Обґрунтування геотехнологічних параметрів розробки алмазоносних родовищ України.

Abstract

Дисертація присвячена питанням обґрунтування раціональних геотехнологічних параметрів розробки корінних алмазоносних родовищ. Синтез технологічних схем і обладнання видобутку в сукупності з математичною моделлю процесу стійкості стінок виймальних камер великого діаметру є новими науковими досягненнями в області освоєння мінерально-сировинного комплексу України. Запропонована система підвищення доступності запасів кімберлітів є способом геотехнологічної підготовки родовища до розробки. Мета геотехнологічної підготовки родовищ припускає цілеспрямоване і структурне перетворення запасів корисних копалин і масивів вміщуючих порід, підвищення доступності запасів і подальшу можливість їх ефективної розробки комбінованим способом (підземним і геотехнологічним) без присутності обслуговуючого персоналу в очисному просторі з розміщенням добувного обладнання на земній поверхні. За розрахунком деформації кільцевої циліндричної оболонки виймальної камери при одноосному стисненні, деформації кільцевої циліндричної оболонки при зовнішньому тиску, а також деформації кільцевої циліндричної оболонки при осьовому стисненні і зовнішньому тиску встановлено, що критична напруга втрати стійкості лінійно росте із збільшенням абсолютного розміру зони руйнування. При малій області руйнування h = 0,2 м можлива втрата стійкості виймальної камери на глибині 1000 м від земної поверхні. Для підтримки стінок виймальних камер починаючи з глибини 900 м рекомендується переходити від систем розробки з відкритим робочим простором до систем з магазинуванням. Очікуваний економічний ефект від застосування запропонованого агрегату для розширення виймальних камер циліндричного перерізу із перетворенням їх у виймальні камери квадратного перерізу складе 297 тис. грн. на одну виймальну камеру.

Диссертация посвящена вопросам обоснования рациональных геотехнологических параметров разработки коренных алмазоносных месторождений. Синтез технологических схем и оборудования добычи в совокупности с математической моделью процесса устойчивости стенок выемочных камер большого диаметра составляет научную новизну в области реализации освоения минерально-сырьевого комплекса Украины. Предложенная система повышения доступности запасов кимберлитов достигается способом геотехнологической подготовки месторождения к разработке. Геотехнологическая подготовка месторождений допускает структурное превращение запасов полезных ископаемого и массивов вмещающих пород, повышение доступности запасов и последующую возможность их эффективной разработки комбинированным способом –подземным, и геотехнологическим, без присутствия обслуживающего персонала в очистном пространстве с размещением оборудования добычи на земной поверхности. По критериям признаков проявления ультраосновного магматизма, в частности кимберлитового и лампроитового, по набору минералов-спутников выделены перспективные площади на алмазы в регионах Украины: Волыно-Подольская, Новоград-Волынская и Шепетовская, Бердичевско-Винницкая, Кировоградская, Волновахская. Впервые установлено, что алмазоносные структуры Украины идентифицируются по плотности кимберлитов в пределах 2300–2730 кг/м3, что коррелирует с эффективной пористостью и скоростью распространения ультразвуковых волн и коэффициентами их поглощения. Это объясняется тем, что в кимберлитовых породах присутствующие микротрещины и сдвиги, влияют на прохождение УЗ-волн в направлениях локального сжатия и расстяжения. Впервые созданна комбинация осесимметричных расчетных моделей напряженного состояния цилиндрической выемочной камеры, с осевым сжатием и внешним давлением, которые совмещаются с плоской моделью сопряжения и определяют устойчивость кимберлитового массива. По расчетам деформации кольцевой цилиндрической оболочки выемочной камеры при одноосном сжатии, деформации кольцевой цилиндрической оболочки, при внешнем давлении, а также деформации кольцевой цилиндрической оболочки при осевом сжатии и внешнем давлении установлено, что критическое напряжение потери устойчивости линейно растет с увеличением абсолютного размера зоны разрушения. При малой области разрушения h=0,2 м возможная потеря устойчивости выемочной камеры на глубине 1000 м от земной поверхности. Для поддержания стенок выемочных камер, начиная с глубины 900 м рекомендуется переходить от систем разработки с открытым рабочим пространством к системам с магазинированием. Существенным потенциалом повышения доступности запасов кимберлитов являются способы геотехнологической подготовки месторождений к разработке. Геотехнологическая подготовка месторождений допускает структурное превращение запасов полезных ископаемых и массивов вмещающих пород, повышение доступности запасов и последующую возможность их эффективной разработки комбинированным способом (подземным и геотехнологическим) без присутствия обслуживающего персонала в очистном пространстве с размещением добывающего оборудования на земной поверхности. Обоснованы технологические схемы разработки коренных месторождений алмазов и оборудования добычи для их осуществления, которое расположено на земной поверхности. Синтез технологических схем и оборудование добычи в совокупности с математической моделью процесса устойчивости стенок выемочных камер большого диаметра является новым научным в области реализации освоения минерально-сырьевого комплекса Украины. Ожидаемый экономический эффект от применения предложенного агрегата для расширения выемочных камер цилиндрического сечения с преобразованием их в выемочные камеры квадратного сечения составит 297 тыс. грн. на одну выемочную камеру.

Dissertation is devoted the questions of ground of rational geotechnological parameters of development of native diamondiferouses deposits. A synthesis of flowsheets and equipment of booty in an aggregate with the mathematical model of process of stability of walls of hollow chambers of large diameter is new scientific achievements in area of realization of the strategic mastering of raw mineral-material complex of Ukraine. Suggests the system of increase of availability of supplies of kimberlite owns the method of geotechnological preparation of deposit to development. The purpose of geo-technological preparation of deposits is assumed by purposeful and structural transformation of supplies useful minerals and arrays of containing breeds, increases of availability of supplies and subsequent possibility them efficient development the combined method – traditionally – underground, and geotechnological, without being of auxiliary personnel in cleansing space with placing of equipment of booty on an earthly surface. Calculation of deformation of circular cylinder shell of hollow chamber at a monaxonic compression, deformations of circular cylinder shell at vnesh-it pressure, and also deformations of circular cylinder shell at an axial compression and external pressure are set, that critical tension of loss of stability of walls of by a booty chamber arcwise grows with the increase of absolute size of area of destruction. At small area of destruction of h = 0,2 m the loss of stability of hollow chamber is possible on a depth 1000 m from an earthly surface. For support of walls of hollow chambers, since a depth 900 m a to 1000 m it is recommended to pass from the systems of development with working open-space to the systems with stackings. Expected economic effect from application of the offered aggregate for expansion of hollow chambers of cylindrical section with transformation them in the hollow chambers of square section will make 297 thousands of uah on one hollow chamber.