Основы принятия технологических решений и параметров технологий при разработке месторождений полезных ископаемых Севера

Приведены результаты исследований по обоснованию и выбору основных технологий и их параметров при разработке месторождений Севера. Показано, что, несмотря на сложные климатические и горно-геологические и технические условия на карьерах, даже при попадании снега (льда) в рудную (породную) массу и ее склонности к смерзанию, можно добиться неплохих экономических результатов, учитывая высокую производительность рудников и карьеров.. Установлены новые свойства пород, научные положения по технологии работ, полезные для использования на других карьерах страны. 

Для специалистов горно-технического профиля, проектировщиков и студентов горных вузов.

Оглавление

Предисловие

Введение

2.1. Научное обоснование и применение эффективных технологических схем и процессов при разработке месторождений открытым способом в условиях карьеров Севера

2.2. Выбор метода оптимизации параметров и развития горных работ в карьере при разработке крутопадающих и наклонных месторождений

2.3. Особенности доработки Ковдорского месторождения комплексных железных руд суперглубоким карьером при проведении мониторинга и контроля устойчивости его бортов

2.4. Изучение и выявление рацио­нального способа разработки глубокого месторождения

3.1. Тектоника выброса магмы и постмагматические процессы кристаллизации рудного вещества и образование блочности пород и их учёт при проектировании выработок открытых и подземных работ

3.2. Совершенствование методик по определению прочностных свойств пород и их деформируемости при применении в проектах новых технологических процессов на карьерах и поддержания устойчивости выработок

3.2.1. Общие сведения о существующих методиках испытания горных пород на прочность и их особенностях

3.2.2. Существующие и применяемые в настоящее время методы определения прочностных свойств горных пород

3.2.3. Совершенствование методов и способов определения прочностных свойств горных пород — определение сцепления и угла внутреннего трения пород

3.2.4. Применение новых физико-механических свойств пород при проектировании и эксплуатации новых процессов на горных предприятиях и поддержании в устойчивом состоянии горных выработок

4.1. Состояние исследований в области отвалообразования на карьерах в ходе их эксплуатации

4.2. Определение прочностных характеристик породной массы со снегом, льдом

4.3. Тепло-влагоперенос в породах отвалов и их деформации

4.3.1. Климатические особенности районов северных широт, где ведутся разработки месторождений полезных ископаемых

4.3.2. Изучение сезонной структуры пород отвалов и их влияния на устойчивость на склонах

4.4. Теплофизические показатели горных пород

4.4.1. Теплофизические показатели и свойства мелкодисперсных пород

4.4.2. Теплофизические характеристики крупнодисперсных пород

4.5. Анализ данных определения теплофизических характеристик горных пород и их изменения под действием комплексных факторов

4.6. Изучение особенностей фильтрации воздуха и влаги в пористых средах как отвальная горная масса

4.6.1. Выявление особенностей и закономерностей процессов фильтрации воздуха в мелкозернистых средах по опытным данным

4.6.2. Определение количественных показателей фильтрующегося воздуха через кусковую массу, содержащую мелкозернистые фракции

4.6.3. Особенности и закономерности фильтрации жидкости и газа в обрушенных породах (блоках)

4.6.4. Учёт числа Рейнольдса при фильтрации жидкости и газа (воздуха) в породах отвалов

4.7. Особенности и закономерности передачи тепла в породах

4.7.1. Общие положения о передаче тепла в горных породах

4.7.2. Тепло-воздухообмен между слоями пород и фильтрация воздуха и воды при таянии снега

4.7.3. Оценка количества тепла при таянии 1 м³ породы

4.7.4. Оценка количества тепла в слоях породы в отвале

4.8. Теплообмен в слоях породы различных сезонов отвалообразования

4.8.1. Методические положения по оценке количества тепла, идущего на таяние снега

4.9. Определение количественных показателей процессов снеготаяния и формирования поверхности ослабления в породах отвала и его деформации

4.9.1. Оценка объёма пор в породах отвала и количества переносимого тепла

4.9.2. Определение продолжительности снеготаяния и водонасыщения пород отвалов и их скоростей деформации до обрушений

