Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Зенин Сергей Александрович. Обоснование технологии раздельной открытой разработки при комплексном использовании сырья неоднородных карбонатных месторождений : Дис. ... канд. техн. наук : 05.15.03 : Москва, 2000 197 c. РГБ ОД, 61:01-5/896-7


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

1.1. Анализ карбонатных месторождений и особенности их разработки 10

1.2. Требования, предъявляемые к щебню из карбонатных пород 14

1.3. Влияние неоднородности свойств пород в массиве на качество щебня и прочность строительных композитов на их основе 16

1.4. Применение ЭВМ для обработки геологической информации при проектировании открытых горных работ 18

1.5. Постановка цели и задачи исследования 21

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗБИЕНИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ПЛОЩАДИ И ГЛУБИНЕ ЗАЛЕЖИ НА УЧАСТКИ И БЛОКИ С ЗАДАННЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ 24

2.1. Обработка данных геологической, детальной и эксплуатационной разведки методами нелинейной интерполяции и экстраполяции непрерывными функциями двух переменных 24

2.2. Обработка данных геологической, детальной и эксплуатационной разведки с помощью программы «RKUPM» и программного пакета "SURFER" 29

2.3. Сравнительный анализ и оценка погрешности результатов вычисления объемов по математическим моделям залежей выполненных вручную и построенных с использованием программы «RKUPM» и программного пакета «Surfer» 33

2.4. Использование программного обеспечения для проведения картирования Мелехово-Федотовского месторождения карбонатных пород по качественным и количественным характеристикам 47

2.5. Рекомендации по картированию и расчету объема тел месторожде ний строительных горных пород по данным геологической и эксплуата ционной разведки 66

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ РАЦИОНАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ДОБЫЧНОГО УСТУПА СЛОИСТЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПОЛУЧЕНИЕ ЩЕБНЯ С ЗАДАННОЙ МАРКОЙ ПРОЧНОСТИ 70

3.1. Обоснование и сущность метода 70

3.2. Примеры моделирования рациональной высоты уступов с целью получения щебня заданных марок прочности 84

3.3. Разработка неоднородных карбонатных месторождений с применением тракторных структур комплексной механизации 89

ГЛАВА 4. РАСШИРЕНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ФИЗИКО- ТЕХНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ МИНЕРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ГОРНЫХПОРОД 105

4.1. Методические рекомендации по расширению базы данных по физико-техническим свойствам минеральных составляющих горных пород 105

4.2. Расчет недостающих данных по прочностным свойствам минералов 115

ГЛАВА 5. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ФИЗИКО- ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОД И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 126

5.1. Методика оценки комплекса физико-технических свойств пород по свойствам минеральных составляющих и их объемным содержаниям 127

5.2. Оценка комплекса физико-механических свойств заполнителей используемых для производства композиционных строительных материалах различного целевого назначения 131

5.3. Общая характеристика технологии производства строительных изделий на многокомпонентных заполнителях с применением полимерных смолЭД-20иПН-1 134

5.4. Методика оценки комплекса физико-технических свойств композиционных строительных материалов на многокомпонентных заполнителях 136

5.5. Установление влияния неоднородности заполнителя на свойства строительных композитов 138

ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 145

6.1. Выбор показателей оценки экономической эффективности инвестиционных проектов 145

6.2. Оценка экономической эффективности использования программного пакета «SURFER» и программы «RKUPM» для решения горнотехнических задач связанных с разработкой месторождений строительных горных пород 146

6.3. Оценка экономической эффективности организации производства строительных материалов на полимерных связующих 150

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 168

ЛИТЕРАТУРА 170

ПРИЛОЖЕНИЯ 182 



Введение диссертации:

Актуальность работы. До не давнего времени в условиях плановой экономики директивно определялось и регулировалось количество и номенклатура продукции, выпускаемой горными предприятиями, разрабатывающими месторождения строительных горных пород. Оказавшись в условиях рыночной экономики, горные предприятия столкнулись с новыми особенностями ведения финансово-хозяйственной деятельности, выразившимися в необходимости повышения их конкурентоспособности за счет повышения комплексности использования горной массы, вовлекаемой в процессы добычи и переработки, улучшения качества продукции и расширения ее номенклатуры.

