Анотація до роботи:

Романенко О.В. Наукові основи технології внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.03 – відкрита розробка родовищ корисних копалин. – Криворізький технічний університет, Міністерство освіти і науки України. Кривий Ріг, 2005.

Дисертація присвячена розробці наукових основ технології внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах, що забезпечує підвищення техніко-економічних показників гірничовидобувних підприємств та раціональне використання природних ресурсів. Метою роботи є завершення формування наукової бази застосування технології внутрішнього відвалоутворення на практиці розробки крутоспадних родовищ.

Розроблено вихідні положення наукових основ технології формування відвалів у виробленому просторі глибоких кар’єрів у процесі їх експлуатації; методичні основи автоматизованого планування гірничих робіт із внутрішнім відвалоутворенням; рекомендації для впровадження у практику технології внутрішнього відвалоутворення на глибоких кар’єрах та обґрунтовано її ефективність і область застосування. У цілому це дозволило розв’язати актуальну наукову проблему створення наукових основ технології внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах.

У дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, розв’язано актуальну наукову проблему створення наукових основ технології внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах, шляхом встановлення закономірностей формування внутрішнього відвалу в динаміці розвитку гірничих робіт діючих кар’єрів, що дозволяє зменшити питому землеємність та збільшити ефективність відкритої розробки.

Основні наукові та практичні результати:

1. У даний час розробка крутоспадних родовищ виконується переважно із застосуванням зовнішнього відвалоутворення, що потребує значних витрат та призводить до беззворотної втрати цінних земельних ресурсів. Через недосконалість теоретичної бази технологія внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах на практиці застосовується епізодично.

2. Основою вибору способів внутрішнього відвалоутворення є розроблені, взаємопов’язані між собою класифікації, в тому числі класифікація способів формування відвалів у виробленому просторі глибоких кар’єрів, яка відрізняється тим, що розподіл виконано за двома ознаками: час (початок) застосування способу, а також зона виробленого простору, в якій відсипають розкривні породи.

В окрему групу виділено способи формування відвалу локально на окремих ділянках, розташованих по всій поверхні виробленого простору. З урахуванням цього розроблено класифікацію локальних формувань із розкривних порід та визначено зони виробленого простору за їх функціональним призначенням.

3. Виявлені основні закономірності формування робочої зони внутрішнього відвалу в динаміці розвитку гірничих робіт в умовах діючих кар’єрів.

4. Встановлено, що стійкість первинного відвалу буде забезпечена, якщо сумарна ширина робочих площадок, що відсипаються із розкривних порід, буде не меншою, ніж різниця між проекціями на горизонтальну площину укосу відвалу при стійкому результуючому куті укосу та при природному куті укосу даної категорії порід.

5. Встановлено, що строк формування первинного відвалу при глибині кар’єру 600 м, яка є типовою для Кривбасу, складає 3,67-4,42 роки. При цьому в період формування первинного відвалу 48,0-50,3% розкривних порід необхідно розмістити у зовнішній відвал для забезпечення проектної продуктивності кар’єру. Якщо відмовитись від зовнішнього відвалоутворення, то на період формування первинного відвалу продуктивність кар’єру треба скоротити не менше ніж на 46,7%.

6. Уперше установлено закономірності взаємозв’язків запропонованої технології відвалоутворення у зоні виробленого простору „основний відвал”, особливість якої полягає у розташуванні фронту робіт відвальної західки паралельно напрямку розвитку гірничих робіт кар’єру.

На ділянках західки біля бортів кар’єру висота ярусу, що відсипається, змінна, а тому швидкості переміщення нижньої і верхньої брівок відвальної західки не однакові і знаходяться в показниковій залежності від обсягів відвалоутворення.