4.9.3. Примеры расчета устойчивости отвалов

4.10. Обоснование изменения прочностных характеристик пород в процессе таяния снега и развития деформаций отвалов

4.10.1. Изменения прочностных характеристик пород в процессе эксплуатации отвалов

4.10.2. Определение продолжительности эксплуатации отвала до начала интенсивной его деформации

4.10.3. Сценарий развития деформаций отвалов и их обрушение со склонов

4.11. Технологии отвалообразования и параметры отвалов

4.11.1. Обоснование выбора рацио­нального расположения основного отвала на Центральном руднике с экологических позиций при доработке карьера до отметки минус 50 м

4.12. Научное обоснование метода определения параметров отвалов и технологии отвалообразования в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях

4.13. Исследования процессов формирования породной среды (отвалов) в субарктической зоне. Закономерности и особенности учета выявленных свойств таких сред

5.1. Особенности перепускных процессов на концентрационные горизонты в системе с рудоспусками и мониторинга их устойчивой работы

5.2. Определение сил сцепления рудной массы при влиянии отрицательной температуры и попадания снега в рудную массу

5.2.1. Изучение изменения сцепления породной массы при влиянии основных факторов (заснеженности, нагрузки, температуры)

5.3. Влияние климата на планирование и производство горных работ в условиях смерзания руды при перепуске ее по рудоспускам

5.3.1. Особенности перепускных процессов руды на концентрационные горизонты при разработке месторождений глубокими карьерами

5.4. Опыт эксплуатации глубоких рудоспусков в весенне-осенний период

5.5. Некоторые особенности эксплуатации рудоспусков в зимний период

5.5.1. Учет притока вод в рудоспуск

5.5.2. Совершенствование конструкции и режима эксплуатации рудоспусков

5.6. Гравитационное истечение сыпучих сред из аккумулирующих емкостей

5.7. Развитие методов эксплуатации и повышения комбинированного действия рудоспусков

5.8. Определение физико-механических свойств руды (породы) при попадании снега (воды) и влиянии отрицательных температур

5.9. Условие образования зависаний руды (при сводообразовании)

5.10. Оценка влияния тепло-влагообмена в руде (породе) в процессе ее транспортирования по рудоспускам.

5.11. Натурные наблюдения за количеством образующихся зависаний руды в рудоспусках

5.12. Нагревание руды фильтрующимся воздухом из штольни

5.13. Некоторые особенности движения воздуха через насыпную толщу руды и его влияние на зависание руды при интенсивном ее выпуске

5.14. Изучение изменения динамики процессов выпуска руды из рудоспусков и особенностей их разрушения при влиянии комплекса факторов

5.15. Разрушение и износ люков и стенок рудоспусков при ликвидации зависаний руды

5.16. Изучение изменения динамики процессов выпуска руды из рудоспусков и особенностей их разрушения при влиянии комплекса факторов

5.17. Определение величины кинетической энергии движения потока и видах ее расхода

5.18. Определение степени дробления руды в рудоспусках

5.18.1. Результаты проведения эксперимента

5.19. Оценка энергии, расходуемой на дробление кусков руды

5.20. Оценка энергии, пошедшей на переуплотнение и теплообразование [1]

5.21. Оценка вновь образованной поверхности при дроблении и истирании руды в рудоспуске

5.22. Оценка энергии, расходуемой на дробление и измельчение руды и распределение затрат по процессам

5.23. Усреднение рудной массы в рудоспусках и их бункерах

5.24. Обоснование применения бункеров для усреднения руд

5.25. Совершенствование способов срезки рудоспусков

5.25.1. Учет условий сейсмических колебаний при массовых взрывах на устойчивость рудоспусков во времени

5.26. Определение производительности рудоспусков в системе ЦПТ на карьерах

5.27. Вскрытие при комбинированной разработке месторождений открытым и подземным способами

5.27.1. Перспективные технологические схемы с рудоспусками

5.54. Схема применения рудоперепускной системы при работе двух горизонтов на один выпускной узел

5.28. Способ разработки полезного ископаемого с использованием рудоспуска с улавливанием попадающей в него воды

