Обґрунтування параметрів буропідривних робіт при руйнуванні масиву урановмісних руд

Abstract

Захищаються результати теоретичних і експериментальних досліджень з розробки нових параметрів буропідривних робіт при руйнуванні урановмісних руд при відпрацьовуванні родовища підземним способом в умовах Ватутінського родовища шахти «Смолінска» ДП «СхідГЗК». Обґрунтовані та описані методи досліджень для визначення НДС масиву для оточуючого масиву навколо очисних камер. Розроблена методика виконання теоретичних досліджень за допомогою термодинамічного метода, для проведення фізичного дослідження – моделювання на еквівалентних матеріалах, для прове- дення промислових досліджень був обраний метод з використанням маркшейдер- ських зйомок. З урахуванням зміни напружено-деформованого стану масиву, який вміщує камеру, отримані збільшуючі коефіцієнти для визначення ЛНО до 1,5 разів та ві- дстані між свердловинами до 1,4 рази, для середньої частини камери при – 78% та більше від її проектних розмірів. Визначені закономірності поширення деформа- цій і руйнувань у масиві. Адекватність закономірностей підтверджена задовіль- ною збіжністю результатів, отриманих термодинамічних методом, методом мо- делювання на еквівалентних матеріалах і методом маркшейдерських зйомок. Запропоновані технологічні рішення з раціоналізації ведення буропідрив- них робіт і конкретні зміни конструктивних параметрів елементів розташування віяла свердловин у камері. Реальний економічний ефект склав 597 тис. грн на од- ну очисну камеру середніх розмірів. Результати дослідження можуть бути використані не тільки на шахті «Смо- лінская» ДП «СхідГЗК, а також й на інших шахтах, які видобувають урановмісні руди, що залягають в альбітитах з коефіцієнтами міцності руд і порід в межах 12 – 18 за шкалою проф. М.М. Протод’яконова.

Защищаются результаты теоретических и экспериментальных исследова- ний по разработке новых параметров технологии разрушения ураносодержащих руд при отработке месторождения подземным способом в условиях Ватутинского месторождения шахты «Смолинская», ГП «ВостГОК». Применена методика и расчетная схема аналитического моделирования термодинамических процессов в рудном массиве вокруг очистного пространства камеры. Для проведения физического исследования был выбран метод моделиро- вания на эквивалентных материалах, в котором состав смеси по своим свойствам эквивалентен альбититам. Для проведения промышленных исследований был выбран и подробно описан метод моделирования с использованием маркшейдер- ских съемок. В диссертации представлены результаты теоретического исследования, которые показывают увеличение радиальных напряжений вокруг очистной камеры в процессе ее отработки и появление вероятных зон разрушения в рудном масси- ве. Итогом лабораторных исследований являются конкретные величины дефор- маций в массиве в зависимости от длины камеры, при постоянной глубине отра- боки запасов (для глубин 460 – 550 м). В лабораторных условиях доказано, что области разрушения массива модели развиваются не равномерно по всей высоте камеры, а сконцентрированы в средней ее части и отчётливо проявляются от 50 % проектных размеров моделируемой камеры и описываются степенной зависимо- стью. Полученные шахтные данные промышленных исследований грануломет- рического состава выпускаемой руды из блока и затрат ВВ и средств иницииро- вания на штреке вторичного дробления позволили установить, что при достиже- нии камеры 80 – 90 % от проектных ее размеров значительно снижается грануло- метрический состав (процентная доля среднего размера куска руды более 1м в диаметре) за счет проявления НДС в массиве. Выявлено, что с увеличением длины камеры увеличиваются напряжения и деформации в массиве вокруг очистной камеры, что позволяет применять рацио- нальные параметры БВР при разрушении ураносодержащего рудного массива. Определен коэффициент, уточняющий линию наименьшего сопротивления заря- дов в диапазоне 1,3 – 1,5 от базовой при длине камеры 43 – 55 м для 2-го, 3-го и 4-го буровых горизонтов. Определен коэффициент, уточняющий расстояние между концами скважин в диапазоне 1,2 – 1,4 от базовой при длине камеры 43 – 55 м для 2-го, 3-го и 4-го буровых горизонтов. Получены закономерности рас- пространения деформаций и разрушений в массиве от длины камеры. Адекват- ность закономерностей подтверждена удовлетворительной сходимостью резуль- татов всех трех исследований; полученных термодинамическим методом, мето- дом моделирования на эквивалентных материалах и методом маркшейдерских съемок. Расхождение теоретических и лабораторных значений разрушения кон- тура очистных выработок составило 10,4 – 13,7% и погрешность до 14,2% при промышленных исследованиях в сравнении с теоретическими и лабораторными исследованиями. Предложены технологические решения по рационализации ведения буро- взрывных работ и конкретные изменения конструктивных параметров элементов расположения веера эксплуатационных скважин в камере. Реальный экономиче- ский эффект составил 597 тис. грн в пересчете на одну усредненную очистную камеру с размерами 20×70×55 м (ш×в×д). Результаты исследования могут быть использованы не только на шахте «Смолинская» ГП «ВостГОК», но и на шахтах, которые добывают ураносодер- жащие руды залегаемые в альбититах с неявным разделением между рудами и породами лежачего и висячего боков и коэффициентом крепости руд и пород в диапазоне 12 – 18 по шкале проф. М.М. Протодъяконова.

The results of theoretical and experimental studies of development new parame- ters of blast-hole drilling during destruction of massif which contains uranium ore dur- ing mining out the deposits by underground mining in the field Vatutinske on the mine “Smolinska” SE “Eastern mining dressing plant” (SE “EMDP”) are defended. Research methods had been justified and described for determining the strain- stress state of the massif for surrounding massif around face chambers. Methodology are developed to perform theoretical studies using thermodynamic method for conduct- ing physical research - modeling on equivalent materials. The method using surveying for the industrial researches had been chosen. Take into account the changes in the stress-strain state of the massif that contains the face chamber, increasing coefficients are obtained for determining line of minimal resistance to 1.5 times and the distance between the holes to 1.4 times the middle part of the chamber in 78% or more than project dimensions of face chamber. Patterns of deformation law spreading and destructions in the massif had been identified. Adequa- cy patterns are confirmed by satisfactory convergence of the results obtained by ther- modynamic method for modeling on equivalent materials and methods of surveying. Technological solutions for rationalization of blast-hole drilling and concrete changes in the design parameters of the elements of location network holes in the chamber had been proposed. The real economic effect had amounted to 597 thousand UAH for one face chamber of medium size. The results of researches can be used not only in the mine “Smolinskaya” SE “EMDP” and in other mines that obtain uranium ore, lying in albitites with coefficients strength of ores and rocks within 12 – 18 based on a scale of prof. MM Pro- todyakonova.