Организация и планирование производства на карьерах при выемке руды зонами ограниченных размеров тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Организация и планирование производства на карьерах при выемке руды зонами ограниченных размеров"

Р Г Б ОД

П /■ г?лг> -¡п^с

На правах рукописи

СЕНАТОРОВЛ Ольга Николаевна

УДК 622.271.3 : 658.012.2(043)

ОРГАНИЗАЦИЯ II ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА НА КАРЬЕРАХ ПРИ ВЫЕМКЕ РУДЫ ЗОНАМИ ОГРАНИЧЕННЫХ РАЗМЕРОВ

Специальность 08.00.28 — «Организация производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

до а 1м

Работа выполнена >в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель докт. техн. наук ,проф. РЕЗНИЧЕНКО С. С.

Официальные оппоненты: докт. техн. паук, проф. ГРАЧЕВ Ф. Г., канд. техн. наук, доц. МАЛЯРОВ 10. А.

Ведущее предприятие — Государственное .предприятие «Главный информационно-вычислительный .центр Госкомитета РФ по металлургии».

Защита диссертации состоится « . . . » . . . . 1996 г.

в . . . час. на заседании диссертационного совета К-053Л2..05 в Московском государстзен-ноо* горном университете по адресу: 117935, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 117935, ГСП-|1, Москва, В-49, Ленинскнй проспект, 6, МГГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « . . . »..... 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. экон. наук, доц. СОКОЛОВСКАЯ М. Б.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Горная промышленность испытывает в настоящее время значительные трудности, связанные с переходом к рыночной экономике. К середине 1995 года промышленный спад составил свыше 50% от уровня 1990 года. Сокращение инвестиций в горную промышленность привело к уменьшению объемов производства на горных предприятиях, что существенно снизило использование производственных мощностей.

Развитие рыночных отношений при сокращении объема производства требует от горных предприятий более гибкого подхода к возможности оперативного изменения номенклатуры выпускаемой продукции и, в частности, для горнорудных предприятий - расширение спектра качественных характеристик выпускаемых концентратов. При этом главным становится обеспечение возможности удовлетворения практически любых требований различных (зарубежных и отечественных) потребителей в качестве, объемах и сроках поставки продукции. Производитель должен иметь возможность практически и любое время предоставить разнообразную продукцию. Целесообразность регулирования сортамента выпускаемой продукции объясняется не только конъюнктурой спроса, но и изменяющимися горнотехническими условиями разработки (динамики качественных показателей, соотношения сортов полезных ископаемых и др.), ибо проектные проработки и технология добычи и обогащения рассчитываются обычно по усредненным показателям месторождения.

Инерционность существующих технологий добычи и усреднения, в частности, наличие значительных по размеру рабочих зон, когда выемка руд ведется из большого числа забоев, приуроченных к рудным разностям различного химического состава, существенно уменьшают возможности в обогатительном переделе оперативного получения концентратов с требуемыми качественными характеристиками.

Поиск новых технологических решений, позволяющих повысить эффективность открытого способа разработки, привел к способу отработки рудных тел выработками ограниченных размеров с достаточно крутыми откосами бортов. Выработки формируются в карьер-

ном пространстве и имеют параметры, связанные с инженерно-геологическими условиями залегания руд. Иными словами, речь идет о создании в карьере добычных зон ограниченных размеров, чю позволяет но-новому решать многие вопросы, в том числе дать иную организацию горных работ, обеспечивающую стабилизацию качества руды, поступающей на обогатительную фабрику.

В связи с этим разработка организационно-технологических решений при зонной добыче железных руд открытым способом , позволяющих стабилизировать показатели рудопотока, является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка методических основ организации и планирования горных работ в карьере при ведении работ зонами офаниченных размеров, параметры которых определяются инженерно-геологическими условиями залегания рудных тел.