7.1. Изучение горно-геологических факторов на полноту отработки рудных тел в сложных условиях их залегания

7.1.1. Источники возникновения потерь и разубоживания руды при отработке рудных контактов

7.2. Анализ литературных источников по обоснованию потерь и разубоживания руды, связанных с высотой уступа

7.3. Разработка методов технико-экономического обоснования рациональной высоты уступа и подуступа при обосновании уровня потерь и разубоживания

7.3.1. Обоснование метода технико-экономического анализа и выбора высоты уступов и подуступов при обосновании уровня потерь и разубоживания руды

7.3.2. Метод технико-экономического анализа и выбора высоты уступов при обосновании уровня потерь и разубоживания руды

7.4. Оптимизация и обоснование оптимальной величины потерь руды и примешивания пород при разработке сложно-структурных рудных тел месторождения «Олений Ручей»

7.4.1. Определение величины потерь и разубоживания руды при разработке месторождения «Олений Ручей»

7.4.2. Оценка затрат и дохода от сокращения потерь руды и примешивания пород

7.5. Обоснование методического подхода определения потерь и разубоживания руды на месторождении Коашва

7.5.1. Особенности структуры и залегания месторождения. Запасы и изученность рудных тел

7.5.2. Особенности методики определения потерь и разубоживания брекчированных рудных тел

7.6. Совершенствование методики определения потерь и разубоживания руды и их нормирования на карьерах

7.7. Способ снижения потерь и разубоживания руды в приконтактных зонах в 2 и более раз

7.8. Технико-экономическое обоснование возможности снижения потерь руды и примешивания породы при разработке маломощных рудных тел (месторождение «Олений Ручей»)

7.8.1. Оценка возможности доработки маломощных рудных тел в контуре карьера и в его дне с меньшими потерями и разубоживанием руды

7.8.2. Оценка возможности снижения потерь руды и примешивания пород при разработке маломощных рудных тел

8.1. Существующие методы определения параметров бортов карьера

8.1.1. Оценка устойчивости откоса при плоской поверхности скольжения (метод П.М. Цимбаревича)

8.2. Расчет откосов выпуклого профиля

8.3. Расчет устойчивости откосов при наличии поверхностей ослабления

8.4. Определение параметров устойчивых бортов карьеров по методу ВНИМИ

8.5. Методологические подходы к определению параметров бортов глубоких карьеров

8.5.1. Общая информация об устойчивости бортов

8.5.2. Физико-механические свойства горных пород и руд.

8.5.3. Методические подходы по обоснованию максимально допустимых параметров бортов карьера

8.5.4. Величина коэффициента запаса устойчивости бортов карьера в конечном положении

8.5.5. Расчётные значения показателей физико-механических свойств пород в массиве

8.5.6. Результаты расчётов по оценке устойчивости бортов карьера и предварительные рекомендации по их параметрам в конечном положении (по данным ГОИ КНЦ РАН)

8.5.7. Расчёт устойчивости бортов карьера с учётом действия горизонтальных тектонических напряжений

8.6. Исходные физико-механические свойства и характеристики горных пород и их использование в проектах

8.6.1. Физико-механические свойства пород на карьерах региона

8.6.2. Изучение особенностей и закономерностей изменения свойств пород от генезиса до разработки месторождения и техногенного складирования пород (отходов)

8.7. Метод и способ определения параметров борта глубокого карьера по данным геологоразведки и эксперимента

8.7.1. Определение размера структурного блока по данным натурно-экспериментальных (керн) определений. Характеристика нарушенности массивов пород и их прочностного состояния

8.7.2. Исходные данные для определения расчетных прочностных характеристик пород и определение параметров бортов карьера

8.8. Развитие методов определения параметров бортов глубоких и суперглубоких карьеров

8.8.1. Выявление взаимосвязей прочностных характеристик пород (угла φ и сцепления) при определении параметров бортов карьеров

8.8.2. Учёт криволинейности борта карьера

8.9. Перспективное развитие горных работ на карьере (вариант комбината оао «ковдорский гок»)

8.9.1. Основные особенности развития горных работ по варианту ОАО «Ковдорский ГОК»

