ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622.271
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-4-5-12
Аннотация
Актуальность исследования. Пластовые месторождения полезных ископаемых, в частности угля, горючих сланцев, фосфоритов, преимущественно имеют сложную структуру с наличием в продуктивных пластах прослоев пустых пород или некондиционных включений. Разработка сложноструктурных месторождений без обеспечения необходимого уровня селекции при выемке приводит к существенным потерям полезного ископаемого и его разубоживанию. Повысить качество селективной выемки при разработке сложноструктурных пластовых месторождений позволяют технологии с применением карьерных комбайнов, однако наличие в ряде случаев в пласте прослоев прочных горных пород ограничивает возможность использования карьерных комбайнов и делает их работу малопроизводительной. Цель работы. Совершенствование технологии послойной отработки сложноструктурных пластов за счет применения модернизированного карьерного комбайна, обеспечивающего повышение эффективности рыхления прочных породных прослоев посредством их предва-рительной дезинтеграции с применением раствора поверхностно-активных веществ. Результаты. В статье предлагается технико-технологическое решение по разработке сложноструктурных пластов, сложенных поро-дами, значительно различающимися по прочности, с применением карьерного комбайна, снабженного оборудованием для дезинтеграции прочных породных прослоев небольшой мощности путем формирования щелей с одновременной подачей в них раствора поверхностно-активных веществ. Модернизированный карьерный комбайн для обеспечения рациональных режимов рыхления полезного ископаемого и прочных породных прослоев снабжен фрезерным рабочим органом с изменяемой схемой расстановки резцов. Практическая значимость. Предлагаемое технико-технологическое решение может быть использовано при разработке сложноструктурных угольных пластов и позволит существенно повысить производительность карьерного комбайна при выемке прочных породных прослоев за счет их предварительной дезинтеграции, что обеспечит снижение себестоимости работ и позволит повысить рентабельность горного производства.
Ключевые слова
сложноструктурный пласт, прочный породный прослой, карьерный комбайн, производительность рыхления, фрезерный рабочий орган, формирование щелей, дезинтеграция
Для цитирования
Чебан А.Ю. Повышение эффективности разработки сложноструктурных пластовых месторождений за счет применения модернизированных карьерных комбайнов // Вестник Магнитогорского государственного техниче-ского университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №4. С. 5-12. https://doi.org/ 10.18503/1995-2732-2023-21-4-5-12
1. Трубецкой К.Н., Захаров В.Н., Галченко Ю.П. Природоподобные и конвергентные технологии при освоении минеральных ресурсов литосферы // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90. №6. С. 560-566.
2. Afum B.O., Ben-Awuah E., Askari-Nasab H. A mixed integer linear programming framework for optimising the extraction strategy of open pit - underground mining options and transitions // International Journal Of Mining Reclamation And Environment. 2019, vol. 34, no. 10, pp.700-724.
3. LaRoche-Boisvert M., Dimitrakopoulos R. An Application of Simultaneous Stochastic Optimization at a Large Open-Pit Gold Mining Complex under Supply Uncertainty // Minerals 2021, vol. 11, no. 2, p. 172.
4. Sekisov A., Rasskazova A. Assessment of the possibility of hydrometallurgical processing of low-grade ores in the oxidation zone of the Malmyzh Cu-Au porphyry deposit // Minerals. 2021, vol. 11, no 1, pp. 1-11.
5. Baninla Y., Zhang M., Lu Y., Liang R., Zhang Q., Zhou Yu., Khan K. A transitional perspective of global and regional mineral material flows // Resources, Conservation and Recycling. 2019, vol. 140, pp. 91-101.
6. Секисов А.Г., Шевченко Ю.С., Лавров А.Ю. Взрывоинъекционная подготовка руд к выщела-чиванию // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: сб. науч. ст. Новосибирск, 2012. С. 125-132.
7. Sekisov G.V., Cheban A.Y. Low-waste mining technology for structurally complex deposits with mixed-type process flows of ore extraction and processing // Journal of Mining Science. 2021. Т. 57. № 6. С. 978-985.
