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 | 3 | 4 |

Совершенствование геологического обеспечения горных работ при разработке урановых месторождений + стрельцовского рудного поля

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ПШЕННИКОВ

Владлен Андреевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

ПРИ РАЗРАБОТКЕ УРАНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ +

СТРЕЛЬЦОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ



Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка

твёрдых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора геолого-минералогических наук

КРАСНОКАМЕНСК - 2007

Работа выполнена в ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» Федерального агентства РФ по атомной энергии и на кафедре Гидрогеологии и инженерной геологии ГОУ ВПО «Читинский государственный университет» Федерального агентства по образованию

Научный консультант доктор технических наук, профессор Овсейчук Василий Афанасьевич
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, член-корр. РАН Величкин Василий Иванович; доктор геолого-минералогических наук Татаринов Александр Васильевич; доктор геолого-минералогических наук Юргенсон Георгий Александрович
Ведущая организация ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии»

Защита состоится 23 марта 2007 г. в 10 час. на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете (г.Чита, ул.Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета)

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю совета Д 212.299.01

Факс: (3022) 26-43-93; Web-server: www.chitgu.ru; E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинского государственного университета

Автореферат разослан « » ___________ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. геол.-минерал. наук Н.П.Котова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования явились урановые руды Стрельцовского месторождения – типичного представителя одноимённого рудного поля в юго-восточном Забайкалье, на базе которого работает самое крупное в России горно-добывающее предприятие по производству урана в г. Краснокаменск Читинской области.

Предметом исследования явились производственные процессы, связанные с эксплуатационной разведкой, геологическим обеспечением всего комплекса очистных работ от проектирования до поставки товарной руды на гидрометаллургический завод (ГМЗ), продукцией которого является закись-окись урана.

Состояние разработки проблемы. Актуальность. Переход от плановой экономики к рыночным отношениям потребовал пересмотра концепции рентабельности производства. Вхождение России в мировой рынок налагает на производителя жесткие требования к качеству производимой продукции и диктует уровень цены, а значит и уровень себестоимости продукции. Невыполнение этих условий чревато производителю банкротством.

Прибыльность горного предприятия во многом зависит не только от уровня технологичности производственных процессов, но и от качества отрабатываемой руды, то есть от качества сырьевой базы предприятия.

При освоении месторождений полезных ископаемых и переработке руд необходимо знать четыре ведущих параметра: запасы полезного компонента, его содержание в каждом из рудных тел, их морфологию – сложность их строения и статистическое распределение в них металла.

Эти элементы геологической информации позволяют создать модель управления процессом как рудоподготовки балансовых руд к добыче, так и оптимизировать формирование рудопотоков добытой руды, т.е. разделять ее на сорта, направляемые на наиболее экономичные технологии её переработки. Рациональное использование недр в условиях рыночной экономики требует разработки новых принципов формирования товарных руд.

Несмотря на то, что эти параметры не новы, в определении каждого из них допускаются просчеты, на которые автор обратил особое внимание в предлагаемой работе. Новое решение проблемы подсчета запасов, определение в них среднего содержания и сложности конфигурации рудных тел, а также распределение в них металлов настолько необходимы, что только при достоверной информации о них можно решать задачи проектирования, текущего планирования и эксплуатации месторождений - все это позволяет повысить эффективность ведения горных работ.

Таким образом, возникла сложная и безусловно актуальная научно-техническая проблема, имеющая большое народнохозяйственное значение, потребовавшая создания научных принципов управления рудопотоками при добыче урановых руд с целью минимизации затрат и оптимизации технологии добычи и переработки в условиях рыночной экономики.

Цель работы – упростить и повысить качество геологического обеспечения эксплуатационных работ, обосновать новые направления этой важной горно-геологической проблемы при добыче и переработке урановых руд.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие основные задачи исследования.

1. Оценка существующих методов подсчёта запасов для выбора наиболее достоверного, используя результаты разведки и добычи за длительный период эксплуатации.

2. Исследование горно-геологических признаков рудных образований для систематизации их как объектов разработки, основываясь на их сортовом составе.

3. Изучение параметров рудных образований по форме и распределению в них урана для унификации приёмов проектирования и проведения очистных работ.

4. Установление зависимости между распределением металла в недрах и в товарной руде с учётом технологии их выемки, используя математический аппарат и статистические данные эксплуатации.

5. Определение границ содержаний урана в рудопотоках для рационального разделения руд на сорта для дальнейшей их переработки.

Основная идея работы заключается в использовании комплексного подхода поэтапного формирования качества товарных руд на всех стадиях, от подсчета запасов до получения готового продукта. Такой подход позволяет применить принцип динамического программирования, согласно которому общая эффективность работы предприятия определяется суммой частных эффектов на каждом этапе.

Методы исследования. Строительство крупного горнопромышленного комплекса на базе месторождений урана Стрельцовского рудного поля началось задолго до окончания их разведки и проводилось в условиях отсутствия аналогов, недостаточности и неопределенности имеющихся исходных данных, что потребовало широких комплексных исследований горно-геологических и горнотехнических условий локализации уранового оруденения. Основой исследований стали результаты систематических повсеместных натурных наблюдений за трещиноватостью и устойчивостью руд и пород; морфологией рудных тел; характером изменчивости рудных контуров, мощности рудных тел и содержания полезного компонента в рудах и др.

Сбор, систематизация и анализ результатов наблюдений проводились с целью типизации и классификации горно-геологических и горнотехнических условий залегания рудных образований и разработки методов прогноза для оценки технико-экономических показателей производства природного урана.

В крупных масштабах поставлены промышленно-экспериментальные работы, в том числе по подземному выщелачиванию скальных урановых руд, по кучному выщелачиванию забалансовых, беднобалансовых и балансовых скальных руд в различных литологических разностях пород.

Широко использован метод аналитических исследований. Проверка результатов аналитических исследований осуществлялась путем сопоставления расчетных данных с экспериментальными и фактическими данными по эксплуатации. При выполнении работы использован метод экономико-математического моделирования. Экспериментальные данные по кучному и подземному выщелачиванию получены в лабораториях ЦНИЛа ОАО «ППГХО», фактические данные - на рудниках и гидрометаллургическом заводе (ГМЗ) предприятия.

При проведении исследований использовались методы: ранжирования геофизического (радиометрического) опробования по контрастности урановых руд в естественном залегании и в добытой горнорудной массе, компьютерных технологий математического моделирования для оперативного подсчёта запасов и прогнозирования сортового состава добываемых руд.

Научная новизна работы и личный вклад автора. Диссертация посвящена проблеме управления качеством геологического обеспечения эксплуатационных работ на крупнейшем горнорудном предприятии, работающем в новых экономических условиях. Её научная новизна заключается в следующем.

1. Основываясь на личном опыте, накопленном на предприятии за многие годы (с 1973 г.), по сбору, обобщению, анализу экспериментальных натурных работ по совершенствованию геологического обеспечения горно-химического предприятия, автором осуществлено дальнейшее развитие изучаемой проблемы о Земле. Это повышает значение геологических исследований в оптимизации производственных процессов, снижает затраты на производство единицы готовой продукции, сокращая время рудоподготовки полезного ископаемого к добыче.

2. Используя данные многочисленных натурных наблюдений, контроля и сопоставления результатов, полученных разными методами, автор модернизировал управление технологическим процессом горно-химического предприятия на основе новых принципов получения, обработки и использования геологической информации при очистных работах в условиях отработки сложно-структурных месторождений урана, что открывает перспективы их применения и на не урановых горнорудных предприятиях..

3. На экспериментальных материалах автором обоснован, разработан и опробован в производственных условиях новый способ подсчёта запасов с использованием методов треугольников и четырёхугольников с разнонаправленными диагоналями, обеспечивающий малые расхождения между подсчитанными в недрах и извлечёнными запасами полезного компонента (< 1 %); метод исключает субъективный фактор при группировке исходных данных при производстве подсчёта запасов.

4. На основе оперативно-статистических обобщений разработана номограмма для определения содержания урана в отбиваемой горнорудной массе, а также допускаемого при этом разубоживания, позволяющая оперативно управлять процессом извлечения металла из недр.

5. Впервые для выявления закономерностей распределения урана в рудных телах применены дифференциальные зависимости вместо ранее используемых интегральных. На их основе разработан алгоритм расчёта прогноза сортового состава добываемых руд в зависимости от сортового состава руд в недрах.

6. Автором разработана технологическая классификация рудных тел, являющаяся основой определения сортового состава товарных руд, что обеспечивает эффективность их дальнейшей переработки.

7. Впервые получена эмпирическая зависимость, выражающая интенсивность перемешивания при трансформации руды от недр к добытой (в транспортных сосудах) по содержаниям в ней урана.

Автор непосредственно участвовал в сборе и обработке материалов по классификации рудных образований месторождений Стрельцовского рудного поля, в проведении опытно-промышленных работ по подземному и кучному выщелачиванию, в создании экономико-математической модели оценки технологий производства природного урана и выбора ее оптимального варианта, в разработке статистического метода оперативного подсчета запасов и методики прогнозирования сортового состава руд по содержанию полезного компонента.

Защищаемые научные положения:

1. Подсчет запасов методом четырехугольников ведется по двум парам треугольников (опирающихся на диагонали четырехугольника), среднее значение суммарных запасов по которым является наиболее точным.

2. Зависимость распределения металла от его содержания в рудах выражается дробно степенно-показательной дифференциальной функцией вида:

где у – выход руды в %, x – содержание полезных компонентов; A, b и n - параметры распределения конкретной функции, определяющей сортовой состав руд для различных способов их переработки.

3. Классификация на основе статистического распределения урана в рудных образованиях Стрельцовского рудного поля, позволяющая выделить три технологические группы рудных тел.

4. Эмпирическая закономерность формирования сортового состава товар- ных руд от интенсивности перемешивания на стадиях отбойки, выпуска и транспортировки выражающаяся функциией:

(с) = А* с^b / exp (n*c),

где А, b и n – параметры распределения для содержания урана - с.

Достоверность научных выводов, положений и рекомендаций подтверждается:

- представительностью исходных данных по результатам отработки 86 эксплуатационных блоков, по которым проанализированы: изменчивость рудных контуров, распределение запасов металла по классам содержания полезного компонента, показателю сложности рудных залежей;

- результатами опытно-промышленных и экспериментальных исследований, подтвержденных большим объемом эксплуатационных работ по добыче богатых руд нисходящей слоевой выемкой с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и переработкой руды на ГМЗ, кучным и подземным выщелачиванием скальных урановых руд;

- результатами экономического анализа проведенных экспериментальных, опытно-промышленных и эксплуатационных работ;

- 100 % сходимостью прогнозируемого сортового состава товарных руд с фактическими рудопотоками, выдаваемыми из стволов шахт.

Практическую ценность представляет:

1. Разработанная автором горно-геологическая классификация рудных залежей, использование которой позволяет:

- прогнозировать горно-геологические условия отработки рудных залежей еще на стадии детальной разведки;

- использовать при выборе технических решений не принципы аналогий, а закономерности и связи, установленные для месторождений Стрельцовского рудного поля.

2. Разработанная автором математическая модель определения сортового состава товарных руд позволяет обеспечить подготовку всего комплекса исходных данных для проектирования и принятия решений при оперативном планировании производства урана на дальнейшую перспективу с минимальными затратами.

3. Методика оперативного статистического подсчета запасов полезного компонента в недрах, позволяющая значительно упростить контроль за их состоянием в процессе отработки, автоматизировать процесс подсчета запасов при помощи ЭВМ.

Реализация исследований. Результаты исследований автора внедрены в практику при проектировании рудников ОАО «ППГХО», используются при эксплуатации и освоении месторождений Стрельцовского рудного поля.

Принципы типизации рудных залежей широко использованы при эксплуатационной разведке, выборе способа подготовки и технологии очистных работ.

Математическая модель определения сортового состава товарных руд, внедренная в производство ОАО «ППГХО», позволяет расклассифицировать все объемы текущей добычи руды по технологиям переработки: богатая руда направляется на переработку на гидрометаллургический завод с высоким показателем извлечения полезного компонента (до 97 %), рядовая и бедная по содержанию полезного компонента руда перерабатывается кучным выщелачиванием. Данная технология позволяет оптимизировать эксплуатационные затраты горнорудного предприятия.

Способ подсчета запасов методом четырехугольников с разнонаправленными диагоналями применяется для оперативного контроля за их состоянием в недрах на рудниках ОАО «ППГХО».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались:

- на научном симпозиуме «Неделя горняка – 2004» в Московском государственном горном университете и научно-технической конференции Читинского государственного университета;

- на заседаниях научно-технического совета ОАО «ППГХО»;

- на совместном заседании научно-технических советов Всероссийского проектно-изыскательского и научно-исследовательского института промышленной технологии (ВНИПИПТ) и Всероссийского научно-исследовательского института химической технологии (ВНИИХТ);

- на учёном совете Института природных ресурсов, экологии и криологии (ИПРЭК) СО РАН.

- на расширенном заседании кафедр «Гидрогеология и инженерная геология», «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» «Открытые горные работы» Читинского государственного университета.

Публикации. По результатам выполненных работ опубликовано 2 монографии, 20 статей, 1 тезисы доклада.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 170 страниц машинописного текста, в том числе: 7 таблиц, 26 рисунков, список использованных источников из 83 наименований, 4 приложения.

В главе 1 дана краткая геологическая характеристика месторождений Стрельцовского рудного поля.

В главе 2 произведён анализ кондиционных требований к подсчёту запасов и обоснован наиболее достоверный способ подсчёта запасов.

В главе 3 дан анализ рудных тел по их форме (морфологии и мощности) и содержанию урана, выраженных как средним его значением, так и статистическим распределением по классам содержания.

В главе 4 изложена методика классификации рудных образований на основе комплексного изучения их параметров, главным из которых является вероятностно-статистическое распределение урана по классам его содержаний.

В главе 5 предложена методика прогнозирования товарных руд по данным распределения урана в недрах и даны рекомендации по совершенствованию технологических процессов при добыче и переработке урановых руд.

Работа выполнена в процессе комплексного изучения результатов детальной разведки и разработки сложноструктурных месторождений урановых руд Стрельцовского рудного поля при консультации д-ра техн. наук Овсейчука В.А. в период 1985–2005 гг. по целевой программе «Уран России» и государственному контракту № 528.02.3.1.29/10-05/2634.

По вопросам переработки урановых руд автор пользовался консультациями д-ра техн. наук. Литвиненко В.Г. При выполнении технико-экономической оценки систем разработки урановых руд, строительства урановых рудников использованы рекомендации и консультации канд. техн. наук Култышева В.И. и Мишарина А.И.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 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.