7. Досліджено взаємозв’язки параметрів гірничих робіт при локальному тимчасовому відвалоутворенні на поверхні рудного покладу. При наявності внутрішнього відвалу треба підвищувати інтенсивність гірничих робіт, що забезпечується за рахунок концентрації гірничих робіт шляхом зменшення довжини екскаваторного блока і застосування високопродуктивних технологічних комплексів.

8. Встановлено раціональні області застосування технологічних схем із внутрішнім відвалоутворенням на крутоспадних родовищах.

Обґрунтовано, що при горизонтальній потужності покладу більше 300 м і кінцевій глибині кар’єру до 300 м включно незалежно від довжини кар’єру по дну раціонально застосовувати технологію внутрішнього відвалоутворення одним етапом з двома транспортними виходами із кар’єру.

При горизонтальній потужності покладу більше 300 м і кінцевій глибині кар’єру, яка перевищує 300 м, раціонально застосовувати технологію внутрішнього відвалоутворення одним етапом з двома транспортними виходами із кар’єру тільки при кінцевій довжині кар’єру по дну до 4 км, а при більшій довжині раціонально застосовувати технологію відвалоутворення двома етапами (шарами) з двома транспортними виходами із кар’єру.

9. Розроблено методичну базу технології внутрішнього відвалоутворення на крутоспадних родовищах, що включає методики вибору раціональних параметрів первинного відвалу, інтегрованої системи автоматизованого планування гірничих робіт та методику аналізу ефективності технології розробки глибоких кар’єрів з внутрішнім відвалоутворенням за землеємністю.

10. Матеріали досліджень використано при розробці нормативних матеріалів „Положення про проектування внутрішнього відвалоутворення та складування відходів виробництва у залізорудних і флюсових кар’єрах”, що виконувались автором за дорученням Кабінету Міністрів України і затверджені наказом Міністерства промислової політики України від 17.08.2004 р. № 142.

Впроваджені результати виконаних робіт у виробництво на діючих кар’єрах забезпечили фактичний економічний ефект у розмірі 8462201 грн., а з урахуванням витрат майбутніх періодів – 3394015 грн. та дозволили зменшити площу зовнішніх відвалів на 12 га, а у перспективі – на 806 га, що підтверджує ефективність результатів виконаних досліджень та запропонованих рекомендацій.

Широке застосування технології з внутрішнім відвалоутворенням в гірничо-добувній промисловості забезпечить економічну ефективність за рахунок зменшення приведених витрат на 7,6-25,1% і зменшення питомої землеємності до 11,8 раза.

Основні положення і результати дисертації опубліковано в роботах:

1. Открытая разработка крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием /А.Г. Шапарь, В.Т. Лашко, А.В. Романенко, В.Е. Киковка/ Под ред. Э.И. Ефремова. - К.: Наукова думка, 1992. - 115с.

2. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений. – М.: Недра, 1993.-272 с. (Розділ 8.5 Способы доработки карьеров С. 213-216 написаний спільно з А.Г.Шапарем, В.Т.Лашком, В.Є.Кіковкою).

3. Положення про проектування внутрішнього відвалоутворення та складування відходів виробництва в залізорудних і флюсових кар’єрах/ А. Шапар, П. Копач, В. Романенко, В. Лашко, В. Бондаренко, А. Дриженко, Ю. Вілкул, Ю. Ніколашин, О. Романенко, В. Слободянюк, В. Квітка, В. Моісеєнко, А. Воробйов, О. Ігнатов, В. Галімуллін/ Інститут проблем природокористування та екології НАН України. -Дніпропетровськ: Мінерал.- 2004.-50с.

4. Монастырский В.Ф., Кирия Р.В., Кукушкин А.О., Панчошный Н.М., Пивень В.А., Романенко А.В. Повышение эффективности циклично-поточной технологии на карьерах Кривбасса // Горный журнал. – 1995.- №12. - C. 43-44.

5. Романенко О.В. Пiвнiчний гiрничо-збагачувальний комбiнат на шляху ринкових перетворень // Відомості Академії гiрничих наук України. - 1997. - №3. - С. 50-53.

