопадающих рудных месторождений с крутыми углами откосов бортов карьеров. -Дисс.канд. техн. наук.- М.- МГРИ, 1989.

48.Анистратов Ю.И. Теория вскрытия карьеров и рекомендации по вскрытию Саамского карьера и карьера тр."ХХ111 Партсьезда" .- М.: МГИ, 1978.

49.Попов В.С.Технология отработки кимберлитовых трубок системами с открытым выработанным пространством. // Совершенствование технологии подземной разработки россыпных и рудных месторождений Севера.- Якутск, ИГД Севера, 1987, с.99-104.

50.Новожилов М.Г., Маевский A.M.Бондарь С.А., Дриженко А.Ю. Технологические параметры глубоких карьеров.- М.: Недра.- 1982,- 175 с.

51.Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть2. Технология и комплексная механизация,- М.: 1985, 549 с.

52.Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых разработок." М.: Недра, 1980, 631 с.

53.Галкин В.А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом,-Дисс.докт. техн. наук.- Магнитогорск,- 1987.

54. Поплавский В.А. Влияние параметров скважинных зарядов на удельный объем повреждаемости кристаллов//Колыма,- 1983.- N 12,- с. 17-19.

55.Исследовать, разработать и внедрить безопасную технологию и параметры БВР в сложных гидрогеологических условиях с целью оптимизации процессов добычи и переработки горной массы на карьерах объединения "Якуталмаз": Отчет о НИР /"Якутнипроалмаз",- 23-84-379,- Руководитель И.Ф.Бондарен- ко.- Nr.p. 01840045975-Мирный, 1986.

56.Стороженко Е.Л. Снижение повреждаемости ценного кристаллосырья при взрывной отбойке вмещающей породы //в сб. Разрабокта рудных место-рождений.- Киев , 1982. -с. 44-49.

57.Стороженко Е.Л. Влияние параметров взрывного импульса на сохранность кристаллосырья при взрывном разрушении кристаллосодержащих руд // в сб. Разрабокта рудных месторождений,- Киев , 1988. -с. 38-42.

58.Галаджий Ф.М., Поплавский В.А., Плужник В.И. и др. Взрывная отбойка пород в "щадящем" режиме. // В сб. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов,- Иркутск. Иргиредмет, 1977. -с. 90-95.

59.Неганов В.П., Скрипка В.А. Разрушаемость кристаллов высокоценных минералов при взрывной отбойке. // В сб. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов.- Иркутск. Иргиредмет. 1977, -с. 13-19.

60.Власов В.М. Исследование критериев и обоснование оптимальной кус-коватости при дроблении трещиноватых массивов, обеспечивающей эффективную взаимосвязь процессов добычи и рудоподготовки. -Дисс.,.канд. техн. наук,- Якутск, ИГДС, 1984.

61.Изучение трещиноватости, гранулометрического состава, прочностных свойств кимберлитов и вмещающих пород средних горизонтов тр."Удачная": Отчет о НИР /Иргиредмет; Руководитель В.А.Намолов,- NTP 80062600; Инв.Ы 1822.-Иркутск, 1980,- 28с. ДСП.

62.Бондаренко И.Ф. Обоснование и разработка эффективных способов ведения взрывных работ в рассолонасыщенных горных массивах. -Дисс.канд. техн. наук.- Днепропетровск - 1987,

63.Исследовать динамические свойства, энергопоглощаемость, свойства ВВ и разработать рекомендации по рациональному использованию энергии взрыва при дроблении горных пород: Отчет о НИР/ Якутнипроалмаз; рук. Шебаршов А.А. - N гр 81050089.- Мирный 1984.

64.Белкин Е.Н., Нефедьева Л,М., Никитин В.П. Комплексная оценка физических свойств кимберлита // В кн. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов. Научн. тр. Вып. 31 / Иргиредмет. Иркутск, 1977, с. 26-29

65. Ревнивцев В.И. О рациональной организации процесса раскрытия минералов в соответствии с современными преставлениями физики твердого тела// В кн.: Совершенствование процесса подготовки руд к обогащению.-М.-Л., 1975.- с.149-153, 66. Яшин В,П., Костин И.М., Савичева Е.С. К вопросу о повышению общей эффективности рудоподготовки за счет оптимизации параметров взрывной отбойки.//Обогащение pyfl.-1983.-N 2.- с.3-7.