Увеличение числа разрабатываемых сложно-структурных месторождений в условиях рыночной экономики с большой остротой обнажили проблемы добычи, переработки, повышения качества продукции при условии комплексного и рационального использования сырья на щебеночных карьерах Российской Федерации.

Таким образом, для успешного функционирования горных предприятий нерудной промышленности в сегодняшних экономических условиях необходима такая организация ведения открытых горных работ, которая позволит управлять качеством исходной горной массы и товарной продукции с учетом конъюнктуры рынка, при условии обеспечения высокой рентабельности горного производства. Реализация данных задач потребует более подробного геологического изучения неоднородных месторождений, разработки новых методов обработки геологической информации, в том числе и с применением ЭВМ для картирования месторождений не только по элементам залегания, но и по физико-техническим свойствам пород, вовлекаемых в добычу и переработку, установления зависимостей, характеризующих взаимосвязь между механическими свойствами неоднородной карбонатной толщи и основными параметрами карьера. Это позволит обеспечить достоверной горно-геологической информацией необходимой для обоснования возможности использования в процессе добычи и переработки природной неоднородности по залеганию и качественным характеристикам пород карбонатного месторождения при ведении раздельной открытой разработки с целью повышения качества товарной продукции и увеличения степени комплексности использования сырья.

Данные обстоятельства определяют актуальность разработки методов и технологических решений обеспечения ведения раздельной открытой разработки месторождений карбонатных пород неоднородных по своим качественным характеристикам, по площади и глубине залежи при комплексном и рациональном использовании сырья за счет оперативного управления номенклатурой, объемами и качеством выпускаемой товарной продукции.

Целью работы является обоснование технологии раздельной открытой разработки при комплексном и рациональном использовании сырья неоднородных карбонатных месторождений, позволяющей расширить номенклатуру и управлять качеством исходной горной массы на различных стадиях технологических процессов добычи и переработки пород, за счет более детального прогнозирования свойств пород и элементов их залегания в объеме залежи и организации производства нетрадиционных видов продукции, на основе сырья и отходов горного производства.

Идея работы заключается в использовании природной неоднородности полезной толщи по элементам залегания и физико-техническим свойствам пород в объеме залежи для решения различных горно-технологических задач, связанных с обеспечением управления качеством и номенклатурой товарной продукции на карьерах, разрабатывающих карбонатные месторождения.

Предмет и объекты исследования. Предметом исследования является обоснование технологии раздельной открытой разработки при комплексном использовании сырья неоднородных карбонатных месторождений. В качестве объекта исследования рассматривается Мелехово-Федотовское месторождение карбонатных пород.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

- установленное экспоненциальное уравнение зависимости между показателем дробимости горных пород в цилиндре и отношением пределов прочности карбонатных пород на сжатие и растяжение, позволяет определить марку щебня по прочности с погрешностью, не превышающей ± 10 % для пород, обладающих пределом прочности на сжатие от 20 до 150 МПа;

- выбор оптимальной высоты добычных уступов или подуступов для получения товарной продукции с различными качественными характеристиками при разработке неоднородных карбонатных месторождений на щебень должен осуществляться с учетом упругих и прочностных характеристик слоев пород, слагающих полезную толщу, путем повариантного анализа результатов расчетов качественных характеристик исходной горной массы и товарной продукции в зависимости от принимаемой высоты уступа;

- установлено, что предварительное ослабление массива карбонатных пород с помощью гидромолотов расширяет область эффективного применения механических рыхлителей в 1,5 -г- 2 раза, обеспечивая возможность их использования при раздельной открытой разработке неоднородных карбонатных месторождений с прочностью пород более 80 МПа;

