УДК 504.55.054:622(470.6)
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-1-4-16
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): при подземной разработке месторождений от 40 до 80% образованных техногенных пустот заполняют твердеющими закладочными смесями. В большинстве случаев твердеющие закладочные смеси транспортируют самотеком, возможности которого зависят от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющей закладочного трубопровода, а для глубоких рудников и шахт не превышают 1500 м. Используемые методы: теоретических обобщений с применением математической статистики, физическое и математическое моделирование, выполнение расчетов и технико-экономических обоснований, лабораторные и натурные экспериментальные исследования, промышленные испытания в условиях действующих предприятий по стандартным и новым методикам. Новизна: изучены технологии и технические средства для транспортирования твердеющих закладочных смесей и разработан алгоритм расчета схем их трубопроводного транспорта в подземные выработанные пространства, содержащих 0,10–0,35 доли единицы диспергированных частиц с концентрацией твердых частиц в воде 0,10–0,85 доли единицы и осадкой стандартного конуса 10–13 см. Результат: увеличение дальности доставки твердеющих смесей расширяет область применения технологий с закладкой выработанного пространства, сокращает капитальные и эксплуатационные затраты и избавляет от необходимости строительства новых закладочных комплексов с отвлечением значительных площадей земной поверхности. Практическая значимость: изученные нами параметры транспортирования твердеющих смесей в техногенные пустоты на большое расстояние при небольшой глубине горных работ показали, что наиболее перспективным является вибросамотечный транспорт, обеспечивающий гомогенизацию смеси и приращение прочности за счет активации в трубопроводе. Предложен алгоритм расчета параметров трубопроводного транспорта твердеющих закладочных смесей для двух вариантов доставки, который может быть востребован при проектировании технологий разработки месторождений подземным способом.
Ключевые слова
Подземная разработка, твердеющая смесь, трубопроводный транспорт, параметры транспортирования, математическое моделирование.
Для цитирования
Обоснование параметров вибросамотечного транспорта твердеющих закладочных смесей в шахты / Ляшенко В.И., Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Франчук В.П. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №1. С. 4–16. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-1-4-16
1. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Физматгиз, 1959. 439 с.
2. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. М.: Госстройиздат, 1960. 132 с.
3. Горные машины для добычи руд / отв. ред. А.П. Лысов. М.: Недра, 1968. 231 с.
4. Штокман И.Г., Мухопад Н.Д. Транспорт при строительстве подземных сооружений и шахт. М.: Недра, 1970. 232 с.
5. Франчук В.П., Анциферов А.В. Использование принципа Вольтерра и комплексного модуля упругости при учете неупругих сопротивлений в колебательных системах с существенной асимметричной нелинейностью // Науковий вісник НГАУ. № 2. 2000. С. 30–32.
6. Справочник по горнорудному делу / под ред. В.А. Гребенюка, Я.С. Пыжьянова, И.Е. Ерофеева. М.: Недра, 1983. 816 с.
7. Ляшенко В.И., Рыбалко В.Я. Совершенствование трубопроводного транспорта закладочных смесей в глубокие шахты // Горный журнал. 1988. № 6. С. 50–53.
8. Добыча и переработка урановых руд / под общ. ред. А.П. Чернова. Киев: Адеф–Украина, 2001. 238 с.
9. Ляшенко В.И., Голик В.И. Совершенствование технологии и технических средств подземной разработки урановых месторождений // Горный журнал. 2007. №1. С. 11–14.
10. Юдин А. В. Оценка параметров свободных колебаний просеивающей поверхности грохота с консольно защемленными колебаниями // Изв. вузов. Горный журнал. 2016. №5. С. 52–59.
11. Ляшенко В.И., Дятчин В.З., Франчук В.П. Технические средства для добычи и переработки рудных материалов. Сообщение 2 // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 4. С. 33–41.
12. Ляшенко В.И., Франчук В.П. Повышение эффективности активации компонентов твердеющей закладочной смеси в установках вибрационного трубопроводного транспорта // Изв. вузов. Горный журнал. 2017. № 4. С. 92–100.
13. Golik V.I., Razorenov Y.I., Polukhin O.N. Metal extraction from ore benefication codas by means of lixiviation in a disintegrator // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. №17. С. 38105–38109.
14. Разработка технологии закладочных работ на основе цементно-шлакового вяжущего на Орловском руднике / Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник, С.Н. Шапошник, Г.Т. Нуршайыкова, З.К. Тунгушбаева // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. №1. С. 84–91.
15. Golik V.I., Gabaraev O.Z., Maslennikov S.A., Khasheva Z.M., Shulgaty L.P. The provision of development conversion perspectives into undeground one for russian iron ore deposits development // Journal of the Social Sciences. 2016. Т. 11. №18. С. 4348–4351.
16. Закладочные смеси на основе отходов обогащения руд в системах подземной разработки месторождений Норильского промышленного района / П.С. Гузанов, А.Э. Лытнева, А.Н. Анушенков, Е.П. Волков // Горный журнал. 2015. № 6. С. 85–88.
17. Basarir H., Bin H., Fourie A., Karrech A. & Elchalakani M. An adaptive neuro fuzzy inference system to model the uniaxial compressive strength of cemented hydraulic backfill // Mining of Mineral Deposits. 2018. No. 12(2). P. 1–12. https://doi.org/10.15407/mining12.02.001
18. Sotskov V., Dereviahina N., & Malanchuk L. Analysis of operation parameters of partial backfilling in the context of selective coal mining // Mining of Mineral Deposits. 2019. No. 13(4). P. 129–138. https:// doi.org/10.33271/mining13.04.129
19. Iordanov I., Novikova Yu., Simonova Yu., Yefremov O., Podkopayev Ye., & Korol A. Experimental characteristics for deformation properties of backfill mass // Mining of Mineral Deposits. 2020. No. 14(3). P. 119–127. https://doi.org/10.33271/mining14.03.119
20. Стовманенко А.Ю., Анушенков А.Н. Трубопроводный транспорт литых твердеющих закладочных смесей с пониженным водосодержанием // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 99–104.
21. Каплунов Д.Р., Радченко Д.Н. Принципы проектирования и выбор технологий освоения недр, обеспечивающих устойчивое развитие подземных рудников // Горный журнал. 2017. № 11. С. 121–125.
22. Оценка влияния накопившихся пустот на безопасность доработки Артемьевского месторождения / Шапошник Ю.Н., Неверов А.А., Неверов С.А., Никольский А.М. // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 108–118.
23. Волков Е.П., Анушенков А.Н. Разработка технологии закладки горных выработок твердеющими смесями на основе хвостов обогащения // Изв. вузов. Горный журнал. 2019. № 7. С. 5–13 (In Eng.). DOI: 10.21440/0536-1028-2019-7-5-13
24. Исследование влияния активационной обработки на галитовые отходы обогащения при приготовлении закладочной смеси / Конгар-Сюрюн Ч.Б., Фараджов В.В., Тюляева Ю.С., Хайрутдинов А.М. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 1. С. 43–57. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-43-57.
25. Ляшенко В.И., Франчук В.П. Повышение эффективности и безопасности трубопроводного транспорта твердеющих закладочных смесей в глубокие шахты // Изв. вузов. Горный журнал. 2021. № 1. С. 15–26. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-1-15-26