67. Ефремов Э.И., Дурнев В.Ф., Малюта Д.И. и др. Выбор типа ВВ в зависимости от условий взрывания//В сб. Взрывное дело.- N 70/27.- М., 1971.- с. 138-147. .

68. Теория и практика открытых разработок /Под редакцией Мельникова Н.В.-М.: Недра. 1979.- 636 с.

69. Справочник по открытым горным работам. М., 1994.

70. Барон Л.И., Фугзан М.Д., Маркензон Э.И. Опыт комплексного исследования сопротивления горных пород разрушению при добывании.-М.-Л.; Изд-во АН СССР, 1963.

71. Ржевский В.В. Физико-технические параметры горных пород.- М.; Наука, 1975.-212 с.

72. Вайсберг В.М., Костин И.М., Лозовская И.А. и др. Интенсификация взрывной отбойки - повышение эффективности рудоподготовки.//Обогащение руд.- 1985.- N 4,- с.2-4.

73. Демидюк Г.Н. Пути улучшения кусковатости при взрывной отбойке полезных ископаемых.- Взрывные работы,- М.: Госстройиздат, 1960, с.51-57.

74. Альтшулер В.М. Направления исследований в области ресурсосберегающей технологии на карьерах,- Ресурсосберегающая технология разработки недр.- М.: Недра, 1987.- с.3-6.

75. Степнов Н.А., Чевкин А.И. О влиянии раскрытости трещин в среде на разрушение ее взрывом// В сб.: Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1968,- N 3.- с,53-60.

76. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам .-М.: Недра, 1982.-424 с,

77. Ржевский В.В. Открытые горные работы. 4.1. Производственные процессы,- М.; Недра, 1985,- 610 с.

78. Покровский Г.И. Взрыв.- М.: Недра, 1973.- 183 с.

79. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела.- Новосибирск: Наука, 1977.- 105 с.

80. Мосинец В.Н. Дробящее и систематическое действие взрыва 8 горных породах,- М.: Недра, 1976.

81. Основы теории и методы взрывного дробления горных пород/Под ред. В.М.Комира,- Киев, 1979.-224 с. 82. Кутузов Б.Н., Рубцов В.К. Физика взрывного разрушения горных пород.- М.: МГИ, 1970,- 177 с.

83. Машуков В.И, Действие взрыва на окружающую среду и способы управления им,- М.: Недра, 1976.- 248 с.

84. Барон Л.И., Личелли Г.П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке.- М.: Недра, 1973.- 133 с.

85. Рубцов В.К. Методика расчета параметров БВР на получение заданной кусковатости.- М.: ЦНИГРИ, 1968.- 22 с.

86. Друкованный М.Ф.,Тартаковский Б.Н. и др. Влияние дробления пород на эффективность технологических процессов открытой разработки.- Киев:

Наукова думка, 1974. 87. Репин Н.Я. Подготовка и экскавация вскрышных пород угольных разрезов.- М.: Недра, 1978.

88. Мец Ю.С., Шварцер В.Я., Гонтаренко П.А., Ганич Т.Н. Влияние интенсивных взрывных нагрузок на технологические свойства железистых кварци-тов//Обогащение руд.-1981-NI.- с.5-7.

89. Фадцеенков Н.Н. Управление кусковатостью и энергозатратами при взрывной подготовке руды// Обогащение руд.- 1983.- N 6.- с.3-5.

90. Бадуков В.А,, Маляров И.П., Минченков А.В., Тогунов Ю.В. Анализ промышленных взрывов на основе многофакторного метода//ФТПРПИ,-1982.- N 3,- с.46-50.

91. Фадденков Н.Н., Труфакин Н.Е. К оценке энергозатрат на взрывное разрушение руды//Обогащение руд.- 1982.- N 5.- с. 8-10.

92. Баранов Е.Г. Пути интенсификации процессов отбойки, дробления и измельчения железных руд //Горный журнал.- N 8.- 1982,- с.40-42.

93. Яшин Р.П., Костит И.М. Управление гранулометрическим составом и сопротивляемостью разрушению при рудо подготовке - важнейший резерв повышения эффективности горно-обогатительных производств//В кн. Основные направления развития техники и технологии обогащения полезных ископаемых.-Л., 1983.-с. 10-20.

