авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Технология формирования усреднительно-перегрузочного склада при циклично-поточном транспортировании полезного ископаемого на открытых горных работах

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи



ИКОННИКОВ Дмитрий Андреевич

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УСРЕДНИТЕЛЬНО-ПЕРЕГРУЗОЧНОГО СКЛАДА ПРИ ЦИКЛИЧНО-ПОТОЧНОМ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ полезного ископаемого НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ

Специальность 25.00.22 Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Холодняков Генрих Александрович


Официальные оппоненты:

Квитка Валерий Васильевич

доктор технических наук, ОАО «Механобр-Техника», директор по горно-металлургическому комплексу

Тетерин Дмитрий Владимирович

кандидат технических наук, ЗАО «Полиметалл Инжиниринг», главный специалист отдела аудита минеральных ресурсов и рудных запасов


Ведущее предприятие ОАО «Гипроруда»


Защита состоится 25 мая 2012 г. в 13 час. 15 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2 (bogusIEI@yandex.ru), ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 24 апреля 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор Богуславский Э.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время всё большее распространение получает циклично-поточная технология (ЦПТ) с комбинированным автомобильным и конвейерным транспортом. Применение конвейерного транспорта обеспечивает значительное снижение расходов на энергоносители и повышение производительности труда. Применение новой техники – мобильных дробильных установок и крутонаклонных конвейерных комплексов (КНК) расширяет возможности циклично-поточного транспортирования.

Наиболее полное использование всех преимуществ комбинированного транспорта может быть достигнуто при правильном обосновании области его применения и обеспечении заданного уровня стабильности качества полезного ископаемого.

Несмотря на значимость проблемы усреднения руды, она практически не решена для условий циклично-поточной технологии, всё более внедряемой в производство в настоящее время. В этих условиях актуальной задачей является повышение эффективности транспортных потоков доставки полезного ископаемого с учётом необходимости организации усреднительно-перегрузочных складов.

Принципиальная схема усреднения при циклично-поточной технологии транспортирования полезного ископаемого показана на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема усреднения при циклично-поточной технологии транспортирования полезного ископаемого

Фундаментальные исследования в области применения циклично-поточной технологии на открытых горных работах, а также основные принципы создания и эксплуатации усреднительных складов руды отражены в трудах таких ученых, как: Е.И. Азбель, С.Я. Арсеньев, П.П. Бастан, В.Ф. Бызов, М.В. Васильев, Ф.Г. Грачёв, В.В. Квитка, Г.Г. Ломоносов, Н.В. Мельников, С.П. Решетняк и др.

Работа выполнена в рамках Государственного контракта № 02.740.11.0695 «Создание геомеханически и экологически безопасных малоотходных способов разработки месторождений открытым способом в сложных гидрогеологических условиях».

Цель диссертационной работы. Разработка технологии формирования усреднительно-перегрузочного склада при циклично-поточном транспортировании на открытых горных работах.

Задачи исследования.

1.Анализ литературных источников и оценка опыта усреднения полезного ископаемого на отечественных и зарубежных горных предприятиях, ведущих добычу открытым способом с применением циклично-поточной технологии транспортирования.

2.Теоретическое обоснование и разработка методики выбора параметров усреднительно-перегрузочных складов руды с приемной траншеей.

3.Обоснование числа экскаваторов, занятых на добыче с учётом требований к обеспечению необходимого содержания полезного компонента в руде.

4.Оценка технико-экономических показателей циклично-поточного транспортирования полезного ископаемого с применением усреднительно-перегрузочных складов на карьере «Олений Ручей».

Идея работы. Обоснование технологии усреднительно-перегрузочных систем следует осуществлять на основе установленных зависимостей основных параметров склада от рабочих параметров перегрузочного оборудования.

Научная новизна работы.

  1. Установлены зависимости вместимости и ширины приемной траншеи рудного склада от глубины, радиусов черпания и разгрузки гидравлического экскаватора типа обратная лопата, занятого на усреднении.
  2. Выявлена зависимость резерва производительности экскаваторов на добыче от коэффициента однородности качества руды.

Основные защищаемые положения:

  1. В условиях глубоких карьеров для снижения затрат на добычу полезного ископаемого следует применять систему циклично-поточной технологии, с устройством усреднительно-перегрузочного склада при автомобильном и конвейерном транспорте.
  2. Количество экскаваторов на добыче, обеспечивающее выполнение требований к усреднению содержания полезного компонента в руде, следует определять по графикам зависимости коэффициента резерва производительности экскаваторов от коэффициента однородности качества руды.
  3. Для повышения эффективности работы усреднительно-перегрузочных складов следует применять в качестве выемочно-погрузочного оборудования гидравлические экскаваторы типа обратная лопата, способные работать в забое нижним черпанием.

