Влияние потерь и разубоживания на показатели эксплуатации месторождения

В.И. Голик, (доктор технических наук, профессор. Южно-Российский государственный технический университет),

В.И. Комащенко, (доктор технических наук, профессор. Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, РГУ Н и Г),

С.Г. Страданченко, (доктор технических наук, профессор. Южно-Российский государственный технический

Университет, ЮрГТУ)

 

Выпуск № 5-2011

Журнал Маркшейдерия и Недропользование
 

В свете современных представлений о строении Земли массивы металлических месторождений представляют собой дискретную среду с незакономерно изменяющимися свойствами, нарушение равновесия которой в результате технологического вмешательства – оставление пустот незаполненными, увеличение площадей горизонтальных и вертикальных обнажений пород, удлинение сроков сохранения в рабочем состоянии очистных камер – сопровождается увеличением величины потерь и разубоживания примерно в 1,3-1,8 раз [1].

В управлении массивом скальных месторождений связующую и регулирующую роль играет твердеющая закладка, из которой создаются искусственные сооружения в массиве, разгружающие рудовмещающий массив с передачей опорного давления на искусственные массивы и предотвращающие его разрушение с сопутствующими потерями и разубоживанием.

Образование в массивах пустот с выдачей минералов на земную поверхность задают трехмерное вероятностное распределение, поведение которого по-разному трактуется гипотезами о состоянии массива пород вследствие выемки руд. Трехмерное случайное распределение задает и объем разубоживающей породной массы и, согласно критерию Стьюдента, корреляционно зависит от феномена самозаклинивания пород или в виде плоской или потолкоуступной конструкции.

При разработке месторождений скального типа с блочной структурой при разрушении массива возможна потеря сцепления первоначально заклиненных структурных блоков пород. Анализ статистических рядов структурных блоков пород, проведенный на основе ранговой корреляции Кендалла, показал, что при прочих равных условиях реакция массива на технологическое воздействие определяется параметрами уменьшения зоны влияния пустот путем закладки их твердеющими смесями, сопровождающейся уменьшением потерь и разубоживания руд.

В зависимости от степени деформирования пород в массиве сосуществуют три области разрушения, плотность распределения которых описывается трехмерным нормальным законом с параметрами, задаваемыми вероятностным пространством, определяемым с помощью статистических оценоксреднего по выборке и выборочного среднеквадратического отклонения.

В окрестностях выработки возникает зона нарушенных пород с минимальной прочностью массива. За ней следуют зона ослабленных пород с возрастанием прочности по мере удаления от пустот и, наконец, зона нетронутых пород. Максимальная сохранность массива обеспечивается при увеличении доли третьей зоны.

Наша концепция описывается вероятностной моделью твердой дискретной среды с параметрами распределения, рассчитываемыми методом максимального правдоподобия, несущая способность которой зависит от напряжений в элементах системы и предполагает возможность управления напряжениями посредством ограничения деформаций с помощью закладки пустот твердеющими смесями.

Для упрощения, напряжения вычисляются в естественной метрике, в которой векторные суммы каждого из компонентов напряжений складываются по правилам одномерного пространства.

Модель управления состоянием массива разгрузкой от напряжений путем заполнения пустот твердеющими смесями, минимизированная по величине потерь и разубоживания, описывается группой ограничения, которые вместе с целевой функцией образуют оптимизационную задачу:

где σ1 – напряжения в зоне нетронутых пород, МПа; σ2 – напряжения в зоне влияния очистных работ, МПа; σ3 – напряжения в закладочном массиве, МПа; σH – нормативное сопротивление сжатию, МПа; K1 – коэффициент неоднородности закладочного массива; K2 – коэффициент увеличения прочности закладки со временем; K3 – коэффициент увеличения прочности закладки в массиве; K4 – коэффициент условий работы; Пy T – прибыль от добычи и переработки руды, руб/т; ЦТ – ценность добытой руды, руб/т; ЗТ – полные затраты на добычу и переработку руды, руб/т; УТ БRS – ущерб от 1 т разубоживающей массы по контуру блока, руб/т; УТ БRP – ущерб от переработки 1 т разубоживающей массы, руб/т; Ва – количество утилизируемых вяжущих, вес. ед.; Вс – количество стандартных вяжущих, вес. ед.; Эв – коэффициент эквивалентности вяжущего.

Читать далее

© В.И. Голик, В.И. Комащенко, С.Г. Страданченко,  "Маркшейдерия и недропользование" № 5 - 2011г.

 
 
 

Новости Компаний