94.Аренс В.Ж., Курицина Л,И., Лохова Т.Д. Исследование возможности химического разупрочнения кимберлитов // Физико технические проблемы разработки полезных ископаемых.- 1983 - N 6 с. 92-95. 95.Анистратов Ю.И. Технология открытой разработки месторождений руд редких и радиоактивных металлов.- М.: Недра, 1988.- 430 с.

96.Исследовать возможность разработки кимберлитовых трубок с использованием методов механического рыхления горного массива: Отчет о НИР (промеж.) /"Якутнипроалмаз"; Руководитель А.Т.Ведин.-23-84-361 П.- Мирный, 1984.

97. Нитроглицериновые пороха марок НМФ, РСИ, РНДСИ, РСТ. Руководящий документ РТ-84-402-7-87,- Изд. п/я В-2138, 1987.

98. Методика сравнительных испытаний и оценки эффективности технологии подготовки кимберлитовых руд при их разупрочнении естественными минерализованными водами на Удачнинском ГОКе (июль-сентябрь 1989 г.)/"Якутнипроалмаз"; Руководитель К.Ю.Анистратов.-Мирный, 1989.

99. "Исследование вопосов комплексного использования Белоучейского местоождения". Отчет о НИР.ИПКОН АН СССР, Москва, 1986.

100. Федулов А.П., Маттис А.Р., Шишаев С,В. и др. К созданию ковшей активного действия карьерных экскаваторов // Физико технические проблемы разработки полезных ископаемых.- 1988 - N 2 с. 61-67.

101. Маттис А.Р., Шишаев С.В. и др. К оценке удельной энергоемкости рабочего процесса экскаватора с ковшом активного действия // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.-1991 - N 4 с. 63-68,

101. Разработать технологию горных работ комбайнами непрерывного действия для карьеров АК "Алмазы России-Саха" /Отчет о НИР ."Якутнипроалмаз" , "Иргиредмет". - г.Мирный. - 1993.

102. Методика и программа испытаний экспериментального образца сменного рабочего оборудования с ковшом активного действия к экскаватору ЭКГ-4,6 на карьерах ПНО "ЯКУТАЛМАЗ". - Якутнипроалмаз, ИГД СО АН СССР -1988 г.

103. Архипов А.В. Сравнение воздействия открытых и подземных рудников на окружающую природную среду //Сб. трудов,: Третий международный симпозиум "Горное дело Арктике".- Санкт-Петербург,- 1994 - с. 137.

104. Шимм Б. Развитие и опыт использования фрезерных машин фирмы Виртген на карьерах. // Сб. трудов.: Третий международный симпозиум по оборудованию ненпрерывного действия . - Прага, -1991 - с.35-47.

105.Технологический регламент на разработку проекта защиты горных работ от подземных минерализованных вод и их исследование на карьере тр."Удачнаяи/"Якутнипроалмаз\- Мирный,- 1987.

106. Разработать технологию горных работ комбайнами непрерывного действия /Отчет о НИР ."Якутнипроалмаз" - г.Мирный. -1994.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате научных исследований в диссертации решена новая научная задача - создание безвзрывной технологии разработки кимберлитов фрезерными комбайнами, основанной на установленных зависимостях параметров послойного фрезерования от природных условий коренных месторождений алмазов, технических и технологических параметров оборудования и рабочей зоны карьера, позволяющих повысить сохранность кристаллов алмазов и сбережение ресурсов.

Основные научные и практические результаты работы:

1. Использование традиционной технологии разработки кимберлитов коренных месторождений алмазов, включающих буровзрывную подготовку горных пород к выемке, приводящей к потерям около 10% кристаллов алмазов и их качества.

2. Применение безвзрывной технологии разработки кимберлитов фрезерными комбайнами позволяет исключить потерю и разрушение кристаллов алмазов взрывной нагрузкой, исключить в технологическом процессе добычи кимберлитов - бурение, заряжание и экскавацию, стадию крупного дробления на обогатительной фабрике, обеспечить непрерывную выемку в рабочей зоне карьера и исключить влияние массовых взрывов на массив бортов карьера, что обеспечивает возможность их отстройки под более крутыми углами, а, следовательно, увеличения объемов выемки руды.