6. Романенко А.В. Эффективность технологии выемки руды с внутренним отвалообразованием в условиях Анновского карьера СевГОКа // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. – 1997. - Вып. 61.- С.29-32.

7. Романенко А.В. Повышение эффективности открытых горных работ в условиях ОАО "СевГОК" в результате применения внутреннего отвалообразования // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 1998.- № 1. - С. 61- 63.

8. Романенко А.В. Об использовании выработанного пространства для складирования отходов горно-обогатительного производства // Горный журнал.-1998. - №1. - С. 78-79.

9. Романенко А.В. Внутреннее отвалообразование на Анновском карьере ОАО "СевГОК" //Сб. Геотехническая механика. - 1998. - №5. - C. 178-184.

10. Несмашный Е.А., Романенко А.В., Черный А.Г. Уточнение геоструктуры северо-восточного борта Первомайского карьера на основании исследования его деформированного состояния //Металлургическая и горнорудная промышленность. 1998. - № 3.- С.80-82.

11. Романенко А.В. Проблемы технического перевооружения ОАО "Северный ГОК" в новых условиях хозяйствования // Сб. научн. трудов НГА Украины– Днепропетровск: РИК НГА Украины.- 1998.- Т.4 , № 3. - С. 45 - 49.

12. Романенко О.В. Класифiкацiя технологiчних схем розробки крутоспадних родовищ з внутрiшнiм вiдвалоутворенням // Вiдомостi Академiї гiрничих наук України. - 1999. - № 1. - С.7-9.

13. Щелканов В.А., Дейнега И.И., Романенко А.В., Малюта А.Д., Черный А.Г. Отработка борта карьера в зоне сдвижения подземного рудника // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог.: КТУ. - 1999. - Вып. 68.- С. 29-32.

14. Романенко А.В., Черный А.Г., Николашин Ю.М. Особенности складирования скальных пород в глубоких карьерах Кривбасса //Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2000.-№ 5.- С. 78-80.

15. Колесник Н.Д., Романенко А.В. Открытое акционерное общество "Северный горно-обогатительный комбинат" // Горный журнал. - 2000. - №6. - C. 167-168.

16. Дядечкин Н.И., Романенко А.В., Черный А.Г., Николашин Ю.М. Эффективность внутреннего отвалообразования на карьерах ОАО "СевГОК" // Горный журнал . - 2000. - № 8. – С. 12 – 14.

17. Романенко А.В. Анализ применения технологии разработки крутопадающего месторождения MONTROC-MOULINAL (France) // Сб. научн. трудов НГА Украины– Днепропетровск: РИК НГА Украины.- 2000.- №10. - С.75 - 81.

18. Романенко А.В. Опыт применения внутренних отвалов на карьерах СевГОКа // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. - 2000. - Вып. 72 - С. 11-15.

19. Щелканов В.А., Храпко О.И., Сторчак С.А., Романенко А.В., Полухина Н.В. Особенности определения параметров внутренних постоянных отвалов в зоне перспективных подземных работ // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. – 2000. - Вып. 73.- С. 26-29.

20. Романенко А.В. Европейские стадии оценки технологий открытой разработки крутопадающих месторождений // Сб. Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. – 2000- Вып. 73 .- С. 38-40.

21. Завсегдашний В.А., Романенко А.В. Использование скальных вскрышных пород для строительства транспортных коммуникаций в карьере // Сб. научн. трудов НГА Украины– Днепропетровск: РИК НГА Украины.- 2001.- Т.1 , №11. - С. 57 - 60.

22. Завсегдашний В.А., Несмашный Е.А., Слободянюк В.К., Романенко А.В. Интегрированная система планирования горных работ в карьере и на отвалах // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. – 2001- Вып. 74.- С. 13-17.