8.9.2. Основные положения варианта развития горных работ при разработке Ковдорского месторождения комплексных железных руд открытым и подземным способами в глубоких зонах

8.9.3. Методы и способ повышения устойчивости бортов суперглубокого карьера (на примере Ковдорского карьера комплексных железных руд)

8.10. Поддержание и обеспечение устойчивости откосов уступов и бортов глубоких карьеров при их формировании

8.10.1. Экспериментальное изучение свойства горных пород на ползучесть

8.10.2. Выявление особенностей и закономерностей деформации пород под действием нагрузок

8.10.3. Определение и учёт упругих характеристик пород при прогнозировании устойчивости горных объектов (борта карьеров)

8.10.4. Статические и динамические показатели деформируемости

8.10.5. Определение обобщенных показателей деформируемости для квазиоднородных элементов массива

8.10.6. Устройство устойчивого профиля борта

8.10.7. Влияние взрывов на устойчивость откосов уступов и бортов карьеров

8.11. Искусственное укрепление откосов

8.11.1. Механические способы укрепления откосов

8.12. Изучение влияния горно-геологических и горнотехнических факторов при выборе метода укрепления откосов уступов и бортов в карьерах

8.12.1. Учёт горно-геологических факторов при построении моделей массивов горных пород прибортовых зон карьеров

8.12.2 Заоткоска уступов и бортов карьеров

8.13. Выбор метода крепления ослабленных участков уступов и бортов карьеров

8.13.1. Опыт укрепления откосов уступов и участков борта в карьерах

8.13.2. Определение параметров разрушения берм и их укрепление

8.13.3. Решение проблем и способы постановки уступов и бортов карьеров ОАО «Апатит» под предельно устойчивыми углами откосов

8.13.4. Отстройка и поддержание в устойчивом состоянии высоких и крутонаклонных участков бортов для размещения на них комплексов циклично-поточной технологии

8.14. Изменение коэффициента запаса устойчивости во времени и оценка возможности деформации (обрушения) уступа (борта)

8.14.1. Повышение устойчивости обводненных откосов

8.14.2.  Организация наблюдательных станций для контроля за устойчивостью откосов бортов в глубоких карьерах

9.1. Состояние исследований и изученности прочностных свойств пород по глубине месторождений

9.2. Существующие и применяемые в настоящее время методы определения прочностных свойств горных пород

9.3. Совершенствование методов и способов определения прочностных свойств горных пород — определение сцепления и угла внутреннего трения пород

9.4. Выделение рабочих зон в глубоком карьере по глубине с учетом технологии и транспортно-доставочных комплексов на борту карьера

9.5. Применение циклично- поточной технологии (ЦПТ) при разработке запасов полезного ископаемого, расположенных в верхней зоне рудных тел

9.6. Концепция обоснования проекта доработки мощного крутопадающего рудного тела глубоким карьером с применением производительного доставочного комплекса на поверхность по руде и вскрыше (на примере Ковдорского карьера комплексных железных руд)

9.7. Проблемы отвалообразования в субарктической зоне и восточной Сибири и пути их решения

9.8. О концепции разработки мощного рудного тела на всю его мощность сверхглубоким карьером при крутых бортах c применением подземных выработок

11. Особенности переработки полезных ископаемых и определение ценности сырья

11.1. Изучение проблемных вопросов по данным известных источников

11.2 Ценность минерального сырья

11.3. Экспресс-оценка стоимости минерального сырья [198]

11.4. Товарная стоимость минерального сырья в недрах — показатель Стоимостной оценки объектов недропользования [199]

12.1. Современное состояние экологии природы и ее биосферы

12.2. Понятие о масштабности объектов и сферы деятельности человека

12.3 . Нарастание загрязнения атмосферы и биосферы в ходе технического прогресса

12.4. Классификация отходов горнопромышленного производства [200]

12.5. Экология отходов горнорудного производства. Проблемы складирования и утилизации отходов горного производства(2018 г.).Отходы горного производства

13. Будущее карьеров и рудников и доработка запасов ииспользование карьерных пространств

Экогород-2020

Заключение

Список литературы