3. Производительность фрезерного комбайна снижается с увеличением прочности кимберлита и уменьшением трещиноватости массива и увеличивается с увеличением рабочей скорости перемещения по фронту и глубины фрезерования. Оптимальная длина блока фрезерования находится в пределах 200-300 м, независимо от толщины стружки и скорости перемещения комбайнов по фронту.

4. Областью эффективного применения разработки горных пород фрезерными комбайнами с горизонтальной фрезой являются горные породы с пределом прочности на сжатие от 15 до 80 МПа.

5. Для условий карьеров Якутских месторождений алмазов оптимальными параметрами технологии разработки кимберлитов фрезерными комбайнами являются: при зарезке нового слоя глубина фрезерования - 60% от максимальной глубины резания; минимальная длина блока при челночной схеме работы 140 м (кратной длине загрузки самосвала), минимальная ширина блока 25 м,

Эффективное расстояние, на котором производится полная загрузка самосвала (БелАЗ-548) при оптимальных параметрах глубины фрезерования и рабочей скорости перемещения, составляет 35 м. Угол откоса уступа, формируемого при использовании фрезерного комбайна SM-2600, без специальных мероприятий, составляет 45°. При максимальной глубине слоя фрезерования 25 см и шириной оставляемой ступеньки по конструктивным особенностям комбайна 10 см, может быть достигнут угол 68°; при использовании комбайна с большей глубиной фрезерования этот угол может быть увеличен до 75°

Производительность фрезерного комбайна SM-2600 на карьере трубки "Юбилейная" при оптимальных параметрах разработки кимберлита составляет при погрузке в автотранспорт 1700-1800 м3/см. При погрузке в штабель -2100-2200 м3/см(Тсм=12час)в год с учетом климатических простоев до 650-840 тыс.м3/час.

6. По ситовому составу добытая комбайном исходная руда в целом значительно более мелкая, чем при буровзрывной отбойке. Выход кусков руды крупнее 100 мм составляет всего 5,3% (против 30-50%), что явно недостаточно для эффективного ведения процесса мокрого рудного самоизмельчения в барабанных мельницах. Для компенсации этого недостатка целесообразно добавлять в мельницы при переработке руда от комбайна крупнокусковый материал из забоя экскаватора.

7. Разрушение кимберлитовых руд фрезерными комбайнами обеспечивает повышение сохранности алмазов на 7-10%, что подтверждается большим выходом наименее прочных кристаллов и бесцветных с высоким напряжением.

8. Экономический эффект от внедрения безвзрывной технологии разработки кимберлитов на карьере трубки "Юбилейная" в расчете на 1 млн.т добычи составляет 321 тыс. долларов .

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Луцишин, С. В., 1995 год

1. Алмазные месторождения Якутии. Под редакцией акад.Соболева В.С.-М.: Гос.науч.-технич.издательство по геологии и охране недр, 1959.

2. Милашев В.А.Кимберлитовые провинции. Л.: Недра, 1974 - 238 с.

3. Милашев В.А. Трубки взрыва.- Л.:Недра, 1984 - 264 с.

4. Справочник по климату СССР, вып.24, 4.8. Температура почвы.б.Потатуева Т.В., Базавлук В.А. Формирование деятельного слоя и влияние его на устойчивость дорог в условиях Якутии.// В сб. Исследование транспортных сооружений.-Томск, 1982,36с,

5. Валуев Е.П.,Глозман Г.Р. Особенности устойчивости бортов глубоких карьеров в многолетнемерзлых породах// Горный журнал,-1988,-N 7.-с.45-46.

6. Методическое пособие по определению углов откосов уступов и углов наклона бортов карьера, сложенных многолетнемерзлыми породами.-Л., ВНИ-МИ, 1972. Якутск, 1975, 570 с.

7. Изучение вторичных минералов кимберлитовых пород трубок "Удачная" и "Сытыканская" с целью разработки принципов их геолого-технологической классификации: Отчет о НИР (закл.)/ЯОКИ ЦНИГРИ; Руководитель Н.П.Зин-чук,-Мирный,1984.- 1984.-235 с,

8. Изучение вторичных минералов кимберлитов глубоких горизонтов тр."Удачная" (опорный горизонт 115 м) с целью повышения эффективности обогащения; Отчет о НИР (закл.) ЯОКИ ЦНИГРИ; Руководитель Н.П.Зинчук,-Мирный, 1987.-139С.

