Технологічні засади розкриття та розробки горизонтальних кар'єрних полів при обмеженому порушенні природних ресурсів.

Abstract

Дисертаційна робота присвячена обґрунтуванню технологічного взаємозв’язку між способом розкриття та системою розробки кар’єрного поля як напряму удосконалення технологічної схеми відпрацювання горизонтального родовища за умови обмеженого порушення природних ресурсів. Визначений вперше спільний вплив способу розкриття та системи розробки горизонтального родовища на технологію реконструкції кар’єру при найменшому пошкодженні оточуючого природного середовища. Реконструкція передбачає удосконалення способів шляхом розкриття робочих горизонтів траншеями, що переміщуються, розміщення гірничотранспортного устаткування у стиснутій робочій зоні, утворення випереджаючої траншейної виробки в підошві внутрішнього відвала, а також відпрацювання надрудного уступу на повну ширину заходки. У результаті цього зменшується площа земельного відводу, повніше використовується простір внутрішнього відвала та збільшується площа відвальної поверхні для гірничотехнічної рекультивації. Визначено умови та ефективність впровадження результатів досліджень стосовно марганцевих кар’єрів Покровського ГЗК.

Диссертация посвящена обоснованию технологической взаимосвязи между способом вскрытия и системой разработки карьерного поля как направления совершенствования технологической схемы отработки горизонтального месторождения при условии ограниченного нарушения природных ресурсов. В работе обоснован технологический подход к решению научной задачи, согласно которому способ вскрытия и система разработки выбираются совместно при условии размещения горных выработок (капитальной и выездной траншей) внутри карьерного поля, а вскрышные, отвальные и добычные уступы перемещаются таким образом, чтобы обеспечивалось полное использование емкости выработанного пространства карьера и других остаточных выработок. Эффективность мероприятий по ресурсосбережению предложено оценивать на основе коэффициента интенсивности восстановления стоимости природных земель, исходя из затрат горнодобывающего предприятия на отвод ненарушенных и возвращения рекультивированных на карьерах земель. Относительно марганцевых карьеров Покровского ГОК этот критерий составляет 1,94, что свидетельствует в основном о значительных расходах на горнотехническую рекультивацию и заниженную (при отсутствии рыночного подхода) денежную оценку природных земель. Эффективность ресурсосбережения повышается при внутреннем расположении объектов, которое принципиально ограничивает возможные объемы нарушения природных ресурсов. Разработаны технологические основы управления размерами земельного отвода на основании полного заполнения отвального пространства вскрышными породами, для чего используют перемещаемые наклонные и горизонтальную выездную траншеи, дополнительную траншейную емкость в подошве отвала и бестранспортную технологию внутреннего отвало- образования, которая исключает площадки для размещения конвейеров на нерабочем и отвальных бортах карьера. Обоснована зависимость суммарных затрат на горнотранспортные работы, добычу и перевозку руды внутри карьера от шага перемещения съездов. Оптимальный шаг перемещения этих съездов, который минимизирует указанные расходы, для марганцевых карьеров равен 385 м. Обоснована технология отработки надрудного уступа, которая обеспечивает более полное извлечение запасов марганцевой руды путем технологического разделения вскрышных и добычных работ и отработки уступов на полную ширину заходки (вместо полузаходок). В зависимости от параметров технологической схемы добычи полезного ископаемого широкими заходками потери руды снижаются на 13-65 тыс. т (от 2% до 10%) на одну вскрышную заходку. Технология позволяет предотвратить отвод природных земель под технологические объекты карьера площадью 0,24-1,22 га и компенсацию за отвод этих земель стоимостью 536,5-708,6 тыс. грн. Разработана новая технологическая схема отработки высоких уступов при использовании бестранспортной системы разработки и использовании отвального экскаватора при проведении опережающей траншеи. Проведение этой траншейной емкости в подошве отвала позволяет увеличить высоту разрабатываемого вскрышного уступа на 5...7 м. Систематизированы условия применения разработанных автором технологических схем, ориентировочно оценена их эффективность по ограничению объемов нарушения природных ресурсов, которая позволяет установить направление совершенствования способа вскрытия, системы разработки и доработки карьерного поля. Практическое значение полученных результатов заключается в том, что результаты теоретических исследований обобщены на уровне технологических подходов к сохранению природных ресурсов при отработке горизонтального месторождения, основанных на методических принципах вскрытия и разработки карьерного поля при минимальном отводе природных и наибольшем восстановлении нарушенных природных ресурсов. Практическое значение также подтверждается полученными автором патентами, в которых предложены способы открытой разработки горизонтального месторождения, применение которых позволяет сократить расстояние транспортировки рудного сырья внутри карьера, увеличить площадь земельного участка для рекультивации поверхности внутренних отвалов (патент №112027, патент №113466). Также предложен способ разработки уступов вскрышных пород увеличенной высоты при добыче горизонтального пласта полезного ископаемого при бестранспортной схеме, который позволяет выравнивать поверхность внутреннего отвала, что повышает качество отвалообразования и снижает затраты на этот процесс (патент №109862). Определены условия и эффективность применения результатов исследований на марганцевых карьерах Покровского ГОК.

The dissertation is devoted to the technological interconnection support between the disclosure method and the quarry field development system as the improvement direction of the horizontal field development technological scheme, provided that there is a limited violation of natural resources. For the first time, the joint influence of the disclosure method and the horizontal field development system on the career reconstruction technology with the least damage to the surrounding environment has been determined. Reconstruction supposes the opening working horizons methods improvement by moving trenches, placing of mining equipment in a narrow working area, formation of a forward trench development in the sole of the inner bin, as well as the above ore layer development on the full width of the drive. As a result, the area of land drain decreases, the interior space is used more fully and the area of mining technical reclamation of the waste surface is increased. The conditions and efficiency of the research results implementation in relation to the Pokrovsky GOK manganese open-pit workings are determined.