Geum.ru

Розробка родовищ корисних копалин промислова екологія

Вид материалаДокументы

Содержание


Застосування методу поверхневого ущільнення порід
О.Ю. Яворський, магістрант, V курс, гр. РР-21м, ГЕФ
Дослідження впливу сезонних термічних напруг
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ПОВЕРХНЕВОГО УЩІЛЬНЕННЯ ПОРІД
З ВИКОРИСТАННЯМ ВАПНА З ДОМІШКАМИ НА РОБОЧИХ ПЛОЩАДКАХ
КАР’ЄРІВ ІРШАНСЬКОГО ГЗК ЗАТ «КРИМСЬКИЙ ТИТАН»


До найбільших в Європі покладів титанових руд належить Іршанська група розсипів у межах північного заходу Українського кристалічного щита, яка нараховує близько 20 розвіданих родовищ.

Промисловий пласт розсипу на цих родовищах представлений піскуватими вторинними каолінами й різнозернистими каолінистими пісками, з переважанням перших.

На родовищах даного типу застосовуються екскаваторно-гідравлічний спосіб видобування пісків, що містять ільменіт, і безтранспортна система розробки з частковою перевалкою порід на розкривних роботах крокуючими екскаваторами ЕШ-10/70 А-У.

Проте дуже часто на цих родовищах, у зв’язку з їх геологічними особливостями, стикаються з низькою стійкістю уступів, що спричиняє зсув гірської маси, та досить малою несучою здатністю порід. Через високий вміст глинистих пісків у промисловому пласті часто відбувається значне вгрузання технологічного обладнання (зокрема екскаваторів). Це призводить до ряду незручностей при наступному переміщенні техніки, а також до її швидкого зносу та частого ремонту. А це все, в свою чергу, досить різко знижує техніко-економічні показники виробництва.

Для вирішення цієї проблеми потрібно обґрунтувати застосовування в умовах даного підприємства одного з відомих методів зміцнення.

При виборі методу зміцнення порід слід враховувати такі фактори:

– склад порід, що піддаються зміцненню;

– фізико-хімічні показники порід після зміцнення;

– область застосування;

– економічна ефективність.

Оскільки породи, які підлягають зміцненню, представлені піскуватими вторинними каолінами і різнозернистими каолінистими пісками, то метод поверхневого ущільнення із застосуванням вапна є найбільш ефективним у даних умовах. Основними його перевагами є простота в практичній реалізації, висока економічність та якісні показники механічних властивостей порід після проведення зміцнення.

Основні способи зміцнення порід на родовищах даного типу зводяться до 4-х основних способів.

Перший спосіб полягає в укріплення ґрунтів із застосуванням вапна та активних зол віднесення сухого відбору. Вапно та активні золи віднесення застосовують у співвідношенні приблизно 1 : 1, вони складають 10–20 % від загальної маси суміші.

Другий спосіб полягає у використанні вапна та домішок (цемент, фільтропресні відходи цукрових заводів, мелена крейда).

Третій спосіб – у застосуванні вапна, вапняного пилу та цементу. Загальна частка цих компонентів у суміші складає 2–12 %.

Четвертий спосіб полягає у використанні вапна, цеоліту та забрудника баласту (органічної домішки) й сульфітно-спиртової барди (ферменту-ущільнювача). Загальна маса компонентів у суміші складає приблизно 6–10 % від загальної маси ґрунту.

Після обробки поверхні ґрунту даними розчинами його міцність складатиме 30–35 кг/см2.

Вибір конкретного способу реалізації методу поверхневого ущільнення із застосуванням вапна та домішок проводиться на основі експериментально-лабораторних досліджень та аналізу економічних факторів. Усі наведені способи мають ряд переваг та недоліків, порівняно один з одним, тому потребують додаткових досліджень на основі врахування гірничо-геологічних особливостей родовищ конкретного гірничого підприємства.


© Н.С. Шемітько, 2011

УДК 622.02:679.85

О.Ю. Яворський, магістрант, V курс, гр. РР-21м, ГЕФ

Науковий керівник – к.т.н., доц. Кальчук С.В.

