Обґрунтування ефективних технологічних параметрів розробки глибоких горизонтів кар’єрів при освоєнні алмазоносних штокоподібних родовищ республіки Ангола (на прикладі кімберлітової трубки «Катока»)

Abstract

Дисертація присвячена обґрунтуванню технологічних параметрів відкритої розробки алмазоносних штокоподібніх родовищ республіки Ангола. У дисертації виконана загальна оцінка сировинної бази республіки Ангола , стан та перспективи відкритої розробки алмазоносних родовищ. Розвинена методологія визначення кінцевих контурів кар'єру для штокоподібних родовищ. Визначена область значень кінцевої глибини кар'єру і кутів укосу його неробочих бортів залежно від міцністних характеристик масиву гірських порід. Обгрунтовані показники оцінки якості вибухової підготовки різноміцних порід, які дозволяють врахувати вплив об'ємної щільності енергії вибуху і забезпечити можливість регулювання якості дроблення гірських порід. Вперше встановлено аналітичну залежність знову утвореної (після вибуху) вільної поверхні неоднорідного масиву від енергії вибуху і від її щільності. Результати досліджень рекомендовані та прийняті до впровадження конструктивного оформлення неробочого борта кар’єру «Катока» при його заглиблені. Очікуваний економічний ефект складає 3,4 млн. дол. США .

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.03 - открытая разработка месторождений полезных ископаемых. - Государственный ВУЗ «Национальный горный университет», Министерство образования и науки Украины, Днепропетровск , 2014 . В диссертационной работе решена актуальная научная задача по установлению закономерностей изменения основных прочностних характеристик, руководящих стойкостью бортов, от текущей глубины карьера. На основании этих закономерностей определены высота и угол откосов уступов в промежуточном и конечном контурах карьера «Катока». Развита методология определения конечных контуров карьера для штокообразных залежей. Определена область значений конечной глубины карьера и углов откоса его нерабочих бортов в зависимости от прочностных характеристик массива горных пород. Доказано, что в условиях штокообразных алмазоносных месторождений из-за зонального изменения прочностных характеристик массива горных пород наиболее целесообразно конструктивное оформление нерабочих бортов многогранной (выпуклой) формы. С учетом геологических и технологических особенностей (применение ЦПТ, т.е. наличие перегрузочных пунктов) рекомендован трехгранный (выпуклый) профиль нерабочего борта при угле его откоса 39 0 , что позволяет уменьшить объемы вскрышных пород, извлекаемых в конечных контурах карьера на 9,1·10 6 м 3 на 1000 м длины борта. Впервые установлена аналитическая зависимость вновь образуемой (после взрыва) свободной поверхности неоднородного массива и показателя изменения геологической структуры массива от полной (суммарной) энергии взрыва, выделяемой при взрывании рассредоточенных воздушным промежутком скважинных зарядов для массива разнопрочных пород, использование которой позволяет уменьшить разубоживание полезного ископаемого. Обоснована технология и параметры заоткосных работ, т.е. постановки уступов в проектное положение в промежуточном и конечном контурах карьера при использовании гирляндного заряда для создании экранирующей щели в плоскости проектного контура для уступов высотой 45 м, что позволяет повысить устойчивость нерабочих бортов карьера. Результаты исследований рекомендованы и приняты для внедрения конструктивного оформления нерабочего борта карьера «Катока» при его углубке. Ожидаемый экономический эффект 3,4 млн. дол. США.

The dissertation concerns substantiation of operational parameters for boss diamond deposits open-pit mining in Republic of Angola. The work makes overall assessment of raw material base in Republic of Angola explaining both situation and future of diamond deposits open-pit mining. Methodological approach to determine final contours of open pit for boss deposits is developed. A range of total depth for open-pit and its spoil bank slope are determined. The values depend on rock mass hardness characteristics. Quality assessment of blasting preparation for rocks having various levels of hardness is substantiated. The factor helps involve volumetric density effect of explosive providing control of rock fragmentation quality index. For the first time it is identified analytical dependence of newly formed (after blasting) free surface of heterogeneous mass as a result of explosive and its density. The analysis is recommended and accepted to implement constructive design of spoil bank of “Katoka” open-pit while deepening. It is expected that economic effect is USD 3.4 mln.