9. Анистратов Ю.И. Технология открытых горных работ.- М.; Недра, 1984,-287 с.

10. Уркин Н.Н, Обоснование параметров и технология доработки глубоких карьеров алмазоносных месторождений Якутии в этапных контурах. Дисс.канд.техн.наук.- М., МГРИ, 1989.

11. Уркин Н.Н. Новый способ доработки крутопадающих залежей полезных ископаемых, //В сб."Совершенствование разработки глубокозалегающих россыпных месторождений,-Якутск, 1988.

12. Александров И.Н. Основные взаимосвязи скоростей развития горных работ при отстройке бортов карьера с наклонными предохранительными бермами. // В сб. Проектирование открытой разработки месторождений,- Л,-ЛГИ, 1984, с.75-79%

13. Степанов В.А. Исследование технологии отработки крутопадающих залежей этапами. Автореф. дисс.,,канд.техн.наук.- М., МГИ, 1973.

14. ЗЭ.Гомелаури Г.Г. Оптимизация параметров выемочно-погрузочных работ на карьерах коренных месторождений алмазов с учетом природно-климатиче-ских условий Якутии. Дис. канд.техн.наук.- М., МГРИ, 1986.

15. Андросов А.Д. Разработка рациональных методов ведения горных работ при реконструкции карьеров Западной Якутии. Автореф, дисс. канд.техн,наук.- Свердловск, 1984.

16. Александров И.Н. Совершенствование схем вскрытия и способов отстройки бортов карьеров, разрабатывающих кимберлитовые трубки. Дисс. канд. техн. наук.-Л., ЛГИ, 1984.

17. Анистратов К.Ю. Формирование схем вскрытия рабочих горизонтов глубоких карьеров с ограниченными размерами в плане. -Дисс.канд. техн. наук,-М., МГИ, 1985.

18. Беляков Н.Н. Исследование и разработка способов вскрытия коренных месторождений алмазов.-Дисс.канд. техн. наук.- М.: МГИ, 1982.

19. Потапова Е.А. Обоснование организационно-технологических схем работы автотранспорта при разработке кимберлитовых месторождений Крайнего Севера. Автореф. дисс.канд. техн.наук,- М., МГИ, 1986.

20. Усачев В.М. Разработка метода оптимизации параметров процессов взрывного дробления и самоизмельчения кимберлитов при открытой разработке коренных месторождений алмазов. Автореф. Дисс.канд.техн.наук,- М., МГРИ, 1988.

21. Файнблит М.А. Обоснование эффективной схемы транспорта на глубоких кимберлитовых карьерах Крайнего Севера. Дисс. канд.техн.наук,- Днепропетровск, 1986.

22. Юрин Н.Н. Создание технологии отработки этапами крутопадающих рудных месторождений с крутыми углами откосов бортов карьеров. -Дисс.канд. техн. наук.- М.- МГРИ, 1989.

23. Анистратов Ю.И. Теория вскрытия карьеров и рекомендации по вскрытию Саамского карьера и карьера тр."ХХ111 Партсьезда".- М.: МГИ, 1978.

24. Попов В.С.Технология отработки кимберлитовых трубок системами с открытым выработанным пространством. // Совершенствование технологии подземной разработки россыпных и рудных месторождений Севера.- Якутск, ИГД Севера, 1987, с.99-104.

25. Новожилов М.Г., Маевский A.M.Бондарь С.А., Дриженко А.Ю. Технологические параметры глубоких карьеров.- М.: Недра.- 1982,- 175 с.

26. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть2. Технология и комплексная механизация,- М.: 1985, 549 с.

27. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых разработок." М.: Недра, 1980, 631 с.

28. Галкин В.А. Технологические основы проектирования и планирования грузопотоков на рудных карьерах с автомобильным транспортом,-Дисс.докт. техн. наук.- Магнитогорск,- 1987.

29. Поплавский В.А. Влияние параметров скважинных зарядов на удельный объем повреждаемости кристаллов//Колыма,- 1983.- N 12,- с. 17-19.

