Обоснование малоотходной безвзрывной технологии открытой разработки месторождений скальных горных пород с помощью гидравлических отбойных агрегатов

• Автор: Половинко, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОМОЛОТА
1.1 Современное состояние безвзрывного разрушения горных пород
1.2 Факторы, влияющие на первичную отбойку породы ударным инструментом
1.3 Выводы
2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД ГИДРОМОЛОТАМИ
2.1 Модель механического разрушения горных пород
2.2 Область применения гидромолотов при разрушении горных пород
2.3 Экспериментальные исследования
2.4 Выводы
3. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ПОТЕРЬ И ЗАСОРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ БЕЗВЗРЫВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
3.1 Общие положение при подсчете потерь и засорения на горных предприятиях
3.2 Составление схемы к определению уровня потерь и засорения при применении гидромолота
3.3 Выводы
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ БЕЗВЗРЫВНОГО СПОСОБА РАЗРУШЕНИЯ КРЕПКИХ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ
4.1 Технологические схемы постановки на уступе и отработки забоя гидромолотом
4.2 Применение гидравлического агрегата на первичной отбойке в условиях доломитового участка Шайдомского месторождения
4.3 Эколого-экономическая эффективность применения безвзрывной технологии открытых горных работ с использованием гидромолотов
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Деятельность человека в области открытых горных работ связана с необходимостью снижения эксплуатационных потерь полезного ископаемого и загрязнения окружающей среды в процессе добычи.
Эксплуатационные потери образуются в основном при отбойке и выемке в зонах контактов между полезным ископаемым и вмещающей породой вследствие того, что некоторая часть полезного ископаемого оказывается примешанной к вмещающим породам и отгружается вместе с ними в породные отвалы.
В условия возрастающего использования сырьевых ресурсов извлечение полезных ископаемых из недр со сверхнормативными потерями обусловливает необходимость строительства новых горнодобывающих предприятий, предназначенных для компенсации недополученной продукции из-за потерь полезных ископаемых при добыче на существующих предприятиях, увеличения мощности компенсирующих предприятий или тех предприятий, где возрастает уровень потерь.
Помимо существенного экономического ущерба от потерь важно компенсировать их за счет увеличения мощностей по добыче и переработке компенсирующих предприятий, строительства новых предприятий, что ведет к отторжению новых земель и загрязнению окружающей среды отвалами. Поэтому снижение потерь на действующих горных предприятиях является одним из важнейших средств общего улучшения окружающей среды.
Кроме того, последствия потерь проявятся в будущем как результат утраты невозобновляемых ресурсов. Технологические потери полезного ископаемого при добыче и переработке неизбежны, однако их уровень должен быть регламентирован.
Таким образом, снижение потерь - одна из существенных экономических и экологических задач рационального использования недр. Размеры потерь

определяются множеством факторов, основными из которых являются: технология добычи; применение специального оборудования; организация необходимого режима опробования и контроль за полнотой выемки полезного ископаемого; соблюдение проектных направлений ведения горных работ и плановых объемов извлечения горной массы; технологическая дисциплина. В конечном итоге определяющим фактором является технология добычи.
Наряду с высоким уровнем потерь горнодобывающая промышленность характеризуется также и высоким уровнем загрязнения окружающей среды. Особенно четко это проявляется на открытых горных работах, проводимых с использованием буровзрывной технологии. При проведении массового взрыва на карьере в атмосферу выделяются СО, Ы202, причем загрязнения носит как местных, так и общих характер. При бурении скважин выделяется большое количество пыли. Кроме этого нельзя не отметить негативного сейсмического эффекта взрыва и сопровождающего его шума.
В последние годы в связи с ужесточением экологических требований и ростом экологической культуры населения при отработке отдельных месторождений логичным становится отказ от традиционного буровзрывного способа подготовки горной массы к выемке.
В зарубежной практике горного производства все большее распространение находит безвзрывной способ, при котором разрушение обрабатываемой среды из крепкого материала осуществляется путем нанесения на него ударных импульсов различной частоты и мощности, генерируемых специальными навесными гидравлическими молотами, которые устанавливаются на серийно выпускаемые гидравлические экскаваторы.
Прямым подтверждением перспективности такого способа разрушения горных пород является и расширяющееся производство гидромолотов. В настоящее время их производством занято более 50 фирм в различных странах, которыми выпускаются 670 различных типов гидромолотов.

1.2 Факторы, влияющие на первичную отбойку породы ударным
инструментом
Взрывные работы на протяжении более века являлись неотъемлемой принадлежностью добывающей промышленности, и сегодня технология бурения шпуров и взрывания породы широко применяется на карьерах и рудниках во всем мире.
Однако проведение взрывов сопряжено с возникновением целого ряда явных и скрытых опасностей и потенциальных проблем. Опасность повреждения оборудования и травматизма рабочего персонала разлетающимися осколками породы столь же реальна, как и жалобы со стороны местных жителей, уставших от сильного шумового загрязнения, пыли и вибраций, вызываемых взрывными работами.
Возможно, менее известна проблема опасности высвобождения оксидов азота в местах проведения взрывных работ в результате неполного сгорания из-за нарушения герметичности или проникновения воды во взрывчатое вещество. Промышленные эксперты также предполагают, что нитраты, остающиеся от взрывных детонаторов, могут загрязнять грунтовые воды.
По мере того как в добывающей промышленности растет понимание важности учета экологических проблем, многие карьеры и рудники ищут достойную замену буровзрывным работам. Были выдвинуты многочисленные альтернативы, от резки породы высоконапорными водяными струями, использования концентрированных микроволн до еще не проверенного использования лазеров высокой мощности.
Но пока эти технологии существуют лишь в теории или проходят этап разработки, во многих случаях единственным способом, приемлемость которого как с экономической, так и с экологической точки зрения доказана на практике, является первичная отбойка с использованием гидромолотов.