Идея работы состоит в том, что организация добычных работ и карьере при выемке рудных тел выработками ограниченных размеров позволит стабилизировать и оперативно менять качественные показатели рудопотока за счет поддержания на определенном интервале времени требуемого соотношения типосортов руд.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

- стабилизацию качественных показателей рудопотока в пределах интервалов времени, определяемых требованиями обогатительного передела, необходимо осуществлять на основе организации ведения добычных работ в карьере зонами ограниченных размеров;

- разработанная модель адаптивного планирования количества и месторасположения в карьере добычных зон, размеры которых связаны с параметрами рудных тел, позволяет стабилизировать характеристики рудопотока;

- решение задачи линейного целочисленного программирования с оулеоыми переменными по выбору и расстановке технологических комплексов является инструментом организации выемочно-погрузочных работ в выработках, размеры которых колеблются в значительном диапазоне.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- использованием апробированных методов моделирования и планирования развития горных работ;

- анализом статистических данных;

- применением современных вычислительных систем;

- представительным объемом математического моделирования.

Значение работы. Научное значение работы состоит п разработке методических основ принятия организационно-технологических решений при зонной добыче железных руд открытым способом.

Практическое значение работы заключается:

- в получении конкретных предложений по организации зонной отработки применительно к условиям ряда железорудных месторождений, разрабатываемых открытым способом;

- в разработке рекомендаций по стабилизации характеристик карьерного рудопотока при использовании зонной отработки с целыо повышения эффективности работы горно-обогатительного предприятия.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на "Неделе горняка" в феврале 1995 г., проводившейся в МГГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы две статьи.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы; изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вопросы организации ведения горных работ в рудных карьерах отражены в работах академиков Н.В. Мельникова и В.В. Ржевского, докторов технических наук В.И. Ганицкого, С.С. Резничеко, С.А. Ильина, Ю.И. Анистратова, М.Г. Новожилова, А.И. Арсентьева, B.C. Хохрякова и многих других ученых.

Изучению вопросов организации и планирования горных работ при формировании рудопотоков с требуемыми качественно-количественными характеристиками с целью повышения эффективности обогатительного передела и снижения потерь посвящены груды докторов технических наук Ю.П. Астафьева, Ф.Г. Грачева, Б.Г1. Юматова, М.В. Васильева, П.П. Бастана, кандидатов технических наук В.11. Тимашова, В.П. Гладких и многих других исследователей.

Анализ работ, упомянутых выше авторов, свидетельствует о широком диапазоне исследований, связанных с обоснованием организационно-технологических решений при открытой разработке рудных

месторождений. Вместе с тем обзор опубликованных работ свидетельствует, что формирование стабильных рудопотокоа базируется на традиционной технологии отработки рудных залежей, ориентирующейся на наличие мощных усреднительных систем в карьере и на обогатительной фабрике. Вопросы селективной выемки решались применительно к задачам уменьшения потерь руды и снижения разубожива-ния в конкретном забое.

В диссертационной работе в соответствии с поставленной целью и результатами анализа проведенных ранее исследований решались следующие задачи:

- установление принципиальной возможности организации ведения добычных работ выемками ограниченных размеров с целью поддержания в рудопотоке карьера требуемых соотношений типосортов руд на интервале времени, определяемом условиями обогатительного передела;

- проведение статистического анализа горно-геологических условий залегания руд для выявления усредненных геометрических параметров рудных тел, определяющих размеры горных выемок при зонной отработке;

- разработка методики адаптивного планирования горных работ в железорудном карьере при зонной отработке для формирования ру-допотоков с заданными характеристиками;

- разработка методических основ расстановки технологических комплексов при ведении добычных работ в карьере горными выемками различных размеров;

- обоснование организационно-технологических решений применительно к условиям карьера Лебеди некого ГОКа при ведении добычных работ выработками ограниченных размеров.

Поставленные задачи решались применительно к рудным карьерам, в которых разрабатываются рудные тела сложного состава при значительном количестве типосортов.

