Научный руководитель НИР и ОКР – докт. техн. наук, проф. Нифадьев Владимир Иванович.
Актуальность исследований по проекту определяется запросами горнодобывающих предприятий Кыргызской Республики в связи с особенностями разработки высокогорных месторождений, а именно: ограниченными запасами ценных полезных ископаемых в крепких горных породах, суровыми климатическими условиями, удаленностью от основных транспортных магистралей, отсутствием близкорасположенных источников электроэнергии, необходимой инфраструктуры и опыта освоения таких месторождений.
Применение общепринятой цикличной технологии и комплексов оборудования в названных условиях неприемлемо из-за высокой металло- и энергоёмкости горнотранспортного оборудования, серьезного загрязнения окружающей среды выбросами газов при производстве массовых взрывов ВВ и выхлопными газами дизельных двигателей – приводов мощных экскаваторов, буровых станков, автосамосвалов, бульдозеров, а также неизбежного подъема (преодоления силы тяжести) всего объема вскрышных пород и полезных ископаемых в процессе погрузочных работ, выполняемых ковшовыми экскаваторами. В связи с этим предлагается сезонная разработка высокогорных месторождений с помощью легкого горнотранспортного оборудования с доставкой к месту работ вертолетами повышенной грузоподъёмностью.
Таким образом для эффективной разработки высокогорных месторождений необходимо создать технологические, технические и социально-экономические предпосылки для рентабельной разработки новых, экологически чистых, безопасных способов и средств строительства и реконструкции карьеров, в том числе глубоких карьеров.
Решить проблему быстрого и малозатратного увеличения объемов добычи полезных ископаемых высокого качества в недостаточно благоприятных горногеологических, климатических и социально-экономических условиях возможно в результате создания инновационных технологий и новых устройств для разработки действующих и перспективных месторождений полезных ископаемых Кыргызской Республики и стран СНГ.
Конструкторское бюро (КБ) «Новые технологии для высокогорных карьеров» образовано в КРСУ в 2014 г. Научный руководитель работ – докт. техн. наук, проф. Нифадьев Владимир Иванович.
Цель КБ – создать экологически чистые поточную технологию и устройства для непрерывного разрушения вскрышных пород и полезных ископаемых зарядами из сжатого воздуха или водяного газа при открытой разработке высокогорных месторождений, в частности, угольного месторождения Кара-Кече в Кыргызской Республике, соответствующие уровню мировых достижений в горной науке и технике.
Основные задачи КБ:
- создать технологию непрерывного разрушения горных пород и полезных ископаемых в приповерхностном слое откоса высоких уступов;
- изучить закономерности перемещения разрушенной породы по откосу уступа с использованием силы тяжести потока горных пород и полезных ископаемых;
- разработать техническое задание на проектирование призабойного комплекса машин и механизмов для непрерывного разрушения горных пород и полезных ископаемых в приповерхностном слое наклонной плоскости уступов и перегружателей разрушенного потока породы на нижней рабочей площадке непосредственно на ленточные конвейеры без экскаваторов и другой традиционной техники;
- создать средства для непрерывного разрушения крепких горных пород и полезных ископаемых энергией быстрочередующихся газовых потоков сжатого воздуха или зарядов из активированной воды;
- разработать технические и технологические предпосылки для строительства безлюдных карьеров.
Результаты
- создана технология непрерывного разрушения горных пород и полезных ископаемых в приповерхностном слое откоса высоких уступов;
- разработана и испытана действующая модель буроклиновзрывного струга;
- создан генератор для разрушения горных пород и полезных ископаемых различной крепости газовыми потоками высокой энергии.
Рис.1. Технологическая схема поточной разработки скальных вскрышных пород буровзрывным стругом и ленточными конвейерами (на примере высокогорного угольного месторождения Кара-Кече)
Указанные разработки защищены патентами на изобретения и полезные модели Кыргызской Республики, РФ и Евразийском патентном ведомстве:
Патент КР №1012 на изобретение "Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых и призабойный комплекс устройств для его осуществления», авторы: Нифадьев В. И., Коваленко А. А.;
Патент КР №1496 на изобретение "Способ формирования устойчивых откосов в бортах глубоких карьеров и устройство для его осуществления», авторы: Нифадьев В. И., Коваленко А. А., Усманов С.Ф.;
Патент КР № 1677 на изобретение “Устройство для разрушения горных пород»,
авторы: Коваленко А.А., Нифадьев В.И.
Патент КР № 1678 на изобретение ”Устройство для разрушения горных пород», авторы: Коваленко А.А., Нифадьев В.И
Патент RU №169615 на ПМ- Генератор газовых потоков высокой энергии Коваленко А.А.,Нифадьев В.А., Анохин А.В.
КБ установило научные контакты с Институтом горного дела АН РФ, Институтом горного дела им. Кунаева Республики Кказахстан, и Томским политехническим университетом, а также производственные связи с ООО «Кыргызкомур» и акционерной алмазодобывающей компанией «Алроса».
Действующая модель буроклиновзрывного струга
В 2015-2016 гг. разработана конструкторская документация действующей модели буроклиновзрывного струга для непрерывного разрушения горных пород и полезных ископаемых в приповерхностном слое наклонной плоскости уступов, в том числе высоких уступов. В 2017-2018 гг. изготовлена действующая модель струга и проведена его опытная проверка. Результаты проверки положительные.
Действующая модель буроклиновзрывного струга включает:
- многомашинное буроклиновзрывное породоразрушающее устройство непрерывного действия;
- генераторы газовых импульсов высокого давления;
- наклонную платформу для установки породоразрушающего устройства в исходное положение над искусственным забоем в виде каменного блока;
- подъемные лебёдки для установки породоразрушающего устройства в исходное положение;
- аппаратуру дистанционного или автоматизированного управления исполнительными механизмами струга.
Разрушение массива пород до размера фракций, не требующих дополнительного взрывного или механического дробления, позволяет транспортировать разрушенные породы ленточными конвейерами в забоях, карьерах и на отвалах в качестве наиболее эффективного вида транспорта.
Конвейерно-струговые комплексы позволяют осуществить автоматизацию всех производственных процессов и создать карьеры без присутствия людей в действующих забоях.