23. Романенко А.В. Теоретическое обоснование горнотехнической возможности размещения в глубоких карьерах отвалов скальных пород и экологические проблемы их рекультивации // Екологія і природокористування: Збірник наукових праць Інституту проблем природокористування та екології НАН України. Випуск 3. - Дніпропетровськ, 2001.- С.249 –256.

24. Сторчак С.А., Щелканов В.А., Колесник Н.Д., Романенко А.В. Перспективы открыто-подземной разработки запасов Анновского карьера // Сб. научн. трудов НГА Украины – Днепропетровск: РИК НГА Украины. - 2001.- Т.2 , №12. - С. 134 - 138.

25. Романенко А.В. Определение параметров бермы безопасности нижнего яруса отвала с учетом улавливания скатывающихся камней // Сб. научн. трудов НГА Украины – Днепропетровск: РИК НГА Украины.- 2001.- Т.2 , №12. - С. 184-186.

26. Завсегдашний В.А, Николашин Ю.М., Романенко А.В. Внутреннее отвалообразование в карьере ОАО Ингулецкий ГОК // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. – 2001- Вып. 75.- С. 26-30.

27. Щелканов В.А., Храпко О.И., Сторчак С.А., Романенко А.В. Условия и область применения технологических схем открытых горных работ при комбинированной разработке железорудных месторождений // Сб. Разработка рудных месторождений. -Кривой Рог: КТУ. – 2001- Вып. 75.- С. 23-26.

28. А.В. Романенко, А.Г. Черный, Ю.М. Николашин, Б.В. Ратушный Геомеханический контроль состояния бортовых массивов при обосновании параметров этапной разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием// Сб. Разработка рудных месторождений. – 2001. - №76. - С.21-26.

29. Завсегдашний В.А., Романенко А.В. Закономерности формирования рабочей зоны отвала // "Проблемы геоинформатики при комплексном освоении недр". Доклады III Международной научно-практической конференции. – Днепропетровск. – 2001. - С.118-121.

30. Несмашный Е.А., Романенко А.В. Расчет надежности устойчивого состояния внутренних отвалов // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2002. - № 1.- С.72-74.

31. Несмашный Е.А., Романенко А.В., Бицюк В.П. Управляемое сдвижение породы при внутреннем отвалообразовании // Итоги и проблемы производства, науки и образования в сфере добычи полезных ископаемых открытым способом. Материалы международной научно-технической конференции, 10-11 октября 2002г.- Екатеринбург: УГГГА, 2002.-С.161-163.

32. Романенко О.В. Рекомендації з формування баз даних для автоматизованого проектування гірничих і відвальних робіт глибоких залізорудних карєрів. – Кривий Ріг: Мінерал, 2002. - 17 с.

33. Романенко А.В. Оценка области применения технологии разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразования этапами // Горный журнал.- 2002.-№4.- С. 87-89.

34. В.А. Завсегдашний, А.В. Романенко, И.Е. Григорьев Математическая модель планирования горных работ при внутреннем отвалообразовании // Сб. Разработка рудных месторождений, 2002. - №80. - С.27-29.

35. Завсєгдашній В.О., Максимчук А.Г., Григор’єв І.Є., Романенко О.В. Розрахункові принципи економічних показників гірничих робіт залізорудних кар’єрів // Сб. Научных трудов. Качество минерального сырья, 2002. - Кривой Рог, С.103-105.

36. Щелканов В.А., Андреев Б.Н., Письменный С.В., Романенко А.В. Комбинированная разработка балансовых запасов железорудных карьеров Украины// Горный информационно-аналитический бюллетень, Москва: Изд-во Московского горного университета, 2003. - №12. - С.187-188.

37. Шапарь А.Г., Романенко В.Н., Пивень В.А., Романенко А.В. Эколого-ориентированная технология разработки крутопадающих месторождений с размещением вскрышных пород внутри карьера // Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини. Збірник наукових праць. Вип.13. Дніпропетровськ. – 2003. - С.79-82.

