Обґрунтування раціональних технологічних схем відкритої розробки обводнених розсипних родовищ

Abstract

Дисертацію присвячено обґрунтуванню раціональних технологічних схем відкритої розробки обводнених розсипних титан-цирконієвих родовищ шляхом застосування засобів гідромеханізації процесів видобувних робіт із забезпеченням стійкості бортів і відвалів в робочій зоні кар’єру та максимальної концентрації гірничих робіт, в результаті чого знижуються експлуатаційні витрати на видобуток руди та негативний вплив розробки родовища на природне середовище. Виконані дослідження з встановлення раціональних технологічних схем проведення гірничих робіт в умовах обводнених розсипних родовищах, а також удосконалено деякі з них відповідно до складних гідрогеологічних умов залягання титан-цирконієвих руд. Встановлені закономірності експлуатаційних витрат кожної з досліджуваних технологічних схем розробки обводнених розсипних родовищ титан-цирконієвих руд, на основі яких проведено порівняльну оцінку їх економічної ефективності. Вперше встановлені залежності коефіцієнта вибою від параметрів системи розробки при застосуванні засобів гідромеханізації, що дозволяє визначати максимальну продуктивність роботи земснаряда. Удосконалено методичний підхід до забезпечення стійкості уступів обводненої робочої зони кар’єру, що на відміну від відомих ґрунтується на встановленій закономірності збільшення потенційної поверхні ковзання по обводненій ділянці при зниженні несучої здатності надрудного уступу, унаслідок чого зменшується ширина призми можливого обвалення всієї ділянки борту кар'єру.

Диссертация посвящена обоснованию эффективных технологических схем открытой разработки обводненных россыпных титано-циркониевых месторождений путем применения средств гидромеханизации процессов добывающих работ с обеспечением устойчивости бортов и отвалов в рабочей зоне карьера и максимальной концентрации горных работ, в результате чего снижаются эксплуатационной затраты на добычу руды и негативное влияние разработки месторождения на природную среду. Установлено, что обводненные титано-цирконовые россыпи имеют сложное гидрогеологическое строение, например, в условиях Мотроновско-Анновской россыпи вскрышные и рудные пески имеют плывунные свойства. При этом рудные пески имеют нулевую водоотдачу, что не позволяет применять известные методы водоотлива при разработке месторождения. Успешное освоение таких месторождений требует проработки технологий горных работ, которые в наибольшей степени соответствуют свойствам руд и вмещающих пород. Установлены зависимости притока воды в горные выработки от пониже-ния уровня обводненности рудного пласта, которые позволяют определять объемы водопритоков в карьер в различные периоды эксплуатации месторождения, как фактор выбора средств гидромеханизации в технологической схеме открытой разработки обводненного россыпного месторождения. В результате исследований установлено, что наиболее рациональной технологической схемой разработки обводненных россыпных месторождений является применение роторного комплекса непрерывного действия на вскрышных работах и средств гидромеханизации на добыче. При выполнении исследований по установлению эффективных параметров элементов системы разработки обводненных месторождений получены новые зависимости коэффициента забоя при добыче обводненных россыпных руд средствами гидромеханизации от мощности подводного уступа, длины фронта работ, ширина рабочей площадки, что позволяет определять максимальную производительность земснаряда. Усовершенствован методический подход к обеспечению устойчивости уступов обводненной рабочей зоны карьера, в отличие от известных он основывается на установленной закономерности увеличения потенциальной поверхности скольжения по обводненному участку при снижении несущей способности надрудного уступа, вследствие чего уменьшается ширина призмы возможного обрушения всего участка борта карьера. По результатам исследований разработано ряд рекомендаций по выбору рациональных технологических схем разработки обводненных россыпей, определению рациональных параметров внутренних гидроотвалов при разработке обводненного россыпного месторождения и предложены меры по минимизации негативного влияния разработки месторождений на окружающую среду. Результаты исследований использованы в процессе разработки проекта строительства и эксплуатации карьера Мотроновского ГОКа, при корректировке рабочего проекта «Карьер № 10» Межиричского ГОКа Иршанской группы россыпей.

The thesis is devoted to study the effective technological charts for surface mining flooded alluvial titanium and zirconium deposits due to substantiation of the overburden and mining technology with dredging, which ensures the stability of the working area of the pit and reducing operating costs at the ore extraction with the minimum negative impact of field development on the environment. Performed studies allow to establish rational technological charts of mining works in flooded placer deposits conditions, as well as enhancements to some of them in accordance with the complex hydro-geological conditions of titanium-zirconium ores Mоtronovsky placers. Conducted researches shown that the most efficient technological scheme for Mоtronovsky deposit includes next equipment: bucket wheel excavator for removing the overburden and dredging for mining minerals. The dependences of the inflow into the mine workings from the lowering of flooded fields, which allow to determine the volume of water production in the pit for different periods of exploitation and taken into account in the selection of technological schemes for surface mining of flooded alluvial deposits. The dependence of the resulting slope angle of the pit working side and benches slope angle of the pit from the width of the safety berm on the bench, the dependence of the resulting slope angle of the working side on the berm width is downward, and the change of the berm width on the slope angle of the bench is growing. Developed recommendations for choice of efficient technological schemes of flooded placer deposits mining based on the identified characteristic features in accordance with the complex hydro-geological conditions of Mоtronovsky placers of titanium-zirconium ores.