В грузопотокад, поступающих на обогатительную фабрику, виды руды значит ельно отличаются друг от друга по физико-механическим свойствам и обогатимосги. Для каждого отдельного вида существуют свои оптимальные режимы дробления и обогащения. При поступлении на обогатительную фабрику комбинации различных видов руд невозможно выдерживать эти режимы, что значительно увеличивает ресурсопотребление не только обогатительной фабрики, но и горнообогатительного комбината в ослом. При этом увеличиваются потери в хвостах, уменьшается выход концентрата, что ведет к дополнительным нагрузкам на все комплексы оборудования, используемые в ка-

рьере и на фабрике. Для стабилизации работы фабрик обычно выделяют несколько основных типов руды и для каждого типа определяют оптимальную технологическую схему переработки. Нормальное функционирование каждой схемы зависит от времени существования рудопотока определенного качества. Возможности оперативной перенастройки обогатительного процесса при изменении качественных характеристик рудопотока ограничены, и это определяет необходимое время существования однотипного рудопотока. Для фабрики оно составляет не менее 7-40 дней.

В связи с этим возникает необходимость в разработке организационно-технологических решений при ведении горных работ и их планировании, позволяющих стабилизировать показатели рудопотока.

Промышленные типы железорудных месторождений весьма разнообразны по условиям образования, что существенно сказывается на технологии добычи. Среди них выделяют магматические, карбонати-товые, скарнопые, гидротермальные, осадочные (в том числе коры выветривания), метаморфизированные.

В диссертации проанализирована работа карьера АО "Лебединский ГОК" на железорудном месторождении. Нижние горизонты отрабатываются экскаваторами ЭКГ-8И с использованием автомобильного транспорта с дальнейшей перегрузкой горной массы на перегрузочных пунктах в железнодорожный транспорт. Вышележащие уступы отрабатываются с погрузкой напрямую в железнодорожный транспорт. Средняя длина отрабатываемого блока при погрузке в автомобильный транспорт составляет 200-300 м.

В целом по Стойло-Лебединскому месторождению показатели руды по содержанию Ре как общего так и магнетитового, а также по обогатимости колеблются в широких пределах. Такое колебание качественных показателей значительно отражается на работе обогатительных фабрик. Основное влияние на качественные и количественные показатели рудопотокон оказывают используемая система разработки и организация горных работ на карьере. Для анализа этого влияния были использованы месячные планы горных работ, неделыю-суточные графики работы и погоризонтные геологические планы.

Формирование элементарных рудопотокоп в карьере осуществляется согласно основным гипосортам. Количество элементарных рудопотокоп определяется числом находящихся в работе забоен и их [ином. Выполнение фсбопяннн фабрики по качеству и объемам поступающего сырья при существующей системе разработки значительно усложняет организацию горных работ в карьере. В течение ме-

сяца более 45% экскаваторов ведут работу в двух и более забоях. По качественному составу в карьере преобладают сложные забои, в которых осуществляется добыча двух, а в некоторых случаях и трех типосортов руды. Для большинства сложных забоев характерно значительное колебание количественного состава типосортов добываемых руд. Количество сложных забоев в рудной зоне достигает 80% общего числа забоев, что ведет к одновременному существованию в карьере большого числа элементарных рудопотоков всех типосортов.

В ходе анализа качественного состава-руд, добываемых каждым экскаватором, было определено время существования элементарных рудопотоков. Время существования грузопотока наиболее распространенных типосортов руд (магнетитовой и биотиткуммингтонито-вой) не превышает 1 недели. Но в некоторых случаях оно может достигать нескольких (6-8) недель. Наличие в карьере большого числа различных по своим качественным показателям элементарных рудопотоков значительно уменьшает время существования однотипного (одного из выделенных типосоротов) рудопотока. поступающего на обогатительную фабрику. На рис. 1 представлено характерное для работы карьера изменение объемов добываемых типосортов по неделям.

