Обоснование применения технологической схемы безвзрывной отработки на удароопасных бокситовых месторождениях с отбойкой гидромолотами

Рассмотрена проблема снижения производительности, безопасности и повышение себестоимости ведения очистных работ при отработке удароопасных бокситовых месторождений Северного Урала. Определены факторы, оказывающие наибольшее влияние на возможность повышения производительности, безопасности и снижения себестоимости ведения работ. Выполнен анализ горно-геологических и горнотехнических условий отработки бокситовых месторождений Северного Урала. Определены показатели производительности и себестоимости при используемой на данный момент технологической схеме отработки месторождения. Выполнен обзор и анализ наиболее конкурентоспособных способов отработки удароопасных месторождений, определен тип оборудования для высокопроизодительной отбойки руды в данных условиях отработки. Выполнен обзор классов гидромолотов, опыта их применения на открытых горных работах и при проходке тоннелей. Разработан метод определения производительности гидромолотов, учитывающий прочностные свойства горных пород и эксплуатационные параметры оборудования. Разработан алгоритм расчета паспорта отбойки руды гидромолотами. Паспорт отбойки руды гидромолотом позволяет повысить эффективность очистных работ при оптимальных эксплуатационных затратах. Разработана технологическая схема безвзрывной отработки удароопасных бокситовых месторождений, включающая отбойку руды гидромолотами и циклично-поточный характер ведения очистных работ. Предлагаемая технологическая схема обеспечивает наивысшую производительность и безопасность при снижении себестоимости добычи и эксплуатации.

Холмский А. В., Фомин С. И. Обоснование применения технологической схемы безвзрывной отработки на удароопасных бокситовых месторождениях с отбойкой гидромолотами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 7. – С. 40–54. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_40.

Холмский Алексей Валерьевич¹ — аспирант, e-mail: chelmick@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-1311-0949,
Фомин Сергей Игоревич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: fomisi@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0939-1189,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Холмский А.В., e-mail: chelmick@yandex.ru.

1. Мартынов В. С. Проектирование вскрытия глубоких горизонтов бокситовых месторождений // Горный журнал. — 2004. — № 3. — С. 12—15.

2. Казанин О. И., Ярошенко В. В. Снижение потерь угля при отработке сближенных пластов данной части Воркутского месторождения // Записки Горного института. — 2020. — № 244. — С. 395—401. DOI: 10.31897/PMI.2020A.1.

3. Кожахметова З. Ж., Кожахметов О. С. О современных методах разработки бокситовых месторождений // Молодой ученый. — 2017. — № 17(151). — С. 95—98. URL: https:// moluch.ru/archive/151/42900/ (дата обращения: 07.02.2022).

4. Анфимов А. Л., Сорока Е. И. Литолого-фациальные особенности бемитсодержащих известняков нарудной толщи Североуральского бокситового рудника // Литология и полезные ископаемые. — 2015. — № 3. — С. 228—235.

5. Именитов В. P. Технология, механизация и организация производственных процессов при подземной разработке рудных месторождений. — М.: Недра, 1973. — 463 c.

6. Паланкоев И. М. Использование контурного взрывания для обеспечения безопасности приконтурного массива // Маркшейдерия и недропользование. — 2017. — № 3(89). — С. 25—27.

7. Кононов В. М. Научно-технические основы снижения затрат ресурсов при буровзрывной проходке транспортных тоннелей, автореферат диссертации докт. техн. наук. — М.: МГИ, 1992. — 29 с.

8. Sidorov D. V. The development of a software suite for predicting rock bursts within the framework of a system for ensuring geodinamic safety of mining operations / 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. 2017, vol. 17, book 22, pp. 633— 638. DOI: 10.5593/sgem2017/22/S09.079.

9. Сидоров Д. В., Потапчук М. И., Сидляр А. В. Прогнозирование удароопасности тектонически нарушенного рудного массива на глубоких горизонтах Николаевского полиметаллического месторождения // Записки Горного института. — 2018. — Т. 234. — С. 604—611. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.604.

10. Сидоров Д. В. Методология снижения удароопасности при применении камерностолбовой системы разработки Североуральских бокситовых местороджений на больших глубинах // Записки Горного института. — 2017. — Т. 223. — С. 58—69. DOI: 10.18454/ PMI.2017.1.58.

11. Холмский А. В. Мероприятия по повышению эффективности ведения горных работ на глубоких горизонтах рудников // Маркшейдерия и недропользование. — 2019. — № 4(102). — C. 29—31.

12. Карапетян Э. А. Оптимизация параметров процесса выемки бокситов при разработке месторождений открытым способом в сложных горно-геологических условиях, диссертация канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2009. — 173 с.

13. Molodykh S. S., Ovsyannikov M. P., Petrunin A. M. Outlook on the implementation of steep inclined conveyors in deep open pits // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 11, no. 5, pp. 374—377. DOI: 10.34218/IJARET.11.5.2020.039.