8. Щадов В.М. Открытая разработка сложноструктурных угольных месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2004. 298 с.
9. Азев В.А., Гартман А.А., Хажиев В.А. О технологических параметрах открытой угледобычи пологопадающих месторождений при роботизации автомобильного транспорта // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №2. С. 5-12.
10. Чебан А.Ю. Совершенствование геотехнологии выемки тонких рудных тел с применением стрелового комбайна // Известия Тульского государ-ственного университета. Науки о Земле. 2020. №1. С. 340-348.
11. Mohd Im. Variation of production with time, cutting tool and fuel consumption of surface miner 2200 SM 3.8 // International Journal of Technical Research and Applications. 2016, no. 1, pp. 224-226.
12. Чебан А.Ю. Способ добычных работ для малых угольных разрезов с применением усовершенствованного карьерного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. №2. С. 36-42.
13. Ермаков С.А., Иль А.П., Хосоев Д.В. Оценка эффективности применения комбайнов Wirtgen на Эльгинском каменноугольном месторождении // Горная промышленность. 2018. №6. С. 77-79.
14. Kumar C., Murthy V., Kumaraswamidhas L., Prakash A. Influence of cutting drum specifications on the production performance of surface miner under varied rock strength – some investigations // Journal of Mines, Metals and Fuels. 2016, vol. 64, pp. 181-186.
15. Чебан А.Ю. К вопросу об определении произво-дительности карьерных комбайнов в различных условиях эксплуатации // Системы. Методы. Технологии. 2014. №3. С. 145-148.
16. Клементьева И.Н., Кузиев Д.А. Современное состояние и перспективы развития конструкций карьерных комбайнов для безвзрывной послойной выемки прочных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. №2. С. 123-128.
17. Улучшение качества минерального сырья при разработке сложноструктурных месторождений посредством модернизации рабочего оборудования карьерных комбайнов / А.Е. Бурдонов, А.Ю. Чебан, Н.П. Хрунина, К.В. Прохоров // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. №11. С. 4-9.
18. Palei S.K., Karmakar N.C., Paliwal P., Schimm B. Optimization of productivity with surface miner using conveyor loading and truck dispatch system // International Journal of Research in Engineering and Technology. 2013, vol. 2, no. 9, pp. 393-396.
19. Чебан А.Ю. Классификация конструкций карьерных комбайнов // Недропользование XXI век. 2015. №5. С. 64-69.
20. Пихлер М., Панкевич Ю.Б., Николаев Д.В. Первые результаты работы горного комбайна Wirtgen 2500SM на сланцевом карьере Kivioli (Эстония) // Горная промышленность. 2006. №3. С. 20-22.
21. Применение методов физико-химического разупрочнения массивов крепких пород при работе машин типа КСМ / А.Г. Кузнецов, Р.М. Штейнцайг, Г.Я. Воронков, А.И. Шендеров, А.А. Александров // Горная промышленность. 1997. №4. С. 3-7.
22. Панишев С.В., Хосоев Д.В., Матвеев А.И. Повышение эффективности разработки вскрышных пород и углей Эльгинского месторождения Якутии путем их разупрочнения с использованием поверхностно-активных веществ // Горная промышленность. 2021. №1. С. 98-104.
23. Чебан А.Ю., Секисов А.Г. Совершенствование технологии разработки сложноструктурных месторождений с применением комбинированной выемки руд // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №3. С. 35-44.
24. Maloletnev A.S., Mazneva O.A., Naumov K.I. Breparation of granulated domestic fuel from small coal fractions of the Moscow and Kansk-Achinsk basins // Solid Fuel Chemistry. 2012, vol. 46, no. 2, pp. 114-120.
25. Смагин В.П., Федорко П.В., Федорко Н.П. Анализ использования комбайна Wirtgen 2200SM при раз-работке сложноструктурных угольных пластов на разрезе «Черемховский» // Горная промышленность. 2015. №2. С. 74-76.