Одним из возможных путей к стабилизации качественно-количественных показателей рудопотока, а также перераспределению во времени и сокращению объемов вскрышных работ является концентрация горных работ в карьере. Под концентрацией следует понимать выделение в карьере отдельных организационно-технологических зон производства добычных работ, приуроченных к тем или иным рудным разностям. Размеры таких зон в значительной мере определяются горно-геологическими условиями залегания рудных тел, а их количество - объемом производства и технологическими требованиями обогатительного передела. Выделение таких зон позволит получить стабильные по качественно-количественным показателям рудопотоки на временном интервале, определяемом с одной стороны конъюнктурой рынка, а с другой г технологическими ограничениями по перенастройке обогатительных линий. Концентрация горных работ предусматривает формирование в пределах бортового массива выработок округлой формы и относительно малых размеров. Размеры выработок определяются требуемым составом руды с учетом обеспечения безопасности ведения горных работ.

Рис I. Гистограмма изменения количественных характеристик грузопотоков из забоя по типам руд

Предложенные академиком В.В.Ржевским и рядом других ученых технологические решения по формированию в карьере открытых горных выработок размерами порядка 100 -200 м в плане и высотой до 60 - 100 м с крутыми углами откосов позволяют по иному посмотреть на организацию добычных работ. Вместо традиционной организации горных работ была предложена организация, предусматривающая выделение добычных зон с высокой концентрацией горных работ.

Для карьера АО "Лебединский ГОК" был рассмотрен вариант организации работ при их концентрации на отдельном участке с использованием существующих технологических комплексов оборудования. Основное требование к рассматриваемому варианту - возможность поддержания в течение длительного времени (не менее 4 недель) рудопотока определенного качественного состава.

В рассматриваемом варианте организации работ в течение всего месяца была обеспечена добыча магнетитопой руды при незначительном искривлении фронта горных работ; месячный объем добычи руды можег быть выполнен 9 экскаваторами вместо 14.

Число забоев, приходящихся в среднем на один экскаватор, сократилось на 41%. Поднигание фронта горных работ составило 40 м. Анализ геологических погоризонтных планов и планов горных работ позволил сделать вывод о возможности дальнейшего использова-

мин концентрации горных работ для стабилизации характеристик ру-донотоков.

Для обоснования технологических параметров и организационных решении при концентрации горных работ необходим анализ горногеологических особенностей залегания рудных тел.

Линейные параметры рудных тел, их пространственное расположение и качественная характеристика существенно влияют на принятие организационных и технологических решений.

Для условий АО "Лебединский ГОК" было проведено статистическое исследование размеров рудных площадей месторождения. Дня выяснения размеров рудных тел, имеющих выход в борт действующего карьера АО "Лебединский ГОК", и определения средних значении этого параметра были проведены замеры на всех погоризонтных планах с отметками от -105 м до +60 м. При выделении основных разновидностей железистых кварцитов использовалась применяемая на комбинате классификация. Из анализа результатов следует, что средние значения размеров рудных тел, приуроченных к отдельным разновидностям кварцитов, составляют 45-90 м. Эти величины и бу-лут определять основные геометрические параметры горных работ.

При планировании и организации ведения горных работ зонами ограниченных размеров решается ряд сложных технологических и организационных задач: определение места расположения добычных зон и их параметров, расстановка комплексов оборудования для работы в этих зонах, организация работы основного и вспомогательного оборудования и т.д. На практике решения по данным задачам в большинстве случаев основываются на методе вариантов, а также личном опыте и интуиции проектировщика, т.е. процесс принятия пешения трудоемок, а результат в большинстве случаев не являете*; наиболее экономичным (оптимальным).

И данной работе, на основе современных математических методов >,• вычислительной техники, решаются задачи моделирования развития горных работ, а также разработаны методические основы расстановки технологических комплексов при ведении добычных работ горными выемками различных размеров.