14. Бурмистров К. В., Овсянников М. П. Обоснование параметров этапа открытых горных работ в переходные периоды разработки крутопадающих месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 6. — С. 20—28. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-6-0-20-28.

15. Половинко А. В. Экологичная разработка крепких горных пород с помощью гидромолотов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 3. — С. 70—74.

16. Лысиков Б. А., Резник А. В., Дубинин А. В. Безвзрывная экологически чистая проходка тоннелей гидромолотами. — Донецк, ДонТУ, 2004. — С. 143—145.

17. Ушаков Л. С., Котылев Ю. Е., Кравченко В. А., Юрьев Д. А. Динамические системы машин для разрушения горных пород // Записки Горного института. — 2004. — Т. 157. — С. 73.

18. Бексалов Е. Б., Абсаматов Э. Н. Отбойно-погрузочная машина ОПМ-1 «Аскатеш» для безвзрывной проходки туннелей Акбулунской ГЭС по крепким трещиноватым породам // Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова. — 2016. — № 2. — С. 11—13.

19. Galchenko Yu. P., Eremenko V. A., Myaskov A. V., Kosyreva M. A. Solution of geoecological problems in underground mining of deep iron ore deposits // Eurasian Mining. 2018, no. 1, pp. 35—40. DOI: 10.17580/em.2018.01.08.

20. Михайлов Ю. В. Подземная экотехнология разработки маломощных месторождений крепких руд. — Минск: Технология, 2005. — 157 c.

21. Anisimov K. A., Sokol D. G., Zubov V. P. Geomechanical issues in the development of the Udachnaya diamondiferous pipe / Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. CRC Press, 2020, pp. 111—117. DOI: 10.1201/9781003164395-16.

22. Anisimov K. A., Zubov V. P. Substantiation of method ensuring the safe development of the pit reserves of the kimberlite ore deposits in the conditions of the Udachny mine // E3S Web of Conference. 2021, vol. 266, article 03013. DOI: 10.1051/e3sconf/202126603013.

23. Kosukhin N. I., Sidorov D., Beloglazov I., Timofeev V. Assessment of stress-strain and shock bump hazard of rock mass in the zones of high-amplitude tectonic dislocations // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 224, no. 1, article 012014. DOI: 10.1088/1755-1315/224/1/012014.

24. Каманин Ю. Н., Ределин Р. А., Кравченко В. А. Моделирование разрушения скальных пород гидравлическим устройством ударного действия // Горное оборудование и электромеханика. — 2017. — № 2(129). — С. 30—34.

25. Ределин Р. А., Кравченко В. А., Волков Н. Н. Некоторые вопросы динамики и моделирования гидравлических устройств ударного действия / Вибрационные технологии, мехатроника и управляемые машины. Сборник научных статей по материалам XII международной научно-технической информации. — Курск, 2016. — С. 166—172.

26. Жабин А. Б., Лавит И. М., Поляков А. В., Керимов З. Э. Математическая модель разрушения горных пород ударным инструментом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11. — С. 140–150. DOI: 10.25018/0236-14932020-11-0-140-150.

27. Титов К. С. Опыт использования безвзрывной тонкослоевой технологии при добыче бокситов Среднего Тимана / Материалы Уральской горнопромышленной декады. — Екатеринбург, 2006. — 268 с.

28. Макаров А. Б. Безвзрывная проходка горных выработок гидромолотами KR И РР // Подземное пространство мира. — 1996. — № 112.

29. Ушаков Л. С. Новая энергетическая концепция проходческого комбайна с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 12. — С. 161–168. DOI: 10.25018/0236-1493-201912-0-161-168.

30. Ушаков Л. С., Климов В. Е. Рациональное природопользование на основе применения безвзрывных технологий для проведения подземных (горных) выработок / Проблемы и инновационные решения в области инженерного обеспечения экологической и промышленной безопасности урбанизированных территорий. — Самара, 2017. — С. 204—210.

31. Шараев Д. В. Разработка технологии выемки рудных залежей с учетом закономерности формирования параметров вторичного напряженно-деформированного состояния горного массива, автореферат диссертации, канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2008. — 102 с.

32. Карпов Г. Н., Ковальский Е. Р., Смычник А. Д. Определение параметров разгрузки массива горных пород на концевых участках демонтажной камеры // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 8. — С. 95–107. DOI: 10.25018/0236-14932019-08-0-95-107.

33. Vinogradov E. A., Yaroshenko V. V., Kislicyn M. S. Method of gas emission control for safe working of flat gassy coal seams mining // IOP Conference Series. Earth and Environmental Science. 2017, vol. 87, no. 2, article 022023. DOI: 10.1088/1755-1315/87/2/022023.

34. Sidorenko A. A., Dmitriev P. N., Ivanov W. W. A study of gas drainage methods efficiency in Kotinskaya mine in Russia // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 15, no. 4, pp. 530—535.

35. Анистратов Ю. И. Эффективность безвзрывных технологий разработки крепких горных пород на карьерах // Горная промышленность. — 1997. — № 2. — С. 20—23.