- установленные методом наименьших квадратов полиномиальные многофакторные эмпирические взаимосвязи прочности при сжатии и растяжении минеральных составляющих горных пород от модуля Юнга, коэффициента Пуассона и твердости по шкале Мооса, позволяют оценивать прочностные свойства основных породообразующих минералов и обеспечивают возможность прогнозирования комплекса физико-технических свойств более широкого круга горных пород, необходимых для решения различных горно-технологических задач и оценки комплекса физико-технических свойств и потребительских характеристик бетонов и полимер-бетонов на основе сырья и отходов горного производства;

- экономичность разработки сложно-структурных месторождений карбонатных пород достигается за счет проведения селективной выемки при использовании мобильного оборудования в комплексе со стационарными дробильными установками, которые обеспечивают техническую возможность разбиения уступов на подуступы рациональной высоты с требуемым качеством горной массы, для получения разнообразной продукции из карбонатных пород, в том числе и заполнителей различных марок по прочности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается;

- проведенным анализом научно-технической литературы по вопросам исследования более чем за 20 - летний период;

- корректностью разработанных методов расчета комплекса физико-технических свойств композиционных строительных материалов, обеспечивающих сходимость теоретических и экспериментальных значений с точностью не менее ± 10 %;

- применением методов корреляционного анализа, статистики, математического моделирования и хорошей сходимостью результатов расчета с данными лабораторных экспериментов;

- проведенной оценкой экономической эффективности предложенных технологических решений с использованием экономических показателей, принятых в мировой и отечественной практике.

Научное значение работы заключается в установлении многофакторных эмпирических и теоретических взаимосвязей между физическими свойствами минералов, горных пород и строительных композитов на их основе, в оценке области применимости современных программных продуктов для картирования сложно-структурных карбонатных залежей по элементам их залегания и физико-техническим свойствам пород слагающих неоднородную полезную толщу, установлении взаимосвязи между характеристиками залегания, а также прочностными свойствами массива и применяемой технологией комплексной разработки неоднородной карбонатной толщи, в установлении зависимостей качественных характеристик горной массы слоистых залежей от их местоположения в пространстве, высоты уступов и подуступов.

Практическое значение работы заключается в обосновании технологии раздельной открытой разработки карбонатных месторождений неоднородных по залеганию и физическим свойствам пород, обеспечивающей повышение качества и расширение номенклатуры продукции за счет разбиения полезной толщи на уступы или подуступы в зависимости от прочностных характеристик пород и установлении технологических комплексов оборудования, обеспечивающих возможность эффективного использования механических рыхлителей при без взрывной разработке карбонатных пород с пределом прочности на сжатие более 80 МПа.

Апробация результатов исследований. Основные положения и результаты работы докладывались автором на симпозиуме "Неделя горняка", Москва, МГГУ, 1997г., на семинарах кафедры ТО МГГУ, 1999, 2000 г.г.

Реализация результатов исследований. Рекомендации по картированию неоднородных месторождений строительных горных пород, оценке комплекса физико-технических свойств горных пород и многокомпонентных композиционных материалов на синтетических связующих были внедрены в учебный процесс кафедры «Технологии, механизации и организации горных работ» МГГУ. Выводы и реко мендации по управлению номенклатурой и качеством продукции при открытой разработке сложно-структурных месторождений строительных горных пород были приняты к реализации ОАО «Московский комбинат стройматериалов» (МКСМ).

Публикации. По теме диссертации имеется 6 публикаций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, четырех приложений и списка использованной литературы из 160 наименований. Она изложена на 197 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 60 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность сотрудникам кафедры «Технологии, механизации и организации открытых горных работ» МГГУ за оказанную помощь при работе над диссертацией и внедрении основных результатов исследований в учебный процесс кафедры.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций