CC BY
73
□ □
УДК622:626.862
Е.Л. Алькова, С.П. Альков
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ВОДООТЛИВА ГЛУБОКИХ КИМБЕРЛИТОВЫХ КАРЬЕРОВ
В статье рассматривается проблема влияния занятости карьерного пространства под водоотливными установками и стесненности рабочей зоны на формирование инженерных коммуникаций при разработке глубоких обводненных карьеров. Исследованиями установлена зависимость занятости карьерного пространства под инженерными коммуникациями от глубины отработки. Получена зависимость стесненности рабочей зоны от занятости под водоотливными установками. Установлена зависимость частоты перемещения инженерных коммуникаций с глубиной отработки карьера.
Отработка алмазных месторождений Якутии производится в условиях обводнения высокотоксическими рассолами. В летний период к основным водопритокам добавляется естественный сток. Поверхностные, подземные и карьерные воды вызывают отрицательные горно-геологические явления (деформации бортов, оползни, обрушения и др.), а также повышают влажность полезного ископаемого. Своевременная защита карьеров от воды позволяет предотвратить эти явления, повысить производительность горных машин, снизить влажность товарной продукции до требуемых кондиций. В настоящее время на сильнообводненных месторождениях расходы на осушение достигают 10-20% общих затрат на добычу руды.
Практически все системы осушения на действующих карьерах России сооружены 30-35 лет назад. Сейчас поддержание эффективной работы этих систем связано с их развитием по фронту горных работ, а также с модернизацией и реконструкцией системы осушения на постоянных участках. Так, за более чем 30-летний период отработки карьера «Удачный» неоднократно менялась схема водоотлива: внутрикарьерный водоотлив с применением временных зумпфов, построенных во вмещающих породах при высоте уступа 15 ми при сверхкрутых и высоких уступах, высотой до 180 м; внутрикарьерный водоотлив с использованием промежуточных емкостей для отстоя и очистки воды от механических взвесей.
Весьма серьезной проблемой в развитии технологии осушения является дренаж глубоких горизонтов карьеров. В последние 10-15 лет наметилась тенденция роста обводненности глубоких карьеров.
На карьере «Мир» при доработке до глубины 525 м содержать в рабочем состоянии систему осушения и карьерный водоотлив стало невозможно по техническим причинам. Определялось это трудностями с сооружением опережающего зумпфа в условиях ограниченного карьерного пространства, отсутствием специальной техники, а также отрицательным влиянием несдренированной
глинистой пульпы на дне карьера. Работу карьерного водоотлива осложняла необходимость еженедельного отключения забойных насосных станций на время взрывов в карьере (перед каждым взрывом забойные насосные станции отсоединялись от внутрикарьерного водовода и поднимались на безопасные участки; после взрыва насосные станции снова передвигались к урезу воды и подключались к карьерному водоводу).
Поэтому выбор рациональных схем водоотлива, обеспечивающих минимизацию цеховых расходов и независимость от технологии горных работ, является важной и актуальной задачей. Для решения этой проблемы необходимо решить ряд задач:
1. Исследовать занятость карьерного пространства под инженерными коммуникациями с увеличением глубины разработки;
2. Оценить влияние стесненности рабочей зоны на занятость карьерного пространства под водоотливными установками;
3. Исследовать влияние технологии горных работ на формирование инженерных коммуникаций;
4. Разработать рекомендации по выбору рациональной технологии водоотлива.
Занятость карьерного пространства под водоотливными установками авторами предложено оценивать через коэффициент занятости (К ), который равен отношению площади, занимаемой инженерными коммуникациями (8ком), к площади дна карьера на том горизонте, где эти коммуникации устанавливаются ($днк). Результаты расчетов коэффициента занятости для некоторых карьеров АК «Алроса» приведены в таблице. Полученные данные свидетельствуют, что с глубиной увеличивается занятость карьерного пространства, так как уменьшается рабочая зона карьера, что, в свою очередь, ведет к ухудшению показателей использования горно-транспортного оборудования и в целом к усложнению ведения горных работ.
Таблица
Изменение занятости карьерного пространства с глубиной отработки
для карьера «Зарница» -
К = 0,3045 К -0684;
(2 )
Наименование Глубина Показатель Показатель
карьера отработки, Н, м стесненности, к,, занятости, К зл.
100 18 0,0029
200 9 0,0039
Удачный 300 6 0,0053
400 4,5 0,0076
500 3,6 0,0119
610 2,95 0,0227
100 9,4 0,005
Зарница 200 4,7 0,0098
300 3,1 0,025
400 2,35 0,146
95 3,63 0,0065
Комсомольский 200 1,73 0,0199
260 1,33 0,061
(3 )
Внутреннее пространство карьеров, отрабатывающих крутопадающие месторождения, которые имеют большие глубины и ограниченные размеры в плане, характеризуется стесненностью рабочей зоны. Стесненность рабочей зоны (К ) - это отношение диаметра карьера по дневной поверхности к его глубине. Алмазные карьеры Якутии характеризуются различными уровнями стесненности, негативно влияющими на производительность работы экскаваторов [1]. На основе результатов наших исследований (табл.) установлена взаимосвязь между показателями стесненности рабочей зоны карьера и занятости под инженерными коммуникациями, которая носит степенной характер, с коэффициентом корреляции 0,8, и описывается следующими выражениями:
для карьера «Удачный» -
К = 0,0214 К -1 1453;
(1 )
для карьера «Комсомольский» -К = 0,2627 К -0-7121.
с.з. 7 з.п.
