Дисертація присвячена питанням теоретичного обгрунтування технологій розробки залізорудних родовищ України з цілеспрямованим формуванням виробленого простору глибоких кар'єрів для переекскавації вміщуючих порід. Розроблені нові напрямки розвитку робочої зони кар'єрів похилими шарами та діагональними панелями. Установлені їх параметри, які забезпечують виймання мінімальних об'ємів розкривних порід без зниження виробничої потужності по залізній руді. Розроблені способи підвищення ефективності руйнування скельних порід вибухом та зниженням інтенсивності пилогазових викидів у атмосферу. Розроблені економіко-математичні моделі формування зони поглиблення з використанням комбінованих видів транспорту в комплексі з мобільним перевантажувальним устаткуванням. Уперше обгрунтовані методи розрахунку параметрів сумісного розташування різнотипних вміщуючих порід у виробленому просторі глибоких кар'єрів. Розроблені способи та методи рекультивації порушеної території.

  Скачати повний текст

Систематизовано вхідні та вихідні фізико-хімічні параметри з метою управління якістю залізорудної сировини з використанням комплексної системи. Встановлено основні закономірності формування комплексної системи автоматичного управління якістю залізорудної сировини на основі інформації, отриманої системою безперервного контролю вмісту корисного компонента у руді. Значну увагу приділено основним закономірностям вибору оптимальних геометричних параметрів вузла вимірювання розсіяного гамма-випромінювання системи безперервного контролю вмісту заліза у вхідній руді на основі результатів математичного моделювання. Розроблено математичну модель системи управління якістю мінеральної сировини з урахуванням фізико-хімічних властивостей залізної руди під час взаємодії з інтегральним потоком розсіяного гамма-випромінювання.

  Скачати повний текст

Досліджено зміни основних параметрів системи розробки з глибиною кар'єру та обгрунтовано комплексний оцінний показник ступеня концентрації гірничих робіт. Досліджено вплив гірничо-геологічних умов розробки на параметри концентрації та установлено аналітичні взаємозв'язки між ними. Вперше розроблено методику визначення оптимальної глибини переходу на концентрацію гірничих робіт ділянками, а також нову методику визначення розмірів відставання розкривних робіт у кар'єрі та їх впливу на параметри концентрації розкривних робіт, яка грунтується на змінному значенні ступеня забезпеченості кар'єру запасами гірничої маси. Наведено економіко-математичну модель визначення параметрів концентрації гірничих робіт за умов можливого непідтвердження геолого-технологічних показників розробки. Запропоновано критерій і методику визначення параметрів концентрації гірничорудного виробництва з урахуванням шкідливого діяння його об'єктів на навколишнє середовище.

  Скачати повний текст

На підставі виконаних теоретичних, лабораторних та експериментальних досліджень встановлено, що обвалена руда має неоднорідні сипучі властивості. Вивчено особливості їх формування. Виявлено нові закономірності випуску обваленої руди з неоднорідними сипучими властивостями. Доведено, що фігури випуску такої руди мають псевдоеліптичну форму. Розкрито закономірності формування параметрів псевдоеліптичних фігур випуску під дією комплексного впливу фізичних особливостей обваленої руди, гірничого тиску та технологічних параметрів. Розроблено методику визначення геометричних параметрів псевдоеліптичних фігур випуску й окремих їх елементів. Обгрунтовано теоретичні основи та практичні методи управління випуском навантаженої руди з неоднорідними сипучими властивостями. Запропоновано нові методи зменшення якісних і кількісних втрат руди під час випуску. Створено ефективні варіанти ресурсоощадних технологій очисної виїмки, які забезпечують суттєве зниження рівня втрат і засмічення руди у ході підземної розробки.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему поліпшення показників роботи шахт за рахунок підвищення якості товарної продукції за одночасного зниження собівартості її видобутку та переробки. Розвинуто комплексний підхід, коли основні технологічні процеси є єдиною технологічною та організаційною сукупністю та досягненням загальносистемного ефекту, від якого залежать основні показники роботи шахти, що забезпечується диференційним вибором оптимальних прараметрів цих процесів і шляхом спільної реалізації регулятивних заходів у системі відробка блоків - переробка руди. Встановлено вплив кута падіння рудного тіла та кута орієнтації "плаваючої" стелини щодо горизонту на показники видобування руди. Експериментально доведено відбиття хвиль від межі розділу розвантаження та опорного тиску.

  Скачати повний текст

Встановлено нові характеристики коливань мінералого-технологічних показників руди у надрах, видобутку рудної сировини та її якісного складу для різних періодів роботи гірничорудних підприємств. Уперше узагальнено методологію гірничо-геологічної інформатики, створено класифікацію її складових та удосконалено структуру інформаційного забезпечення даних підприємств на основі розподілу первинних і попередньо перероблених технологічних даних. Пооаналізовано й обгрунтовано взаємозв'язок технологічних об'єктів та їх параметрів, на яких грунтується оптимізація розвитку гірничих робіт на кар'єрах. Розроблено для перспективного, поточного та оперативного планування ієрархічна система дискретних моделей оптимізації гірничих робіт, в основу якої полкладено технологічно обгрунтовані методу набору директивних показників, застосування яких дозволяє підвищити вилучення металу з руди у середньому на 0,4 %. Запропоновано нову ієрархічну систему дискретних гірничо-геометричних моделей прогнозу розвитку гірничих робіт різних рівнів планування, яка дозволяє для потреб дискретної оптимізації відтворювати динаміку розвитку фронту гірничих робіт у просторі кар'єру та часі з похибкою не вище 5 %. На відміну від відомих систем досліджено та розроблено дворівневе геологічне забезпечення планування гірничих робіт на основі блокового мінерало-технологічного моделювання родовища за сортами руд і наступної інтерполяції за її даними мінералого-технологічних показників зі швидкісним підрахунком запасів у видобувних блоках з похибкою не вище 1,4 - 2,7 %. Класифіковано гірничо-геометричне моделювання відкритої розробки за функціональністю, використаному у математичному апараті, можливості відтворення статичних і динамічних об'єктів. Апробовано методи та моделі оптимізації гірничих робіт, в основу яких покладено призначення критеріїв оптимізації, складу обмежень, характеру керуючих змінних та їх зв'язку з обсягами гірничих робіт та якісними характеристиками руди.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель поздовжніх коливань у бурильній колоні, які виникають внаслідок взаємодії тришарошкового долота з вибоєм під час буріння. Досліджено динамічні характеристики коливальної системи бурильна колона - долото - вибій для різних типорозмірів тришарошкових доліт, компоновок низу бурильної колони та характеристик вибою. Розроблено рекомендації щодо вибору типів доліт, навантаження на долото та частоти обертання у ході розбурювання порід різних стратиграфічних підрозділів Яблунівського ГКР.

  Скачати повний текст

Досліджено гідродинамічні процеси гідроруйнування, дезінтеграції та гідротранспортування матеріалів розсипів за умов розсипних родовищ і техногенних розсипів та розроблено фізико-технічні засади свердловинної гідротехнології видобутку важких металів. Установлено закономірності зниження втрат корисного компонента на днищах виймальних камер залежно від витрати робочого агента, нахилу днища, його шорсткості та процесу витягу корисного компонента з тріщин підстилних порід. Розроблено теоретичні засади процесу гідроелеваторного підйому пульпи та метод його розрахунку, який враховує особливості процесу її переміщення, а також вплив затоплення змішувальної камери гідроелеватора на висоту підйому. Доведено, що ефективність свердловинного гідровидобутку досягається за рахунок використання кінетичної енергії падаючого потоку пульпи для надання корисному компоненту початкової швидкості руху, розгону корисного компонента максимальної крупності до швидкості надійного гідротранспортування та підтримкою її постійною по довжині транспортування керованим профілюванням днища камери. Установлено раніше невідому закономірність кількісного розподілу мінералів у техногенних розсипах. Доведено, що 95 % корисного компонента сконцентровано в ядрі розсипу, параметри якого визначаються конструктивними та технологічними характеристиками промивного устаткування. На базі гідродинамічних процесів розмиву матеріалу розсипів і гідротранспортування рудних пульп розроблено комплект методик розрахунку параметрів технологічних процесів свердловинного гідровидобутку важких металів розсипних родовищ і техногенних розсипів. Висвітлено закономірність формування техногенних розсипів, а також методику пошуку їх ядер. Відзначено, що відмінними рисами запропонованих рішень є відсутність робітників в очисних просторах виймальних камер, збереження земної поверхні з дотриманням комплексу еколого-економічних вимог до конкретного родовища.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання планування режиму гірничих робіт і параметрів системи розробки в кар'єрі у разі зміни величини бортового вмісту заліза в руді. Встановлено основні взаємозв'язки геолого-технологічних показників видобутку та переробки руд на комбінатах Кривбасу. Визначено характер і ступінь впливу величини бортового вмісту на поточні обсяги видобутку, розкриву і переробки руд, наведено економічну оцінку цього впливу. Доведено, що режим гірничих робіт в кар'єрі залежить від величини бортового вмісту заліза в руді та впливає на її оптимальне значення. На основі даних закономірностей досліджено режим гірничих робіт на окремих ділянках кар'єра та розроблено методику визначення оптимального співвідношення обсягів видобутку якісних різновидів руд. Зазначено, що навіть у разі збільшення бортового вмісту експлуатаційний коефіцієнт розкриву в певні періоди розробки родовища може зменшуватися. Запропоновано визначати основні параметри системи розробки з урахуванням наслідків зміни бортового вмісту, що дозволяє зіставляти варіанти режиму за якістю товарної продукції ще на стадії планування. Розроблено методику корегування границь діючих кар'єрів у разі змінення кондицій до якості корисної копалини з урахуванням впливу цього корегування на режим гірничих робіт. Концептуально викладено результати досліджень щодо визначення продуктивності групи кар'єрів у складі одного комбінату.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано параметри технологічних схем розробки тонкожильних крутопадаючих родовищ на базі удосконалення процесів доставки руди в очисних блоках. Запропоновано технологічні рішення за умов відсутності реальних об'єктів реалізації, впроваджені в методику визначення раціональних параметрів технологічних схем розробки тонкожильних крутопадаючих родовищ з застосуванням малогабаритних навантажувально-доставочних машин.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи наукового управління дією вибуху та їх значення щодо оптимізації режимів і схем підривання. Установлено роль схем розташування та режимів підривання свердловинних зарядів стосовно асиметричності фронту напруг з переважанням зсувних і розтягуючих зусиль, а також ступеня корисного використання енергії вибуху. Показано доцільність застосування системи управління динаміки однорідного ізотропного пружного тіла як математичного опису елементів руйнованого масиву. Визначено, що структура лінійної деформації зумовлює у кореляційному значенні параметри подрібнення.

  Скачати повний текст

Визначено закономірності зміни напружено-деформованого стану масиву охоронного цілика, розташованого у масиві зони розвантаження напружень виробленим простором шахти. Встановлено закономірності руйнування масиву гірських порід навколо виробленого простору шахти. Вперше розроблено методику визначення траєкторії закладання та способу кріплення підготовчих виробок в охоронному цілику, який розташований у масиві зони розвантаження напружень виробленим простором шахти. Удосконалено методику визначення параметрів камерних систем розробки для розвантажених ділянок охоронних ціликів.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності та зроблено оцінку розповсюдження важких металів і радіонуклів у грунтах, підземних водах, агро- і дикорослих культурах у районі впливу накопичувачів радіоактивних відходів уранодобувної та уранозбагачувальної промисловості. Розроблено математичну модель забруднення підземних вод поблизу хвостосховищ радіоактивних відходів, яка дозволяє визначати і прогнозувати пріоритетні механізми та напрямки поширення забруднення. Обгрунтовано основні принципи організації локальної системи комплексного геоекологічного моніторингу навколишнього середовища у районі впливу накопичувачів радіоактивних відходів уранодобувної та уранозбагачувальної промисловості, визначено структуру та функції основних підсистем моніторингу. На підставі аналізу просторового розподілу забруднювачів з урахуванням ландшафтної структури території запропоновано розміщення пунктів моніторингових спостережень.

  Скачати повний текст

Проаналізовано проблему екологічної безпеки розробки розсипних титано-цирконієвих родовищ України, здійснено геолого-економічну оцінку природовідтворних заходів у районі їх експлуатації. На прикладі Малишевського родовища досліджено джерела та об'єкти техногенної дії, розглянуто питання екологічної якості основних компонентів геологічного середовища (титано-цирконієвих руд, покривних порід, відкладів хвостосховищ), проведено оцінку екологічно оптимального та доцільного режиму рекультивації порушених земель для забезпечення найменшого впливу техногенного навантаження на довкілля. Обгрунтовано показники для розрахунку економічної ефективності природоохоронних заходів. Визначено шляхи та можливість технологічно безпечного освоєння розсипних титано-цирконієвих родовищ України.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Установлено кореляційну залежність зміни тиску ударної повітряної хвилі по перерізу виробки, залежності ступеня перфорації перемички від ширини смуги захисного елементу. Розроблено методику розрахунку максимально припустимого тиску ударної повітряної хвилі, що прикладається до перемички, яка враховує міцнісні характеристики конструктивних елементів та ступінь її перфорації. Доповнено методику розрахунку параметрів ударних повітряних хвиль, що враховує режим короткоуповільненого підривання і тип застосованої вибухової речовини.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки моделей, методів і алгоритмів інформаційної підтримки прийняття рішень під час оперативного гомеостазісного управління організаційно-технічними об'єктами (ОТО). Проаналізовано сучасні інформаційні технології та рівень їх використання в процесі розробки систем керування організаційно-технічними об'єктами, а також використання клієнт-серверних, Web-технологій і розподіленої обробки даних на підприємствах. Висвітлено проблеми оперативного управління ОТО на гірничорудних підприємствах, роль та функції оператора автоматичної системи управління ОТО, методи, які використовуються для визначення ваг критеріїв і шкал оцінювання дій оператора ОТО. Описано інтерфейсну модель взаємодії диспетчера і організаційно-технічного об'єкта гірничорудного кар'єру, яка реалізує функції адаптації когнітивних особливостей диспетчера та інтелектуального інтерфейсу. Представлено архітектуру системи підтримки прийняття рішень (СППР), що забезпечує вимірювання характеристик диспетчера, побудову його когнітивного профілю та визначення когнітивного типу. Розкрито структуру СППР на основі бази даних та знань, а також результатів практичної реалізації запропонованих моделей прийняття рішень. Розроблено програмне забезпечення інтелектуальної системи навчання СППР, що забезпечує взаємодію диспетчера з системою, контроль його знань і навчання на основі діалогової моделі. Висвітлено ефективність математичних моделей, алгоритмів і методів прийняття оперативних управлінських рішень на підприємствах Кривого Рогу.