При создании экономико-математической модели планирования г.йзвиткя горных работ были выделены три группы критериев. 1. Критерии, связанные с показателями работы карьера: - минимизация коэффициента вскрыши (текущего, среднего, гра-аачного, среднеэксплуатационного) за определенный период;

- минимизация объема вскрышных работ в течение планируемого > 1С о иола:

- максимизация объема добычи полезного ископаемого;

- минимизация отклонения текущего коэффициента вскрыши о г его планового значения за определенный период времени;

- минимизация отклонения текущего объема вскрыши от его ила новой величины;

- минимизация отклонения текущего объема добычных работ oí его плановой величины;

- равномерность загрузки оборудования.

2. Критерии, связанные с качественными характеристиками полезного ископаемого:

- максимизация содержания полезного компонента;

- минимизация содержания вредного компонента;

- максимизация (минимизация) выхода определенного сорта;

- минимизация отклонения текущего значения показателя качества полезного ископаемого от его плановой величины;

- минимизация отклонения текущего выхода сортов от их планового значения за период планирования при определенном их соотношении;

- минимизация коэффициента горной массы.

3. Критерии, связанные с итоговыми показателями работы карьера:

- максимизация выхода концентрата;

- максимизация выхода металла;

- минимизация отклонения текущего выхода концентрата от его плановой величины;

- минимизация отклонения текущего выхода металла от его планового значения.

Возможные области применения критериев планирования представлены в таблице I.

Ограничения модели делятся на три группы.

1. Количественные ограничения:

- по объему добычи полезного ископаемого (^д

Q;i rnia < Qa < Q;i max;

- по объему вскрышных работ Qb

Qb min < Qs < Qb max.

Таблица 1.

Критерии планирования и области их применения

Критерии планирования

Области применения критериев

Критерии, связанные с технолоютескнми показателями работы карьера

Кв —р- min Используются для сокращения

объемов вскрышных работ при Qb —min постоянной производительности

карьера по горной массе или Qa _min полезному ископаемому.

Крит ерии, связанные с обеспечением стабильных показателей горных работ

1\в - Кн ил Qi • Овпл Од - Одпл Q« - Q ср

Используются для стабилизации ведения вскрышных работ при постоянном качестве полезного ископаемого.

Используются для обеспечения устойчивой работы ГОКов , стабилизации показателей его рабогы.

Критерии, связанные с качественными характ еристиками полезного ископаемого

<Х| (Ii

гаах Применяются при разработке

шш месторождений с изменчивым

качеством полезного ископаемого, шах многокомпонентного сырья.

Критерии, связанные с обеспечением стабильности сачеспюшых характеристик

пиа Используются для обеспечения

стабильного качества полезного ископаемого и выхода определенного то сорта.

Используются при разработке месторождении с большой мощностью • она вскрыши и изменчивым качественным составом полезного ископаемого.

ja - aiiw

1 Ki ¡(Ii • ßi iu>|

Kim

Критерии, с&танные с итоговыми показателями работы карьера

У —► гаах Используются в условиях тесной

связи карьеров и обогатительных ОС ше—шах фабрик при дефицитности продукции.

Критерии, связанные с итоговыми показателями работы карьера и обеспечением стабильности

внп Используются для оценки эффективности работы обогатительных min фабрик.

I у - Y пл I | (X те - (X те пл |

s

2. Ограничения по качественным показателям:

- по качественным характеристикам полезного ископаемого а

(X min <, (X й СИ max;

- по выходу концентрата у

У > упл;

- по выходу сортов ß а

ß s£ ß япл; ß s s ß s пл.

3. Технологические ограничения;

- по максимальной величине подвигания в блоке

Xi 5 Di,

где D i - ширина i-ro блока, X i - подвигание в i-м блоке;

- по соблюдению минимальной ширины рабочей площадки М

Xij - X (i - 1) j 5 М;

- по допустимой кривизне фронта горных работ К

Xij - Xi(jii) s К,

где К - допустимая кривизна фронта горных работ.

