Теоретические основы подземной разработки рудных месторождений
С.Цой, Р.Б.Юн (Теоретические основы подземной разработки рудных месторождений. Алматы, 2004, 316 с.)
В книге изложены методы определения основных параметров рудников по многим критериям, оптимальной раскройки месторождения на ряд шахтных полей, синтеза оптимальных сетей вскрытия шахтных полей, выбора оптимальной системы разработки, определения местоположения технологической линии отбойки руды в зависимости от любого заданного качества добываемой руды при разработке сложноструктурных месторождений и другие методы решения различных задач, связанных с проектированием, планированием и управлением производственными процессами при подземной разработке рудных месторождений.
Предисловие
Учебное пособие "Теоретические основы подземной разработки рудных месторождений" по дисциплине "Проектирование горных предприятий", написанное известными учеными в области горной науки, посвящено теоретическим основам проектирования, планирования и управления технологическими процессами при подземной разработке рудных месторождений.
В учебном пособии изложены оригинальные математические методы решения многих ключевых вопросов, занимающих особое место в списке нерешенных проблемных задач. Практическая реализация каждого метода их решения осуществляется применением компьютерной технологии.
Все главы в учебном пособии размещены логично в соответствии с последовательностью проведения горных работ как при строительстве, так и при эксплуатации рудников.
В первых двух главах учебного пособия дается методология предварительной стадии проектирования рудников, в которой изложены методы определения ценности, рентабельности, самоокупаемости разработки месторождений, а так же метод определения критических содержания и себестоимости, минимальной внутренней нормы рентабельности и других показателей.
В последующих главах учебного пособия рассматриваются совершенно новые методы решения различных вопросов, имеющих важное значение для дальнейшего развития как горнорудной промышленности, так и горной науки. В них изложены:
- метод определения основных параметров рудников на основе оптимизации по многим критериям;
- метод оптимальной раскройки месторождения на ряд шахтных полей;
- синтез оптимальных сетей вскрытия шахтного поля, в котором даны способы построения графа сетей горных выработок, кодирования исходной информации и алгоритм отыскивания допустимых путей по матрице совместности, а также математическая модель и ее реализация;
- метод выбора оптимальной системы разработки по многим критериям;
метод определения оптимальной технологической схемы производственных процессов;
- теоретические основы системы автоматизированного проектирования технологии добычи руд в условиях месторождений со сложными по морфологии приконтактными зонами. Изложен универсальный метод определения местоположения технологической линии отбойки руды в зависимости от заданного качества добываемой горной массы. При этом метод позволяет определить параметры буровзрывных работ, нормативные потери и разубоживание руды;
- метод планирования горных работ с применением математического программирования и сетевого планирования;
- методы определения параметров сложных вентиляционных сетей и их синтеза в условиях регламентированной депрессии;
- метод составления оптимального графика движения рудничного локомотивного транспорта с применением имитационного моделирования;
инновационная технология производства цветных металлов непосредственно на местах подземной добычи руд.
Из вышеизложенного следует, что содержание учебного пособия полностью соответствует учебной программе дисциплины "проектирование горных предприятий".
Материалы, изложенные во всех главах учебного пособия, за исключением первых двух - результат фундаментальных исследований, проведенных на протяжении многих лет авторами данной работы, поэтому они не могут быть найдены в других литературных источниках. Таким образом, они являются новыми, содержательными и вызовут большой интерес у студентов. Учебное пособие станет одним из основных источников подготовки горных инженеров на высшем уровне.
Выход в свет подобного содержательного учебного пособия свидетельствует о высоком уровне научно-педагогической деятельности кафедры "Подземная разработка полезных ископаемых" Горного института Казахского Национального технического университета им. К. И. Сатпаева.
Заведующий лабораторией
специальных методов разработки недр
ИГД им. Д.А.Кунаева,
академик HAH PK,
доктор технических наук, профессор Алтаев Ш. А.
Заведующий кафедрой открытых горных работ
Горного института Казахского национального
технического университета им. К.И.Сатпаева,
академик HAH PK,
доктор технических наук, профессор Ракишев Б. Р.
Заведующий лабораторией
основ теории технологии добычи
твердых полезных ископаемых
ИГД им. Д.А.Кунаева,
академик HAH PK,
доктор технических наук, профессор Рогов Е. И.
ВВЕДЕНИЕ
Горнорудная промышленность создает огромные материальные ценности и служит одним из основных источников жизнедеятельности всех отраслей товарного производства. Вся ее промышленная деятельность основана на эксплуатации невозобновляемых природных минеральных ресурсов. Эта особенность накладывает на горнорудную промышленность особую ответственность за полноту извлечения геологических запасов полезных ископаемых. Следовательно, вопросы разработки балансовых и забалансовых руд с предельно минимальными допустимыми потерями являются одной из основных современных геотехнологических и геоэкологических проблем рационального использования и охраны недр. Важность этого вопроса особо подчеркивается законом Республики Казахстан "О недрах и недропользовании", согласно которому все горнодобывающие предприятия независимо от формы собственности должны обеспечивать полноту извлечения и качество добываемых полезных ископаемых, рациональное и комплексное использование минеральных ресурсов на всех этапах недропользования, а также вести достоверный учет извлекаемых и оставляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых. Таким образом, решение указанной проблемы имеет актуальное значение в дальнейшем развитии как горной науки, так и горнорудной промышленности.