30. Стороженко Е.Л. Снижение повреждаемости ценного кристаллосырья при взрывной отбойке вмещающей породы //в сб. Разрабокта рудных место-рождений.- Киев 1982. -с. 44-49.

31. Стороженко Е.Л. Влияние параметров взрывного импульса на сохранность кристаллосырья при взрывном разрушении кристаллосодержащих руд // в сб. Разрабокта рудных месторождений,- Киев 1988. -с. 38-42.

32. Галаджий Ф.М., Поплавский В.А., Плужник В.И. и др. Взрывная отбойка пород в "щадящем" режиме. // В сб. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов,- Иркутск. Иргиредмет, 1977. -с. 90-95.

33. Неганов В.П., Скрипка В.А. Разрушаемость кристаллов высокоценных минералов при взрывной отбойке. // В сб. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов.- Иркутск. Иргиредмет. 1977, -с. 13-19.

34. Власов В.М. Исследование критериев и обоснование оптимальной кус-коватости при дроблении трещиноватых массивов, обеспечивающей эффективную взаимосвязь процессов добычи и рудоподготовки. -Дисс.,.канд. техн. наук,- Якутск, ИГДС, 1984.

35. Изучение трещиноватости, гранулометрического состава, прочностных свойств кимберлитов и вмещающих пород средних горизонтов тр."Удачная": Отчет о НИР /Иргиредмет; Руководитель В.А.Намолов,- NTP 80062600; Инв.Ы 1822.-Иркутск, 1980,- 28с. ДСП.

36. Бондаренко И.Ф. Обоснование и разработка эффективных способов ведения взрывных работ в рассолонасыщенных горных массивах. -Дисс.канд. техн. наук.- Днепропетровск - 1987,

37. Исследовать динамические свойства, энергопоглощаемость, свойства ВВ и разработать рекомендации по рациональному использованию энергии взрыва при дроблении горных пород: Отчет о НИР/ Якутнипроалмаз; рук. Шебаршов А.А. - N гр 81050089.- Мирный 1984.

38. Белкин Е.Н., Нефедьева Л,М., Никитин В.П. Комплексная оценка физических свойств кимберлита // В кн. Разработка технологии добычи и переработки руд благородных и редких металлов. Научн. тр. Вып. 31 / Иргиредмет. Иркутск, 1977, с. 26-29

39. Ефремов Э.И., Дурнев В.Ф., Малюта Д.И. и др. Выбор типа ВВ в зависимости от условий взрывания//В сб. Взрывное дело.- N 70/27.- М., 1971.- с. 138-147.

40. Теория и практика открытых разработок /Под редакцией Мельникова Н.В.-М.: Недра. 1979.- 636 с.

41. Справочник по открытым горным работам. М., 1994.

42. Барон Л.И., Фугзан М.Д., Маркензон Э.И. Опыт комплексного исследования сопротивления горных пород разрушению при добывании.-М.-Л.; Изд-во АН СССР, 1963.

43. Ржевский В.В. Физико-технические параметры горных пород.- М.; Наука, 1975.-212 с.

44. Вайсберг В.М., Костин И.М., Лозовская И.А. и др. Интенсификация взрывной отбойки - повышение эффективности рудоподготовки.//Обогащение руд.- 1985.- N 4,- с.2-4.

45. Демидюк Г.Н. Пути улучшения кусковатости при взрывной отбойке полезных ископаемых.- Взрывные работы,- М.: Госстройиздат, 1960, с.51-57.

46. Альтшулер В.М. Направления исследований в области ресурсосберегающей технологии на карьерах,- Ресурсосберегающая технология разработки недр.- М.: Недра, 1987.- с.3-6.

47. Степнов Н.А., Чевкин А.И. О влиянии раскрытости трещин в среде на разрушение ее взрывом// В сб.: Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1968,- N 3.- с,53-60.

48. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам.-М.: Недра, 1982.-424 с,

49. Ржевский В.В. Открытые горные работы. 4.1. Производственные процессы,- М.; Недра, 1985,- 610 с.

50. Покровский Г.И. Взрыв.- М.: Недра, 1973.- 183 с.

51. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела.- Новосибирск: Наука, 1977.- 105 с.