Для оценки влияния технологии горных работ на формирование инженерных коммуникаций были осуществлены расчеты необходимого количества перестановок забойных водоотливных сооружений с глубиной отработки при заданных объемах добычи. По результатам расчетов для карьеров «Удачный», «Комсомольский» и «Нюрбинский» получены зависимости изменения частоты перестановок зумпфа с глубиной отработки карьера (рис. 1), которые позволяют определить частоту перестановок с глубиной отработки карьера. На основании полученных результатов для заданных уровней производительности определены текущие объемы добычи руды на одну перестановку по глубине отработки (рис. 2).
При этом для карьера «Нюрбинский» количество перестановок и изменение объемов добычи руды на одну перестановку с увеличением глубины ведения горных работ были рассчитаны по двум вариантам. График 2 (рис. 1 в и 2 в) соответствует ведению горных работ с устройством зумпфа на горизонте, подготовленном опережающим вскрытием.
На основании полученных закономерностей можно сделать выводы:
1. Занятость карьерного пространства под водоотливные установки увеличивается с увеличением глубины отработки карьера. Так, для карьера «Удачный» в интервале глубин 100-600 м занятость увеличивается в 7 раз, для карьера «Зарница» для глубин 100-300 м - в 9 раз, что ведет к ухудшению использования горно-транспортного оборудования и снижению экономических показателей разработки.
глубина карьера (Н), м
а)
V на 1 пер.,тыс.т. количество перестановок (№
глубина карьера (Н), м б)
глубина карьера (Н),м
в)
Рис. 1. Изменение числа перестановок зумпфа с глубиной отработки карьера: а) карьер «Удачный»; б) карьер «Комсомольский»; в) карьер «Нюрбинский»
глубина карьера (Н), м.
а)
глубина карьера (Н),м.
глубина карьера (Н),м
б)
в)
Рис. 2. Изменение объема добычи руды на одну перестановку зумпфа с глубиной отработки карьера: а) карьер «Удачный»; б) карьер «Комсомольский»; в) карьер «Нюрбинский»
2. Объем добычи руды на одну перестановку уменьшается с глубиной отработки карьера, так как увеличивается количество перестановок зумпфа. На карьере «Удачный» с глубины 50 м до 600 м количество перестановок увеличивается с 0,5 до 3 в год, т.е. в 6 раз, объем на одну перестановку уменьшается в 13 раз; для карьера «Комсомольский» в интервале глубин 80-240 м количество перестановок увеличивается в 2 раза, с 1,5 до 3, объем на одну перестановку уменьшается в 4 раза; для карьера «Нюрбинский» с глубины 90 м до 305 м количество перестановок увеличивается в 2,3 раза с 1,3 до 3, объем добычи руды на одну перестановку уменьшается в 4 раза, вследствие чего возрастает себестоимость добычи полезного ископаемого.
3. При устройстве зумпфа на горизонте, подготовленном опережающим вскрытием, количество перестановок, по сравнению с базовым вариантом, уменьшается в 3 раза, а объем добытой руды на одну перестановку увеличивается, в среднем, в 5 раз, т.е. возможно снижение себестоимости добычи полезного ископаемого.
Литература
1. Андросов А.Д., Саввинов К.Н. Влияние горнотехнических факторов на технологические показатели отработки глубоких горизонтов кимберлитов карьеров // Горное дело: проблемы и перспективы. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. С. 108-112.
E.L. Alkova, S.P Alkov
Research and development of rational circuits on water pumping of the deeep kimberlite open-pits
The paper discusses the problems of placement of water pumps in the worked-out area and the limitedness of the worked area on engineering communications for open-cast mining. The researches have been showed the dependence of the placement of engineering communications in worked-out area with the depth of mining. The dependence of limitedness of the worked-out area from placement of water pumps has been obtained. The dependence of frequency of movement of engineer communication with the depth of mining has been determined.
УДК 622.7
A.A. Блинов, B.A. Михайлов, Ю.Х. Протопопов, И.И. Суздалов, А.К. Кычкин, В.П. Винокуров, В.Е. Михайлов
О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОМЕТРИИ ПРИ ПОИСКАХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА В АЛЛЮВИИ
В статье рассмотрены механизмы формирования россыпных месторождений золота и возможности применения магнитометрии при поисках аллювиальных россыпей золота. Аномалии магнитного поля, создаваемые золотоносным аллювием, обусловлены существованием косовых концентраций ценных компонентов, и применение наземной магнитометрии могут быть использованы для оценки и оконтуривания аллювиальных россыпей золота.
Возможности применения магнитометрии при поисках аллювиальных россыпей золота могут быть реализованы в трех направлениях. Первое - выявление зон, благоприятных на обнаружение россыпей, прежде всего, их коренных источников, в основе которого лежит положение о пространственной связи золоторудных и россыпных месторождений. Второе - нахождение тела россыпи по магнитной аномалии, создаваемой непосредственно золотоносным аллювием, что предполагает совместное накопление в нем золота и рудных минералов. И третье -оценка степени золотоносности аллювиальных отложений по интенсивности магнитной аномалии, т.е. оконту-
ривание тела россыпи по характеру корреляционной связи, установленной между содержанием рудного компонента осадка и золота. Данный подход правомерен и с позиции постановки задачи, с точки зрения соблюдения стадийности при поиске и изучении конкретной россыпи. Безусловно, что магнитометрические исследования по каждому из направлений являются лишь вспомогательным методом при поиске россыпей и призваны направлять и корректировать опробовательские работы.
Аллювиальные россыпи золота по целому ряду признаков подразделяются на косовый (аллохтонный) и пла-стовый (автохтонный) подтипы [1, 2]. Применение маг-
