Инженерные коммуникации как фактор занятости карьерного пространства Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Е.Л. Алькова, С.В. Панишев, 2002

УДК 62:622.012.3

Е.Л. Алькова, С.В. Панишев ИНЖЕНЕРНЫЕ КОММУНИКАЦИИ КАК ФАКТОР ЗАНЯТОСТИ КАРЬЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА

По мере понижения горных работ рабочая зона карьеров постоянно сокращается. Известно, что стесненность рабочей зоны карьера оказывает отрицательное влияние на технико-экономические показатели открытых горных работ. Так в работе [1] на примере кимбер-литовых карьеров показано, что с понижением рабочей зоны снижается производительность экскаваторов.

Характерной особенностью разработки крутопадающих кимберлито-

вых месторождений Севера является необходимость постоянной откачки воды поступающей в карьерное пространство как за счет поверхностного стока, так и за счет вскрытых меж-пластовых вод. Т.е., обязательным элементом нормальной и безопасной эксплуатации месторождения является наличие системы водоотводных сооружений, требующей для размещения коммуникаций определенной части карьерного пространства.

В данной работе на примере четырех кимберлитовых карьеров пока-

зано, как изменяется занятость карьерного пространства под инженерные коммуникации (система водоотливных сооружений) с глубиной.

Основные характеристики исследуемых карьеров представлены в табл. 1.

Принципиальная схема карьерного водоотлива одинакова для всех карьеров и включает:

- водосборный зумпф на дне карьера;

- водосборный плавающий водовод;

- забойная насосная станция;

- внутрикарьерный водовод;

- главная насосная станция;

- водовод на очистные сооружения.

Схемы водоводов по рассматриваемым карьерам представлены на рис. 1-4.

Водозаборные зумпфы для обеспечения отстоя карьерных вод формируются в самом низком месте забоя и представляют собой выемку в скальном грунте. Размеры зумпфа определяются исходя из максимального расчетного суточного притока.

Для карьеров «Зарница» и «Удачный» размеры зумпфов в плане рекомендованы не менее 15x20 м, для карьера «Дачный» - не менее 8,6х8,6 м. И для карьера «Комсомольский» - не менее 15x15 м. Высотные и плановые положения зумпфов меняются в зависимости от горизонта отработки карьера, в соответствии с текущим положением горных работ.

У зумпфа устанавливается передвижная насосная станция карьерного водоотлива, оборудованная двумя насосными агрегатами (один - рабочий, один - резервный), подающими воду в карьерный водовод. Оборудование насосной станции монтируется в передвижном помещении с размерами в плане 5x7 м.

Таблица 1

ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРОВ ДО ПРОЕКТНОЙ ГЛУБИНЫ

Показатели Комсомольский Дачный Зарница Удачный

Глубина карьера, м 260 125 350 610

Размеры карьера, м по поверхности 680х700 300 х 300 820 х 860 2000х 1600

по дну 140х180 62 х 60 401х460 700 х 300

Ширина рабочей площадки, м 40 - 60 40 - 50 30 30

Высота уступа, м 15 12 (36) 15 45

Угол наклона борта, град 45 3 00 1 41 45 7 4 1 4 4

Срок службы карьера, лет 12 3 22 10

Скорость понижения: добычных работ, м/год 18,8 12, 30, 75 15

врфышньдх работ, м/год 20 22, 30, 73 30

ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАНЯТОСТИ КАРЬЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА С ГЛУБИНОЙ ОТРАБОТКИ

Карьер Глубина карьера, м Площадь дна карьера, м2 Площадь под инженерными коммуникацм2 Коэффин, занятости карьерн. пространства

Комсомольский 110 26220 260 0,009916

140 26200 0,009924

260 15920 0,01633

Дачный 18,5 3931,5 109 0,02772

49 2107,5 0,05172

125 842,4 0,12939

Зарница 62 366380 335 0,000914

142 247640 0,001353

202 160320 0,002089

352 15300 0,021895

Удачный 475 143539 370 0,002578

505 42855 0,008634

535* 20275 0,018249

* - до глубины 610 м данные будут уточняться.