  Скачати повний текст

Вперше антропогенні морфоструктури класифіковано за характером їх впливу на підземні геотехнологічні процеси. Розроблено концепцію та методичні принципи наукового обгрунтування технології та параметрів вибухової відбійки за умов техногенезу. Встановлено закономірності геомеханічного впливу геотехногенних формувань на рудні масиви, які руйнуються вибухом, з урахуванням яких обгрунтовано оптимальний рівень їх вибухового енергонасичення. Вперше з використанням принципів дискретизації енергетичного поля вибуху встановлено закономірності зміни технологічних параметрів відбійки шарів руди за варіюючих у широкому діапазоні значень потрібного рівня їх вибухового енергонасичення. Встановлено характер залежності кількості енергії вибухових речовин (ВР), що трансформується у масив, який руйнується, від об'ємної щільності енергії вибуху та фізико-механічних властивостей руд, який свідчить про можливість вибухового енергонасичення відбиваних шарів до оптимального рівня за рахунок газодинамічної локалізації продуктів детонації ВР у свердловинах. Вперше для зарядів ВР завдовжки понад 25 м дано кількісну оцінку процесу детонації за умов газодинамічної локалізації продуктів вибуху в свердловині. Для умов підземного відпрацювання підкар'єрних запасів встановлено залежності параметрів вибухової відрізки "плаваючих" стелин від енергетичних характеристик зарядів ВР і режимів формування налягаючих внутрішніх відвалів скельного розкриття.

  Скачати повний текст

Показано суттєву роль геологічного середовища у розвитку процесів техногенезу, що обумовлена незмінною з часів палеоліту привласнюючою (не відтворювальною) економікою використання мінеральних ресурсів, яка якісно вирізняє гірничодобувну промисловість між іншими технологічними галузями. З'ясовано комплексний характер техногенних перетворень у геологічному середовищі Кривбасу внаслідок інтенсивної розробки родовища залізних руд. На підставі одержаних результатів здійснено оцінку глибини трансформації складових навколишнього середовища в Кривбасі, а також прогнозування розвитку техногенної екосистеми та визначено напрямки управління процесами техногенезу, обумовлених видобутком залізних руд. Доведено, що навколишнє середовище гірничовидобувного регіону необоротно трансформувалося у техногенну екосистему внаслідок невідтворних змін у геологічних структурах, які відбулися в результаті гірничовидобувних робіт, що викликало якісні зміни у всіх складових довкілля. Обгрунтовано стратегію екобезпеки у техногенній екосистемі гірничовидобувного регіону, впровадження якої дає можливість обмежити вплив техногенезу на оточуюче природне середовище шляхом використання технологічних важелів, а також поліпшити екобезпеку у самій техногенній екосистемі за допомогою комплексу технологічних та економічних методів створення умов, сприятливих для життя людини. Результати наукового дослідження рекомендовано використовувати для оцінки й прогнозування впливу гірничовидобувних робіт на стан довкілля та розвитку техногенної екосистеми, а також для розробки пропозицій щодо формування нових підходів у створенні технологій підземного видобутку залізистих кварцитів.

  Скачати повний текст

Установлено оптимальні параметри вертикального концентрованого заряду (ВКЗ), повітряної порожнини над ним і породної подушки в основі заряду, які забезпечують максимальне використання енергії заряду вибухової речовини (ВР) за умов дроблення гірської маси. З'ясовано ефективну форму заряду ВР та місце його розташування в масиві, обвалюваному вибухом, які забезпечують високу якість дроблення. Одержано залежності ширини екрану з порушеної вибухом породи та відстані до нього від величини ЛНО, які забезпечують оптимальний ефект відбиття хвиль напруження, генерованих зарядом ВР.

  Скачати повний текст