Registration Number
0825U001584, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-06-2025
popup.evolution
o
Title
Improvement of the technology of underground processing of iron ore deposits in conditions of high waterlogging of deposits
Author
Kostiantyn Kovbyk,
popup.head Vsevolod Kalinichenko
popup.opponent Zinoviy Malanchuk
popup.opponent Andrii Kosenko
popup.review Mykhailo Fedko
popup.review Oleksandr Shepel
popup.rada
Kryvyi Rih National University
Description
Обводненість родовищ залізних руд ускладнює підземний видобуток через вплив води на технологічні процеси і спричиняє втрати. Виникає необхідність у вдосконаленні технологій, зокрема гідромеханізації, де вода використовується як ресурс для руйнування масиву. Пропонується застосовувати надлишки води для створення компенсаційних камер замість буровибухових методів, а також оптимізувати випуск обводненої руди.
У першому розділі був виконаний аналіз сучасних технологій. Досліджено проблеми осушення родовищ Криворізького басейну, де традиційні системи розробки неефективні в умовах обводнення. Запропоновано використовувати надлишкову воду для гідромеханізації, зокрема для створення компенсаційних камер. Визначено, що частина покладів басейну придатна для часткового або повного впровадження технології гідроруйнування. В другому розділі виконано дослідження технологічного процесу руйнування руди гідромоніторами. Досліджено вплив тиску води та шаруватості масиву на руйнування пухких мартитових руд. Встановлено, що тиск води знижує нормальні напруження в масиві, сприяючи руйнуванню за рахунок зсувних напружень. В третьому розділі проведено дослідження з впливу обводненості гірського масиву на ефективність процесів підземних гірничих робіт. Зокрема за результатами дослідження встановлено, що вода погіршує текучість руди, збільшує зависання та втрати (до 7,58%). Експерименти показали, що збільшення частки середньофракційних частинок (5-3 мм) з 55,16% до 60,16% знижує втрати на 0,5–1%. Запропоновано поправочний коефіцієнт рівня втрат руди по системі із обводненістю та розпушенням. В четвертому розділі було розглянуто і запропоновано технологію формування компенсаційних камер технологією гідроруйнування, яка забезпечує стабільність порід і зменшує сейсмічний вплив на виробки та масив як при буровибуховому способу утворення компенсацій. Рекомендовано уніфіковану схему розробки для Кривбасу, що дозволяє підвищити інтенсивність випуску руди на 15-20% без значних змін у матеріально-технічній базі із застосування технології гідроруйнування.
Висновки по роботі полягають у наступному: гідромеханізація ефективна для обводнених родовищ, особливо при шаруватих структурах; оптимізація фракційного складу руди та використання кореляційних моделей знижують втрати; розроблено модель визначення продуктивності гідромонітора для руйнування пухких руд із врахуванням напружень; запропонована система розробки з гідроруйнуванням забезпечує енергоефективність і зменшує витрати на 0,5-1,2%.
Отримана наукова новизна полягає у тому що: уперше встановлено залежність виходу фракційного матеріалу при руйнуванні руд водяними струменями від взаємного розташування оголовка гідромонітора до шаруватості рудного масиву; уперше визначено залежність зміни величини втрат обводненої руди під час випуску від зміни її фракційного складу; набули подальший розвиток теоретичні основи визначення параметрів гідромеханізації на підземних підприємствах, визначено продуктивність гідромонітора при руйнуванні пухких руд струменями води під тиском та встановлено залежності розвантаження структуру пухких руд від нормальних напружень в результаті дії зрізуючих напружень, які лінійно залежать від величини зчеплення руди та тангенційно від кута внутрішнього тертя і вертикальних напружень; набула подальший розвиток теорія випуску обводнених руд – показники втрат при випуску відбитої і насиченої водою руди залежать від її фракційного складу й коефіцієнта розпушення і при насиченні водою на 5, 5,5, 6, 7% та зміні вмісту фракційного складу 5-3мм з 55,16% до 60,16%, який знаходиться в квадратичній залежності від коефіцієнта розпушення та використовується як поправочний коефіцієнт рівня втрат відбитої руди по системі розробці з гідровідбійкою залізних руд.
Практичне значення полягає у розроблені: рекомендацій при визначенні оптимального тиску для руйнування порід струменем води як для очисного видобування, так і для проходки виробок; методик розрахунку орієнтовної величини втрат при випуску насиченої водою руди; методик визначення додаткового коефіцієнта кореляції величини втрат руди залежно від її обводненості; методик зменшення показників величини втрат за рахунок керування гранулометричним складом відбитої рудної маси в умовах обводнення родовищ; удосконаленого варіанта системи розробки, який забезпечує ефективне видобування корисних копалин в умовах обводнення родовищ і несе в собі елементи енергоефективності й технологій гідроруйнування масиву, дозволяють зменшити втрати відбитої руди з 4,5, 5,64, 6,37, 7,58% до 4,5, 5,17, 5,68, 6,92%.
Registration Date
2025-05-08
popup.nrat_date
2025-05-08 / 2026-07-01