При решении задачи выбора места расположения добычных зон и определения их параметров используется блочная модель месторождения. На выбор линейных размеров блоков для модели мсстортгте-ния наиболее существенно влияют два фактора:

- геометрические размеры рудных тел одного типа;

- используемые на карьере комплексы выемочного оборудования.

При выделении блоков соблюдались следующие требования:

- блоки приурочены к отдельным разностям руд;

- при значительной длине рудного тела по фронту, в нем выделяются несколько блоков, кратных размеру выемочного блока;

- при малых параметрах смежных блоков они объединяются, в результате получается блок смешанного вида.

Определение параметров рабочих зон осуществляется в два этапа. На первом этапе планирования осуществляется поиск оптимального решения с использованием всей блочной модели месторождения.

Основное гребонание к расчетному варианту - выделение добычных зон, отработка которых обеспечит существование в планируемый период рудопотежа с постоянными качественными характеристиками.

На первом этапе планирования при постановке задачи на основе унифицированной экономико-математической модели выбирается критерий и соответствующая ему система ограничений. Фактическая * величина о[раннчсний определяется исходя из характеристик, используемых на карьере выемочных комплексов, применяемых в выработках ограниченных размеров, согласно способу ведения горных работ отдельными добычными зонами. Ограничения определяются линейными размерами блоков.

И большинстве случаев результаты, полученные на первом этапе, не могут быть использованы для недельного и сменного планирования. Параметры выделяемых блоков в ряде случаев не позволяют достаточно точно выделять отдельные типосорта. Для задач подобного рода необходимо уменьшить параметры блоков и ввести дополнительные ограничения. Это определяет необходимость второго этапа планирования развития горних работ в карьере.

На втором этапе планирования в зонах, выделенных на стадии укрупненной оценки месторождения, блочная модель трансформируется согласно новым требованиям и в расчет вовлекаются лишь блоки, определенные на первом этапе планирования. При этом сохраняется установленный порядок отработки блоков и существующие технологические и организационные ограничения. Подвергается изменению ограничение, определяющее величину максимального подвигания в блоке.

При концентрации горных работ размеры выработок могут изменяться от нескольких десятков до нескольких сотен метров. На эффективность использования технологического комплекса оказывает существенное атияние соответствие параметров комплекса и выработки, в которой ведутся работы. Возможные варианты технологических комплексов, позволяющих вести работы в выработках ограниченных размеров, представлены в табл. 2. Наряду с традиционным оборудованием - мехлопатами и драглайнами в зонах ограниченного размера могут использоваться грейферы, гидравлические обратные лопаты, колесные погрузчики, транспортные и скиповые подъемники, фрезерные комбайны, краны.

Технологические комплексы классифицируются по месту расположения оборудования и способу отработки блока. Оборудование может располагаться: вне выемочного пространства блока; внутри выемочного пространства блока; смешанное, в пределах блока.

Отработка блоков может осуществляться на полную высоту лапа или послойно в пределах этапа.

Таблица 2.

Классификация технологических комплексов (до перегрузочных пунктов)

место расположе! !ия оборудования способ отработки блока

на полную высоту этапа послоП) ю в пп'леПГах :п ана

вив выемочного пространства блока Шарошечные станки, драглайны

Станки пневмоударного бурения, тросовые грейферы

Станки пневмоударного бурения, гидравлические обратные лопаты и грейферы

внутри выемочного пространства блока Станки пневмоударного бурения, колесные пт-руэчики, транспорты с польемннхи

Станки пневиоударно! о бурения. колесные погрузчики, скиповые подъемники

смешаннов, £ пределах блока Станки пневмоударного бурения, колесные погрузчики контейнеры, краны (при высоте этапа до 15 м) Станки пневмоударного бурения, колесные погрутшкя, контейнеры, кранм

Фрезерные комбайны с конвейерным илн автомобильным транспортом, конвейерный подъем

Для выбора технологических комплексов и решения задачи расстановки оборудования разработана модель линейной целочисленной задачи с булевыми переменными.

