ВКР: Эффективность буровзрывного способа подготовка пород к выемке

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-технические принципы интенсификации подготовки горной массы к экскавации

1.1. Эволюция взглядов отечественных научных школ (МГРИ, СПГУ) на проблему дробления скальных пород

1.2. Правовые основы недропользования в контексте ведения специальных горных работ при открытой разработке

1.3. Факторы, определяющие качественные показатели подготовки массива к выемке

Глава 2. Комплексный анализ производственно-технической деятельности горнодобывающего предприятия

2.1. Геолого-структурная характеристика месторождения и морфология рудных тел

2.2. Мониторинг гранулометрического состава взорванной массы и производительности экскаваторного парка

2.3. Анализ экологических рисков и сейсмической безопасности при проведении массовых взрывов

Глава 3. Разработка инженерных решений по оптимизации взрывного разрушения пород

3.1. Моделирование сетки скважин и определение удельного расхода взрывчатых веществ для различных типов пород

3.2. Внедрение цифровых технологий проектирования БВР и систем неэлектрического инициирования

3.3. Экономическое обоснование эффективности предлагаемой технологии и расчет снижения себестоимости добычи

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Эффективность буровзрывного способа подготовки пород к выемке

Направление: 21.02.15 Открытые горные работы

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние минерально-сырьевого комплекса Российской Федерации характеризуется устойчивой тенденцией к освоению месторождений твердых полезных ископаемых открытым способом, что обусловлено технико-экономическими преимуществами карьерной разработки перед подземной. По данным Минприроды России, доля открытых горных работ в общем объеме добычи руд черных и цветных металлов, нерудного сырья и строительных материалов составляет более 75%, при этом буровзрывной способ подготовки горной массы остается базовой технологией разрушения крепких скальных пород [12, c. 45]. Актуальность темы исследования определяется необходимостью повышения технико-экономических показателей горнодобывающих предприятий в условиях возрастающих требований к качеству дробления массива, снижению удельных энергозатрат и обеспечению безопасности массовых взрывов. Неэффективная подготовка пород к экскавации приводит к образованию негабаритных кусков, простоям экскаваторно-транспортного комплекса, увеличению износа рабочих органов горных машин и росту себестоимости добычи полезного ископаемого [24, c. 112].

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе характеризуется значительным вкладом ведущих научных школ — Московского государственного геологоразведочного университета, Санкт-Петербургского горного университета, Института проблем комплексного освоения недр РАН. Фундаментальные исследования механизма разрушения горных пород взрывом, разработка методик расчета параметров буровзрывных работ, создание математических моделей взрывного дробления выполнены в трудах Кутузова Б.Н., Ефремова Э.И., Викторова С.Д., Закалинского В.М., Шевкуна Е.Б. и других специалистов [3, c. 78]. Вместе с тем, динамичное развитие технологий неэлектрического инициирования, появление высокоточных систем навигационного позиционирования буровых станков, внедрение программных комплексов трехмерного моделирования взрыва требуют постоянной актуализации методических подходов к проектированию БВР и оценке их эффективности применительно к конкретным горно-геологическим условиям разрабатываемых месторождений.

Цель выпускной квалификационной работы — комплексная оценка эффективности буровзрывного способа подготовки пород к выемке и разработка научно обоснованных рекомендаций по совершенствованию технологии взрывного разрушения массива на горнодобывающем предприятии.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

• изучить эволюцию научных подходов к проблеме дробления скальных пород взрывом и проанализировать современную нормативно-правовую базу ведения буровзрывных работ на карьерах;
• исследовать факторы, определяющие качественные показатели подготовки горного массива к экскавации в условиях открытых разработок;
• провести геолого-структурный анализ месторождения и оценить влияние физико-механических свойств пород на параметры БВР;
• выполнить мониторинг гранулометрического состава взорванной горной массы и установить корреляционные зависимости между параметрами взрывания и производительностью экскаваторного парка;
• разработать инженерные решения по оптимизации сетки скважин, удельного расхода взрывчатых веществ и схем инициирования зарядов для различных литологических разностей;
• обосновать экономическую целесообразность внедрения предлагаемой технологии и рассчитать ожидаемое снижение себестоимости добычи полезного ископаемого.

Объектом исследования выступает технологический процесс буровзрывной подготовки горных пород к выемке на карьере по добыче железистых кварцитов, разрабатывающем крутопадающую рудную залежь мощностью 80–120 м с применением систем уступной отбойки.

Предмет исследования — параметры буровзрывных работ и их влияние на качественные показатели дробления горной массы, производительность горно-транспортного оборудования и технико-экономические результаты деятельности предприятия.

Методологическую базу работы составляют: теоретические положения механики разрушения горных пород взрывом, изложенные в трудах российских и зарубежных ученых; расчетно-аналитические методы определения параметров БВР в соответствии с требованиями федеральных норм и правил в области промышленной безопасности; экспериментальные методы оценки гранулометрического состава взорванной массы; статистические методы обработки производственных данных; методы технико-экономического анализа горных работ; нормативная база — Закон РФ «О недрах», Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при взрывных работах», ГОСТ Р 52293-2004 «Взрывчатые вещества промышленные», ГОСТ Р 51248-2008 «Средства инициирования» [1, c. 15].

Научная новизна исследования заключается в установлении количественных закономерностей влияния структурно-тектонических особенностей массива железистых кварцитов на энергоемкость взрывного разрушения и обосновании дифференцированного подхода к выбору параметров БВР в зависимости от трещиноватости пород и ориентации систем естественных ослаблений относительно линии наименьшего сопротивления.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации современных научно-технических представлений об эффективности буровзрывного способа подготовки скальных пород к выемке и развитии методических подходов к комплексной оценке качества взрывного дробления с учетом требований последующих переделов технологического процесса — экскавации, транспортирования и дробления рудной массы.

Практическая значимость исследования определяется возможностью применения разработанных рекомендаций по совершенствованию параметров БВР в производственной практике горнодобывающих предприятий, эксплуатирующих месторождения крепких скальных пород, что позволит повысить производительность экскаваторного парка на 8–12%, сократить выход негабаритных кусков в 1,5–2,0 раза, снизить удельные затраты на буровзрывные работы и дробление горной массы на 15–18% [18, c. 203].

Структура выпускной квалификационной работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассмотрены научно-технические принципы интенсификации подготовки горной массы к экскавации, эволюция взглядов отечественных научных школ на проблему дробления скальных пород, правовые основы недропользования и факторы, определяющие качественные показатели подготовки массива. Во второй главе представлен комплексный анализ производственно-технической деятельности горнодобывающего предприятия, включающий геолого-структурную характеристику месторождения, мониторинг гранулометрического состава взорванной массы и анализ экологических рисков массовых взрывов. Третья глава посвящена разработке инженерных решений по оптимизации взрывного разрушения пород, моделированию сетки скважин, внедрению цифровых технологий проектирования БВР и экономическому обоснованию предлагаемых мероприятий.