Обоснование эффективности управления геомеханикой массива закладкой камер твердеющими смесями на основе карбонатных хвостов обогащения : на примере Тырныаузского месторождения

• Автор: Эздеков, Мухамед Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1. УПРАВЛЕНИЕ МАССИВАМИ УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1.Практика управления состоянием массивов
1.2.Разработка Тырныаузского месторождения
1.3. Теория природоохранных технологий
1.4. Цели, задачи и методика исследований
2.ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ
2.1.Исследование возможности утилизации хвостов обогащения
2.2. Исследование влияния подготовки хвостов на прочность смеси
2.3. Исследование свойств дамбовых вод
2.4. Моделирование смеси на основе хвостов обогащения
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ИСКУСТВЕННЫХ
МАССИВОВ
3.1.Исследование геомеханики массива
3.2. Исследование работы массива в условиях объемного сжатия
3.3.Закономерности взаимодействия массивов
3.4. Модель упрочнения массива закладкой
Выводы
4. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Методика выбора параметров смеси на основе хвостов обогащения
4.2. Технология подготовки и размещения твердеющих смесей
4.3. Экономическая эффективность утилизации хвостов
4.4.Экологическая эффективность утилизации хвостов
4.5. Эффективность использования разнопрочной закладки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Технологии добычи руд с естественным поддержанием массива характеризуются повышенными потерями и разубоживанием, но для их конверсии на основе закладки пустот твердеющими смесями необходимо обоснование технологической возможности и экономической целесообразности новых технологий. Лучшие технологические, экономические и экологические показатели полноты эксплуатации недр обеспечиваются закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, но дефицитность и дороговизна компонентов смеси снижают область их применения.
Одним из направлений повышения эффективности разработки месторождений является утилизация твердых и жидких отходов переработки руд. Для обоснования этого направления нужна репрезентативная оценка совокупности факторов, определяющих влияние технологий утилизации отходов от изготовления смесей до порядка размещения их в пустотах.
Поэтому разработка и внедрение ресурсо и природосберегающих технологий утилизации отходов горного производства является актуальной научной задачей. Целесообразность таких исследований несомненна, их результаты дают возможность интенсифицировать экономическое развитие региона.
Цель работы. Повышение экономических и экологических показателей эксплуатации недр при разработке месторождений полезных ископаемых.
Основная идея работы заключается в том, что при совместном рациональном использовании технологий подготовки карбонатных отходов обогащения и размещения твердеющих смесей в очистных камерах возможно обеспечение потребности в материалах для приготовления твердеющих смесей за счет собственных ресурсов предприятия.
Методы исследований. Обобщение научного и практического опыта, теоретические исследования, физическое и математическое моделирование, натурные измерения, лабораторный эксперимент и системный анализ полученных результатов исследований с использованием методов математической статистики.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается достоверностью информации о природных и технологических процессах и совокупным применением методов моделирования, механизированных расчетов и технико-экономического анализа.
Защищаемые научные положения:
1. Горное давление в очистных камерах, заполненных закладочным материалом на основе карбонатных хвостов обогащения, зависит от совокупности определенных природных условий и технологических факторов изготовления и размещения твердеющих смесей, что позволяет обосновать новое приоритетное направление: управления геомеханикой горного массива за счет утилизируемых отходов собственного производства.
2. Прочность твердеющих смесей на основе карбонатных хвостов обогащения в результате их классификации и активации повышается пропорционально времени подготовки и затраченной энергии, что открывает новые возможности для реализации принципов безотходной технологии добычи металлов.
3. Состояние искусственных массивов на основе карбонатных хвостов обогащения зависит от ввода массива в состояние объемного сжатия с изменением коэффициента бокового распора искусственного массива в интервале 0, 5-1,5, что при прочих равных условиях позволяет увеличить прочность смеси на 20-30%. 4.Экономическая и экологическая эффективность утилизации хвостов обогащения при изготовлении твердеющих смесей описывается моделью, целевой функцией которой является дисконтированная прибыль, зависящая от соотношения коэффициентов извлечения металлов на стадиях добычи и обогащения руд и коэффициента утилизации отходов.
Научная новизна:
1. Метод определения зависимости прочности твердеющей закладки от параметров подготовки хвостов, отличающийся учетом параметров активации смеси.
2. Модель прочности закладочной смеси с вяжущим из цемента, активной фракции хвостов и заполнителем из классифицированных хвостов, отличающаяся дифференцированным подходом к компонентам твердеющей смеси.

Таблица 2
Эффективность измельчения хвостов в вибромельнице
Стадия измельчения Остаток на сите , мм, %
2.5 1.6 1.0 0.63 0.40 0.315 0.20 0.16 0.10 0.074 -0
1 - 8.69 3.81 3.10 2.35 1.16 1.84 1.27 3.23 3.90 70
2 - 0.77 1.5 2.53 3.05 2.15 3.67 2.05 5.91 6.79 71
3 - 0.26 0.82 1.32 2.1 1.85 3.63 2.11 6.05 6.28 75
Навески для рассева отобраны из массы хвостов после квартования:
- проба №1 - после одноразового измельчения
- проба №2 - после двухразового измельчения
Результаты рассева на ситах представлены в табл. 2.14 и 2.15.
Таблица 2
Результаты рассева хвостов на ручном наборе сит
Размер сит, мм Проба №1 Проба №2
Выход, г % Выход, г %
+5 33 3,3 40 4,0
+2.5 57 5,7 35 3,5
+1.25 25 2,5 15 1,5
+0.63 40 4,0 25 2,5
+0.315 60 6,0 45 4,5
+0.14 175 17,5 115 11,5
-0.14 610 61,0 725 72,5
Итого 1000,0 100,0 1000,0 100,0
Удельн. поверхность, м2/кг 32,415 36,176