Методы исследований. Общей теоретической и методологической основой работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение исследований ученых в области проектирования усреднительных складов полезного ископаемого на карьерах, изучение производственных и проектных материалов, горно-геометрические расчеты, графоаналитический метод.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным применением фундаментальных положений теории и практики открытых горных работ, применением современных научных методов, обобщением опыта эксплуатации карьеров, получением удовлетворительной сходимости результатов расчетов с практикой эксплуатации карьеров.

Практическая значимость работы.

1. Представлен метод определения числа экскаваторов для обеспечения необходимых параметров однородности полезного ископаемого.

2. Разработана технология формирования усреднительно-перегрузочных складов при циклично-поточном транспортировании полезного ископаемого.

3. Установлены основные параметры складов при использовании в качестве перегрузочного оборудования гидравлических экскаваторов типа обратная лопата.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы в целом и отдельные ее положения докладывались, обсуждались и получили одобрение на международной научной конференции «День горняка и металлурга» (Германия, Фрайбергская горная академия, 2010, 2011 гг.); международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, 2011 г.); международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в 21 веке» (Красноярск, 2011 г.); международной научно-практической конференции молодых учёных и студентов «Опыт прошлого – взгляд в будущее» (Тула, 2011 г.); XII международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2011 г.); на студенческой научной конференции (Польша, Краковская горно-металлургическая Академия (КГМА), 2009 г.); на заседаниях кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых СПГГУ (Санкт-Петербург, 2010, 2011, 2012 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, из них 3 – в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, получено авторское свидетельство на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 172 страницы, 29 таблиц, 36 рисунков и список литературы из 115 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Г.А. Холоднякову, развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали успешному выполнению работы; сотрудникам кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых за ценные советы и оказание помощи в сборе материалов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общей теоретической базой работы послужили труды ученых в области открытых горных работ и рационального использования природных ресурсов карьерного поля таких, как академики РАН Н.Н. Мельников и К.Н. Трубецкой; чл.-корр. РАН А.А. Пешков и В.Л. Яковлев, доктора наук: Ю.И. Анистратов, А.И. Арсентьев, Н.Н. Болошин, Ж.В. Бунин, К.А. Васильев, С.Е. Гавришев, В.А. Галкин, А.В. Гальянов, В.Н. Игнатов, Ю.Е. Капутин, В.С. Коваленко, В.Ф. Колесников, С.В. Корнилков, А.И. Косолапов, М.В. Костромин, Н.Я. Лобанов, Ю.М. Овешников, В.В. Ржевский, В.П. Федорко, С.И. Фомин, Г.А. Холодняков, В.С. Хохряков, М.И. Щадов; кандидаты наук С.С. Аршинов, А.С. Каренин, Д.В. Тетерин и др.

В первой главе рассмотрены и проанализированы этапы усреднительных операций, схемы и конструкции оборудования занятого на усреднении, сегрегация и её влияние на качество полезного ископаемого, разобраны особенности ведения открытых горных работ при использовании в карьере циклично-поточной технологии, обоснован выбор направления исследований.

Во второй главе предложены технологические схемы усреднения при смешении конвейерных потоков полезного ископаемого. Приведена методика по определению основных параметров технологических схем усреднения со стационарными, полустационарными и мобильными дробильными установками и классифицирующими пунктами. Показан метод определения резерва экскаваторов и оценки целесообразности организации усреднительных складов.

В третьей главе представлена методика и проведены расчёты по определению основных параметров усреднительных складов типа «приемная траншея», а также параметров контурного взрывания при устройстве приемной траншеи в скальных породах. Показана технология создания и эксплуатации усреднительно-перегрузочных складов при циклично-поточной технологии. Установлены зависимости вместимости приемной траншеи для различных видов перегрузочных складов от рабочих параметров гидравлического экскаватора.

В четвертой главе рассмотрено современное состояние работ и горнотехнические условия разработки месторождения «Олений Ручей», предложен алгоритм расчета количества руды на промежуточном складе в условиях непостоянной производительности карьера по полезному ископаемому. Выполнен расчет емкости накопительного склада руды для начального этапа эксплуатации апатит-нефелинового месторождения «Олений ручей». Проведено технико-экономическое сравнение базовой и проектируемой технологических схем транспортирования, перегрузки и усреднения руды на прикарьерном складе.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. В условиях глубоких карьеров для снижения затрат на добычу полезного ископаемого следует применять систему циклично-поточной технологии, содержащую автомобильный и конвейерный транспорт с устройством усреднительно-перегрузочного склада.

По мере увеличения глубины ведения открытых горных работ возникает задача сохранения высокой производительности горнотранспортного оборудования, что возможно лишь при обеспечении экономически целесообразных расстояний транспортирования.