52. Мосинец В.Н. Дробящее и систематическое действие взрыва 8 горных породах,- М.: Недра, 1976.

53. Основы теории и методы взрывного дробления горных пород/Под ред. В.М.Комира,- Киев, 1979.-224 с. 82. Кутузов Б.Н., Рубцов В.К. Физика взрывного разрушения горных пород.- М.: МГИ, 1970,- 177 с.

54. Машуков В.И, Действие взрыва на окружающую среду и способы управления им,- М.: Недра, 1976.- 248 с.

55. Барон Л.И., Личелли Г.П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке.- М.: Недра, 1973.- 133 с.

56. Рубцов В.К. Методика расчета параметров БВР на получение заданной кусковатости.- М.: ЦНИГРИ, 1968.- 22 с.

57. Друкованный М.Ф.,Тартаковский Б.Н. и др. Влияние дробления пород на эффективность технологических процессов открытой разработки.- Киев:

58. Наукова думка, 1974. 87. Репин Н.Я. Подготовка и экскавация вскрышных пород угольных разрезов.- М.: Недра, 1978.

59. Мец Ю.С., Шварцер В.Я., Гонтаренко П.А., Ганич Т.Н. Влияние интенсивных взрывных нагрузок на технологические свойства железистых кварци-тов//Обогащение руд.-1981-NI.- с.5-7.

60. Фадцеенков Н.Н. Управление кусковатостью и энергозатратами при взрывной подготовке руды// Обогащение руд.- 1983.- N 6.- с.3-5.

61. Бадуков В.А,, Маляров И.П., Минченков А.В., Тогунов Ю.В. Анализ промышленных взрывов на основе многофакторного метода//ФТПРПИ,-1982.- N 3,- с.46-50.

62. Фадденков Н.Н., Труфакин Н.Е. К оценке энергозатрат на взрывное разрушение руды//Обогащение руд.- 1982.- N 5.- с. 8-10.

63. Баранов Е.Г. Пути интенсификации процессов отбойки, дробления и измельчения железных руд //Горный журнал.- N 8.- 1982,- с.40-42.

64. Исследовать возможность разработки кимберлитовых трубок с использованием методов механического рыхления горного массива: Отчет о НИР (промеж.) /"Якутнипроалмаз"; Руководитель А.Т.Ведин.-23-84-361 П.- Мирный, 1984.

65. Нитроглицериновые пороха марок НМФ, РСИ, РНДСИ, РСТ. Руководящий документ РТ-84-402-7-87,- Изд. п/я В-2138, 1987.

66. Федулов А.П., Маттис А.Р., Шишаев С,В. и др. К созданию ковшей активного действия карьерных экскаваторов // Физико технические проблемы разработки полезных ископаемых.- 1988 - N 2 с. 61-67.

67. Маттис А.Р., Шишаев С.В. и др. К оценке удельной энергоемкости рабочего процесса экскаватора с ковшом активного действия // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.-1991 - N 4 с. 63-68,

68. Разработать технологию горных работ комбайнами непрерывного действия для карьеров АК "Алмазы России-Саха" /Отчет о НИР."Якутнипроалмаз" "Иргиредмет". - г.Мирный. - 1993.

69. Методика и программа испытаний экспериментального образца сменного рабочего оборудования с ковшом активного действия к экскаватору ЭКГ-4,6 на карьерах ПНО "ЯКУТАЛМАЗ". - Якутнипроалмаз, ИГД СО АН СССР -1988 г.

70. Архипов А.В. Сравнение воздействия открытых и подземных рудников на окружающую природную среду //Сб. трудов,: Третий международный симпозиум "Горное дело Арктике".- Санкт-Петербург,- 1994 - с. 137.

71. Шимм Б. Развитие и опыт использования фрезерных машин фирмы Виртген на карьерах. // Сб. трудов.: Третий международный симпозиум по оборудованию ненпрерывного действия. - Прага, -1991 - с.35-47.

72. Технологический регламент на разработку проекта защиты горных работ от подземных минерализованных вод и их исследование на карьере тр."Удачнаяи/"Якутнипроалмаз\- Мирный,- 1987.

73. Разработать технологию горных работ комбайнами непрерывного действия /Отчет о НИР."Якутнипроалмаз" - г.Мирный. -1994.