В модели индексы I, к используются для обозначения зон ведения горных работ и применяемых на предприятии комплексов оборудования соответственно. При этом У ¡к - число комплексов оборудования типа к, устанавливаемых в зоне 1,

У 1к = { а*к1,..., а1к!,..., «Икп } ; Р |к! - булевая переменная

(Р 0с1 = 1 , если У »к = а&1, в противном случае (5 Ш = 0 ) .

У ¡к = Е Р ¡к1 а4к1 V 1, к.

1

Ограничения модели содержат следующие требования. ^

1. По количеству комплексов оборудования ГЧк типа к :

£ раа шы * РЛ Ук. У

2. По условию однотипности комплексов оборудования, устанавливаемых в зоне I и однозначности определения величины У ¿к :

£ р1к1 = 1 VI

и

3. По целочисленности переменных р1к1:

О 5 Р1У 5 1, Р1к1 - целое число V 1, к, 1.

Целевая функция модели:

2 сраа аы -> шах,

где ф|к1 - интегральный показатель, характеризующий степень соответствия технико-экономических и организационных показателей расстановки комплексов оборудования параметрам зоны и плановым показателям.

Применительно к условиям карьера АО "Лебединский ГОК" последовательно были выполнены оба этапа планирования развития горных работ и расстановка оборудования.

В результате поквартального расчета на первом этапе были получены две отдельные добычные зоны, расположенные на юго-западном и северо-восточном бортах карьера. Высота первой добычной зоны (юго-западный борт) составляет 75 метров. Вторая зона расположена на горизонтах +45 и +60 м. Длина зон по фронту на верхних горизонтах порядка 300 м. Максимальное подвигание фронта горных работ на отдельном участке составило 100 м. Затем были

последовательно рассчитаны параметры добычных зон и объемы горных работ на второй и третий кварталы. В результате влияния технологических ограничений потребовался в начале частичный, а затем и полный переход в другие зоны.

На втором этапе планирования производится трансформация линейных размеров блоков модели месторождения, расположенных в зонах, полученных на первом этапе. Параметры блоков изменяются (как правило, в сторону уменьшения) согласно геологическим особенностям зон.

На основании данных, полученных при планировании 1 квартала, были проведены расчеты декадных планов предприятия. В течение всего расчетного периода работы ведутся в первой добычной зоне, при этом в отработку вовлекаются 7 блоков. Средняя величина по-двигания в них составляет 16 м. Работа во второй зоне начинается только в восьмой декаде. Постепенно количество разрабатываемых блоков увеличивается, и в пятой декаде в отработку вовлекаются все блоки первой добычной зоны. Увеличение количества отрабатываемых блоков оказывает влияние на величину подвигания фронта горных работ, которая постепенно снижается.

Выбор технологических комплексов и решение задачи расстановки оборудования проиллюстрируем на примере декадных планов 2 квартала. Во 2 квартале работы ведутся в 4 добычных зонах. Для производства работ в этих зонах предлагалось использовать 3 типа выемочного и 2 типа транспортного оборудования, имеющегося в распоряжении данного предприятия. Результаты моделирования, основанные на учете влияния размеров зон на производительность горнотранспортного оборудования и эксплуатационные затраты, показали необходимость использования в разных блоках различных комплексов оборудования. В результате расчетов подтвердилась возможность использования метода выбора направления развития горных работ при их ведении отдельными добычными зонами, были решены задачи выбора технологических комплексов и расстановки оборудования. Анализ полученных результатов показал их технологическую и организационную приемлемость.

Как указывалось выше, основной целью предлагаемой организации производства зонами ограниченных размеров являлась стабилизация качественных характеристик рудопотока поступающего не обогатительную фабрику. На рис. 2 показано изменение дисперсии усредняемого показателя качества при традиционном методе планирования, при планировании с периодически изменяемой величиной усредняемого показателя и при предлагаемой организации.