Рис. 1

Прыд-отстойник

Рис. 2

Рис. 3

Очистная установка КВ1.-5

Рис. 4

Рис. 1. Схема водовода карьера «Удачный»

Рис. 2. Схема водовода карьера «Зарница»

Рис. 3. Схема водовода карьера «Комсомольский»

Рис. 4. Схема водовода карьера «Дачный»

по юго-западному борту; на карьере «Удачный» - в основном по вертикальным откосам северного борта, и на карьере «Зарница» - по южному борту.

Занятость карьерного пространства под инженерные коммуникации можно оценить отношением площади инженерных коммуникаций ^ком ) к площади дна на данном горизонте

^дн.к. ).

Получим коэффициент занятости карьерного пространства:

Кз.п—^ом/^н.к.

Данный показатель был определен для всех четырех карьеров. Для карьера «Удачный» кроме площади дна определялась площадь рабочей площадки, на которой по мере понижения горных работ располагается насосная станция 1-го подъема.

Результаты исследования занятости карьерного пространства под инженерные коммуникации в зависимости от глубины открытых горных работ представлены в табл. 2.

На основании данных табл. 2 для

Рис. 5. Изменение коэффициента занятости карьерного про- Рис. 6. Изменение коэффициента занятости карьерного пространства в за-

странства в зависимости от глубины отработки (карьер «Удач- висимости от глубины отработки (карьер «Дачный»)

ный»)___________________________________________________________________________________________________________________________

Трассы внутрикарьерных водово- горных работ). На карьере «Дачный» исследуемых карьеров получены градов прокладываются по бермам и от- - по бермам и откосам восточного фики изменения коэффициента заня-

косам карьеров (вне зоны ведения борта; на карьере «Комсомольский» -

Рис. 7. Изменение коэффициента занятости карьерного про- Рис. 8. Изменение коэффициента занятости карьерного пространства в

странства в зависимости от глубины отработки (карьер «Комсо- зависимости от глубины отработки (карьер «Зарница»)

мольский»)______________________________________________________________________________________________________________________________

тости карьерного пространства с глубиной отработки (рис. 5-8).

Представленные кривые описываются следующими регрессионными уравнениями.

Для карьера "Зарница" - это экспоненциальный ряд Кз.п =

=0003е0,0113х, с коэффициентом регрессии 0,9386; для карьера "Комсомольский" так же экспоненциальное уравнение, где Кз.п= =0,0064е0,0036х с коэффициентом регрессии 0,9648; для карьера "Дачный" имеет линейный вид Кз.п= 0,001х + 0,0075 с коэффициентом 0,9971; для карьера "Удачный" - полиномиальный ряд Кз.п. =

0,000002х2 - 0,0017х + +0,3811 с коэффициентом достоверности аппроксимации 1. Где «х» - для всех случаев, это глубина отработки.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что с глубиной отработки увеличивается занятость карьерного пространства под инженерные коммуникации. Причем, для карьера "Комсомольский" это увеличение составляет 16 раз при глубине 140-260 м; для карьера "Зарница" -2,3 раза при глубине 50-200 м и 10 раз при глубине 200-350 м; для карьера "Дачный" в 4,6 раза от поверхно-

сти до конца отработки; для карьера "Удачный" в 5,5 раз при глубине 470 м. Т.е., значимость инженерных коммуникаций, а, следовательно, их влияние на горные работы наряду со стесненностью рабочей зоны с глубиной увеличиваются.

Учет и оценка закономерностей формирования и влияния инженерных коммуникаций на технологию горных работ являются очевидным источником повышения эффективности горного производства на глубоких горизонтах карьеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Андросов А.Д., Саввинов К.Н. Влияние горнотехнических факторов на технологические показатели отработки глубоких горизонтов кимберлитовых карьеров//Горное дело: проблемы и перспективы. Сборник статей. г. Якутск -1994.-с. 108-112.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------------------------------------

Алькова Елена Леонидовна - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, ИГДС СО РАН. Панишев Сергей Викторович - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, ИГДС СО РАН.