В процессе эксплуатации месторождений практика показала, что при глубине горных работ 150 м и более, с увеличением расстояния перевозки горной массы до 4,5 - 5 км, при значительной высоте подъема груза технический и экономический ресурсы автосамосвалов исчерпываются даже с увеличением их грузоподъемности до 120 т и более. Рост их числа не решает проблемы, а приводит к еще большим производственным затруднениям и экономическим затратам. С этой целью на карьерах стремятся применять циклично-поточную технологию транспортирования полезного ископаемого.

В настоящее время всё большее распространение получает циклично-поточная технология (ЦПТ) с самоходными дробильными агрегатами, передвижными дробильно-перегрузочными комплексами и крутонаклонными конвейерными линиями (КНК). Применение конвейерного транспорта обеспечивает значительное снижение расходов на энергоносители (на 65–70%) и еще более впечатляющее повышение производительности труда (затраты на рабочую силу уменьшаются на 80–93%). Конвейерный транспорт характеризуется наименьшими среди прочих основных видов технологического карьерного транспорта затратами энергии на подъем горной массы (его удельная энергоемкость – расход условного топлива на подъем 1 тонны горной массы на один метр – составляет 1,7–2,3 г, тогда как для автомобильного и железнодорожного аналогичный показатель составляет 4,5–5,2 и 3,4–4,4, соответственно).

КНК имеет ряд преимуществ: нет необходимости выполнения дополнительных горно-капитальных работ, так как КНК устанавливается на узкой полосе отстроенного участка борта карьера и есть возможность варьирования углом наклона конвейера, не требуется создание дополнительных транспортных берм для обслуживания линейных секций, которые уменьшают угол наклона борта карьера и исключается необходимость прокладки специальных траншей и проходки стволов под конвейерные линии. При этом горная масса доставляется на вышележащие горизонты или вовсе за пределы карьера, уменьшая или исключая привнесение дополнительных затрат на создание специальных площадок или котлованов и тем самым выемку дополнительных объёмов горной массы.

2. Количество экскаваторов на добыче, обеспечивающее выполнение требований к усреднению содержания полезного компонента в руде, следует определять по графикам зависимости коэффициента резерва производительности экскаваторов от коэффициента однородности качества руды.

Одним из требований, предъявляемым к однородности качественного состава полезного ископаемого, является определение резерва погрузочной техники.

Анализ результатов моделирования на ЭВМ для условий карьеров производительностью от 2 млн. до 45 млн. т в год, типом экскаватора с ковшом ёмкостью от 2 до 20 м3, числом экскаваторов на добыче от 2 до 9, допустимым значением среднеквадратичного отклонения содержания полезного ископаемого в сменных объемах добычи от 0,5 до 1,5%; содержание полезного ископаемого в экскаваторных забоях условно принималось распределенным по нормальному закону со среднеквадратичным отклонением от 2 до 8%. показал, что необходимое число экскаваторов на добыче, обеспечивающее выполнение требований к усреднению содержания полезного компонента в руде, целесообразно определять по графикам зависимости коэффициента резерва производительности экскаваторов от коэффициента однородности качества руды kо (рис. 2).

Под коэффициентом однородности качества руды понимаем отношение максимально допустимого значения среднеквадратичного отклонения содержания железа в сменных объемах добычи к среднеквадратичному отклонению содержания полезного компонента в экскаваторных забоях к:

(1)

Под коэффициентом резерва производительности экскаваторов понимаем отношение возможной суммарной производительности экскаваторов, работающих на добыче в течение смены, к сменной производительности карьера по руде:

(2)

где Qэ - возможная сменная производительность экскаватора по руде, т; Qк - сменная производительность карьера по руде, т.

Рассмотрим порядок расчета числа экскаваторов на добыче с помощью графиков kр=f(kо), приведенных на рис. 1.

Известна величина порции руды Q и требуется определить среднеквадратичное отклонение содержания железа в объемах руды, равных Q. Для этого необходимо воспользоваться формулой

(3)

Величина к для действующих карьеров определяется в процессе статистической обработки фактических показателей. Для вновь проектируемых карьеров величину к ориентировочно надо определять по формуле

(4)

где д.р - среднеквадратичное отклонение содержания полезного компонента в руде по данным детальной разведки, %; hр.п - интервал опробования руды в скважине при детальной разведке (длина рядовой пробы по керну), м; hу - высота уступа, м.

Если статистическая обработка результатов детальной разведки не производилась и величина д.р неизвестна, ее можно ориентировочно определить по формуле

(5)

где - максимальное значение содержания усредняемого компонента в рядовых пробах, %; - бортовое содержание усредняемого компонента, %.



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.