качества при различных методах планирования

—»• ■■ при планировании показателя на постоянном уровне ■ при периодическом изменении планового уровня усредняемого показателя - при планоровании показателя и случае зонной отработки

Сравнительная эффективность указанных подходов к стабилизации качественных характеристик рудопотока приведена в табл. 3.

Таблица 3. Сравнительная эффективность предлагаемых организационных решений

Наименование показателя Един, изм. Зарианты

1 2 3

Отклонение от среднего а Ре % + (4.0-5.6) + ( 1.7-2.4) + (0.8-1.1)

Коэффициент извлечения Ре % 66-68 69 -71 72-75

Коэф. использования высмочно- погрузочного оборудования % 65-72 65-72 75-80 без перетрут

Затраты на усреднение % 100 90 -85 90-70

Анализ данных показывает, что переход на организационно-технологические решения, полученные в данной работ е, позволяют за счет уменьшения амплитуды колебаний качества в 3-4 раза повысить извлечение металла из руды, увеличить коэффициент использования оборудования и снизить общие затраты на усреднение руд.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных в работе исследований дано новое решение актуальной научной и практической задачи разработки организационно-технологических решений при зонной добыче железных руд открытым способом , позволяющих стабилизировать показатели рудопотока , имеющие существенное значение для экономичности горных работ при эксплуатации рудных карьеров.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем.

I. Предложенная организация ведения добычных работ зонами ограниченных размеров позволяет стабилизировать качесгвенно-количественные характеристики рудопотока и гибко изменять их в зависимости от конъюнктуры рынка.

2. Применительно к условиям Стойло-Лебединского месторождения среднестатистические размеры рудных зон составляют 45-90 м, что определяет размеры выемочных зон.

3. Предложена универсальная модель, обеспечивающая адаптивность планирования благодаря возможности выбора критериев в соответствии с интервалами планирования и изменением требований к выпускаемой продукции горно-обогатительного комбината.

4. Предложен метод выбора технологических комплексов для конкретных горно-геологических условий, заключающийся а учете влияния размеров добычных зон на производительность горнотранспортного оборудования и эксплуатационных затрат и базирующийся на решении линейной целочисленной задачи с булевыми переменными."

5. На первом этапе планирования следует выбирать добычные зоны ограниченных размеров на основании геологической модели всего месторождения. На втором этапе производится детализация геологической модели за счет включения в нее блоков меньшего размера в пределах зон, выбранных на первом этапе, и задача планирования решается на меньшем интервале времени.

о. Предложенная модель реализована для условий Стойло-Лебединского месторождения и дала технологически возможные и организационно допустимые варианты решения, состоящие в обосновании количества добычных зон и расстановки соответствующих комплексов горного оборудования в этих зонах.

7. Разработанные организационно-технологические решения, основанные на зонной добыче железных руд, позволяют за счет уменьшения в 3-4 раза колебания качественных показателей рудопотока увеличить извлечение металла из руды, увеличить коэффициент использования оборудования и снизить общие затраты на усреднение руд на 10-20% в сравнении с традиционной технологией.

Основные положения диссертации опубликованы в работах :

1. Реэниченко С.С., Сенаторова О.Н. Обоснование целесообразности горных работ в рудных карьерах при стабилизации характеристик рудопотока. Тез. докл. конф. "Экологические проблемы горного производства, переработка и размещение отходов". - М.: МГГУ, 1995

2. Сенаторова О.Н. Планирование выемки зонами ограниченных размеров в рудных карьерах при стабилизации характеристик рудопотока. Деп. в Горном инф.-аналит. бюл. № 4. - М.: МГГУ, 1995.

Подписано в печать 19.02.96. Формат 60x90 1/16. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ Ц22

Типография Московского государственного горного университета.

ь1ос.-:.5а, ¿енински.; пр-т, 6