Житомирський державний технологічний університет


ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СЕЗОННИХ ТЕРМІЧНИХ НАПРУГ
НА ПРОДУКТИВНІСТЬ РОБІТ НА КАР’ЄРАХ БЛОЧНОГО КАМЕНЮ


Гірські породи в умовах природного залягання зазвичай перебувають у постійному стані всебічного стиску, який обумовлений впливом тиску маси гірських порід, що залягають вище (гравітаційні сили), тектонічних рухів (тектонічних сил), температурних градієнтів і геохімічних процесів. Внутрішній напружений стан у скельних і напівскельних породах виникає під час їх формування: в магматичних – при застиганні й розкристалізації магми, в осадових – при гравітаційному й геохімічному ущільненні осадів, у метаморфічних – при перекристалізації вихідних осадових і магматичних порід та тектонічних рухах, що супроводжують ці процеси. Таким чином, гірська порода після завершення процесів формування покладу перебуває у зрівноваженому стані, але під постійною дією гравітаційних і, головним чином, тектонічних сил.

При проведенні гірничих виробок відбувається порушення природного стану гірського масиву з перерозподілом напруг у ньому. Якщо в суцільному масиві ці напруги були постійними для всіх точок певного об’єму, то в процесі розробки спостерігається їх зростання в прибортовій ділянці масиву. При використанні акустичного методу для оцінки динаміки напружень на кар’єрах блочного каменю було встановлено, що в процесі видобування блоків напруження в них, порівняно з масивом, що розробляється, зростають у середньому на 18 %. Зміна напружено-деформованого стану масиву пов’язана з його сезонними та добовими змінами термічної напруги, викликаної дією сонячної радіації та клімату району проведення робіт. У літню пору року це може спричинити такі технологічні ускладнення, як затискання масивом алмазного каната та бурових штанг, що не відбувається в холодний або помірно теплий період доби чи року. Такі технологічні явища призводять до поломки інструменту та обладнання, а також до зниження продуктивності роботи кар’єру. В холодний період року, особливо при від’ємних температурах, породи втрачають свою в’язкість і стають більш крихкими, що в процесі їх підготовки та безпосереднього виймання може призвести до відколювання частин масиву або моноліту, тобто втрати правильних геометричних розмірів та форми, що, в свою чергу, зменшує блочність видобутку. При мінусових температурах також виникає ризик руйнування порід по тріщинах, заповнених водою. Крім того, зміна поля термічних напружень пов’язана із самим процесом видобування блоків, що також необхідно враховувати. При відокремленні об’ємів каменю від масиву за рахунок буріння і різання в ділянках навколо шпурів і пропилів концентруються додаткові термічні напруги. Локальна зміна напруженого стану спостерігається в процесі розділення відокремленого моноліту на блоки. При переміщенні готових блоків по майданчиках кар’єру через тертя спостерігається локальне нагрівання, що викликає додаткові термічні напруги. Концентрація таких напружень на всіх стадіях видобування гірської маси й пасерування блоків негативно впливає на якість блочної сировини. Внаслідок постійної зміни температури в породі спостерігається збільшення розмірів тріщин, виникнення інших дефектів, що, в свою чергу, може призвести до її руйнування як у процесі видобування, так і на стадії обробки. Врахування процесів теплового розширення порід є необхідною умовою ефективної роботи на кар’єрах блочного каменю. Однак це вимагає проведення ряду досліджень та виявлення меж температур масиву, при яких можливо безпечно для обладнання виконувати основні технологічні операції. Разом з тим, це потребує встановлення пори року та періоду доби, коли найдоцільніше виконувати роботи.

Отже, термічні напруги відіграють важливу роль при веденні робіт на кар’єрах блочного каменю, впливаючи на продуктивність і режим робіт, якість блочної сировини та її ціну. Проведення зазначених вище досліджень у кінцевому підсумку призведе до покращання умов праці та продуктивності каменевидобувного підприємства, а також до зменшення рівня розубожіння покладу.


© О.Ю. Яворський, 2011