38. О.В. Романенко Обґрунтування та дослідження параметрів первинного внутрішнього відвалу на дні глибокого кар’єру // Екологія і природокористування. Збірниик наукових праць. Вип.5. Дніпропетровськ. – 2003. - С.168-174.

39. Б.Н. Андреев, О.О. Ларионов, А.В. Романенко Перспективы строительной геотехнологии при переходе к подземной разработке руд из карьерного пространства // Сб. Разработка рудных месторождений. – 2004. - №85. - С.45-49.

40. В.А. Пивень, А.В. Романенко, Ю.М. Николашин Геомеханический мониторинг Ингулецкого железорудного месторождения// Сб. Разработка рудных месторождений. – 2004. - №85. - С.142-146.

41. Андреев Б.Н., Письменный С.В., Романенко А.В. Промышленные испытания ограждений автотранспортных коммуникаций в условиях карьера ОАО «ИнГОК» // Зб. Вісник Криворізького технічного університету. – 2005. – Вип.7. - С.45-49.

42. Патент № 7307А. Україна. МКИ Е21С 41/00. Спосіб лісовпорядкування відвалів скельних гірничих порід / В.Ф. Терещенко, О.В. Шапурін, М.М. Панчошний, В.О. Півень, І.В. Іванов, М.М. Пирєєв, О.В. Романенко, В.В. Головко.- Опубл. 30.06.95; Бюл. № 2. - 2 с.

43. Патент № 22014А. Україна. МКІ Е21С 41/00. Спосіб відвалоутворення в зоні обвалення / М.М. Панчошний, В.О. Півень, О.В. Романенко, О.Д. Малюта, Б.С. Валько, О.Г. Чорний , В.О. Щелканов, Ю.К. Одокієнко, С.О. Сторчак, О.К. Кузнецов.- Опубл. 30.04.98; Бюл. № 2. - 2 с.

44. Патент № 23403А. Україна, МКІ Е21С 41/00. Спосіб укладання гірничих порід у екскаваторний відвал / М.М. Панчошний, В.О. Півень, О.В. Романенко, О.В. Шапурін, О.Д. Малюта, І.Г. Калапуц, Б.С. Валько.- Опубл. 31.08.98; Бюл. № 4; - 3с. іл.

45. Патент № 33955 А Україна, МКІ Е21С 41/06 Спосіб комбінованої розробки крутоспадних родовищ корисних копалин / В. Ф. Бизов, С.О. Сторчак, В.П. Воловик, О.Є. Чередниченко, Ю.І. Ковальов, О.В. Романенко, В.В. Лотоус, В.О. Щелканов, Б.М. Андрєєв.- Опубл. 15.02.01; Бюл №1; - 2с. іл.

46. Патент №30743 А Україна, МКІ Е21С 41/26 Спосіб огороджування горизонтальних і похилих площадок кар’єрів / І.А. Коваленко, В.О. Півень, О.В. Романенко, І.М. Риков, В.О. Щелканов, С.О. Сторчак, І.І. Дейнега.- Опубл. 15.12.00; Бюл. №7-ІІ; - 2с.

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві: [1, 2, 19, 21, 29] – розробка вихідних положень наукових засад технології формування відвалів у виробленому просторі глибоких кар’єрів у процесі їх експлуатації; [22, 34, 35] - розробка методичних основ автоматизованого планування гірничих робіт з внутрішнім відвалоутворенням, розробка та дослідження технології формування первинного відвалу для внутрішнього відвалоутворення одним етапом одночасно по всій його висоті та обґрунтування методичних основ вибору її раціональних параметрів [3, 4, 10, 13-16, 24, 26-28, 30, 31, 36, 37, 39-46] - розробка методичних рекомендацій щодо впровадження у практику технології формування відвалів у виробленому просторі глибоких кар’єрів, обґрунтування її ефективності та визначення області застосування.