Для успешного решения указанной проблемы требуется проведение фундаментальных исследований по каждым производственным параметрам и процессам, связанным с технологией добычи и переработки руд. При этом особое внимание следует уделить разработке теоретических основ определения оптимальных параметров и процессов, без которых невозможно создавать ни системы автоматизированного проектирования (САПР), ни автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) с применением компьютерной технологии.
Следует отметить, что теоретические работы возникают и развиваются, исходя из потребности и запросов промышленности, из опыта и практики, из развития производительных сил и производственных отношений.
Следовательно, единство науки и практики выступает как производительная сила и определяет производственные отношения. Таким образом, разработка теоретических основ оптимизации параметров и производственных процессов, а также управления ими с помощью компьютерной технологии, является одной из основных задач ускорения развития как горной науки, так и технического прогресса.
Анализ существующих различных методов проектирования, планирования и управления, применяемых в отраслях горнорудной промышленности, показывает, что в арсенале горной науки, имеющиеся теоретические работы, служащие основой создания САПР, АСУТП и алгоритмов решения различных технических, экономических и организационных задач, находятся далеко не на должном уровне. В связи с указанным, целью настоящего учебного пособия является изучение и освоение сущности математических методов, применяемых как научные основы решения различных задач, с использованием компьютерной технологии.
В данном учебном пособии рассматриваются теоретические основы решения различных задач, возникающих как при проектировании и планировании, так и при управлении производственными процессами технологии добычи и переработки руд.
В первых двух главах излагаются основные технико-экономические показатели, дана методология предварительной оценки месторождений, где рассмотрены методы определения ценности, рентабельности, чистой прибыли, самоокупаемости разработки месторождений, критической себестоимости и критического содержания полезного компонента.
В третьей, четвертой и пятой главах, соответственно, рассматриваются сущность нового метода определения основных параметров рудников на основе оптимизации по многим критериям, математическая модель оптимальной раскройки месторождения на ряд шахтных полей и синтез оптимальных сетей вскрытия шахтных полей, в котором изложены методы построения графа, кодирования исходной информации и отыскания допустимых путей по матрице совместности, математическая модель и ее реализация.
Шестая и седьмая главы, соответственно, посвящены выбору системы разработки, определению оптимальной технологической схемы производственных процессов и вопросу возможности увеличения выемочной мощности рудного тела за счет вовлечения в добычу и переработку забалансовой руды.
В восьмой главе изложены теоретические основы системы автоматизированного проектирования технологии добычи руд в условиях месторождений полезных ископаемых со сложными по морфологии приконтактными зонами. Здесь дан универсальный метод решения проблемной задачи определения местоположения технологической линии отбойки руды в приконтактных зонах любой конфигурации, что обеспечивает требуемое экономически выгодное соотношение объемов добываемых руды и породы, позволяет определить параметры буровзрывных пород и все геотехнологические показатели: коэффициенты потерь и разубоживания руды, балансовые и забалансовые запасы руды и другие. Реализация всех проектных решений осуществляется компьютерной технологией.
В девятой главе определяются вскрытые, подготовленные и готовые к выемке запасы руды, рассматриваются оптимальное планирование добычи руд с применением линейного программирования и оптимальное распределение капиталовложений методом динамического программирования, а также применение сетевого планирования горных работ.
В десятой и одиннадцатой главах, соответственно, изложена теория вентиляционных сетей, в которой даны методы кодирования топологии сети, построения дерева сети, независимых контуров. Приведен алгоритм контурного метода расчета вентиляционных сетей, а также дан метод оптимизации вентиляционной сети в условиях регламентированной депрессии.
В двенадцатой главе, автором которой является кандидат технических наук А.Г. Казанский, приводится решение одной из проблем рудничного транспорта - составление оптимального графика движения подземного локомотивного транспорта методом имитационного моделирования.
Тринадцатая глава, написанная при участии кандидата технических наук Ю.А. Каткова, посвящена разработке инновационной технологии и техники для производства цветных металлов непосредственно на местах подземной добычи руд путем применения блокового выщелачивания с многократным использованием продуктивных растворов. Данная технология позволяет продлить срок жизнедеятельности как действующих, так и строящихся рудников за счет валового извлечения всех балансовых и забалансовых руд, что обеспечивает рациональное недропользование и охрану недр.
When you subscribe to the blog, we will send you an e-mail when there are new updates on the site so you wouldn't miss them.
