CC BY
57
________________________________ © В.Е. Вашенков, Л.Н. Войта,
Б.И. Агеев, Р.У. Камалетдинов, 2009
В.Е. Вашенков, Л.Н. Войта, Б.И. Агеев,
Р. У. Камалетдинов
ЛЕДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ.
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГОРНОЙ ОТРАСЛИ ЗАБАЙКАЛЬЯ
С помощью новых технологий компания Highland Gold (УК «Руссдрагмет») проводит комплекс геологоразведочных, горно-техни-ческих и технологических исследовании повторной отработки Тасеевского месторождения открытым способом (бурение со льда).
'У абайкалье издавна является уникальным регионом в Рос-
ч-^ сии по разнообразию и объёму запасов месторождений полезных ископаемых. Горнопромышленный комплекс, несмотря на глубокий кризис на рубеже столетий, преобладает в экономике Читинской области и обеспечивает 36% объема промышленного производства.
При этом потенциал многих, эксплуатируемых десятилетиями, месторождений, ещё далеко не исчерпан. Резкий рост цен на металлы, и в частности золото, появление более совершенных технологий добычи и переработки, позволяет проводить отработку ранее нерентабельных запасов, с высокой прибылью в настоящее время. К ним по праву относится Тасеевское золоторудное месторождение (рис. 1), расположенное в окрестностях г. Балей Читинской области.
С 2005 года компания Highland Gold (УК «Руссдрагмет») проводит комплекс геологоразведочных, горно-технических и технологических исследований, с целью объективной техникоэкономической оценки повторной отработки Тасеевского месторождения открытым способом. (В период 1949-1992 года золоторудные кварцевые жилы Тасеевского месторождения отрабатывались подземными выработками).
Одной из проблем подтверждения буровыми работами наличия промышленных запасов в верхней части одного из 2-х крупных
Рис. 1
рудных тел, составляющих месторождение, является наличие затопленного карьера глубиной 100 м, с высотами водного столба в различных частях карьера от 5 до 50 м. Объем воды в карьере достигает 3,5 млн. м3. Единственным способом получения достоверной информации по части месторождения, расположенной ниже дна затопленного карьера, было проведение буровых работ с поверхности льда.
Проектом предусматривалось бурение скважин с глубиной 125-453 м, по сети 100 х 50 и 50 х 50 м.
В декабре 2006 года по заказу ООО «Тасеевское», ООО «Забайкальский горно-технический центр» (г. Чита) приступил к выполнению работ по проектированию колонкового бурения с поверхности льда затопленного карьера. На всех этапах по организации работ, во главу угла заказчиком, проектировщиком и подряд-
чиком (ООО «Русская буровая компания») были поставлены вопросы обеспечения безопасности проведения работ.
Проектная организация на подготовительном этапе предоставила заказчику все необходимые материалы по проведению изыскательских и опытных работ. Для этого потребовалось глубоко вникнуть в суть стоящей технической задачи, изучить отечественный и мировой опыт организации буровых работ с поверхности льда.
Для разработки методики предпроектных работ были изучены немногочисленные данные по опыту организации буровых работ с поверхности льда по российским (8) и зарубежным (США и Канада) (11, 12, 13) источникам.
Изучение информации подтвердило высокую степень опасности проведение работ на льду: как в отечественной практике, так и при проведении геологоразведочных и горных работ в Канаде, известны случаи с ухода под лёд автотракторной техники, сопровождающейся человеческими жертвами. Несомненно, что реальная опасность зачастую вообще исключала выполнение необходимых горно-геологических работ.
В то же время, опыт работ показал, что при организации мониторинга за толщиной льда, при наличии необходимых расчётов, обеспечения исполнителей индивидуальным спасательным снаряжением, организации страховки - выполнение важных производственных задач возможно с минимальным риском для оборудования и персонала.
Методические разработки и приёмы выполнения работ на льду по данным предшественников, были адаптированы к климатическим условиям Забайкалья и геологическим особенностям Тасеев-ского месторождения. После проведения изыскательских работ, ООО «ЗабГТЦ» был разработан «Проект строительства и организации ледовой переправы и буровых стоянок на Тасеевском карьере». Изначально было определено, что ледовый участок, на котором планировалось проведение буровых работ является опасным производственным объектом. Все технические решения, принятые в проекте были разработаны с учетом обеспечения безопасности для жизни и здоровья людей.
Изыскания и ледовая разведка велись силами ООО «Тасеев-ское». Изыскательские работы начались с замеров толщины льда первого декабря 2006 г., путем бурения скважин в пяти точках: 2
скважины показали толщину льда по 25 см, две по 28 см и одна 31 см. Наиболее тонкий лед оказался в местах активного притока воды снизу, наиболее толстый - в активной зоне дренажа борта карьера со стороны реки Унда, дававшего поверхностную «наледь». Эта тенденция разницы в толщине льда сохранялась до весны и до окончания буровых и ликвидационных работ.
Количество точек наблюдения было увеличено в январе 2007 г до 19, а в феврале - до 37. Усиление ледового покрытия производилось с использованием рекомендаций и требований «Инструкции по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ» (4). Было определено 19 точек буровых стоянок, где в ежедневном режиме велся мониторинг состояния ледового покрытия.
Важную роль в мониторинге состояния ледового покрытия была отведена маркшейдерскому контролю. На ледовой площадке были заложены 9 реперов на расстоянии около 100 м друг от друга, по которым круглосуточно с часовой периодичностью проводились инструментальные замеры пространственных смещений льда, с использованием безотражательного электронного тахеометра SET 630 R, установленного на уступе карьера.
Кроме того, 2-мя нивелирами SETL, так же установленным на «твёрдой» поверхности уступов карьера, проводились замеры вертикальных перемещений непосредственно буровых вышек. В результате были установлены нормальные суточные вертикальные перемещения ледового покрова (в среднем 15 мм), строго зависящие от изменения температуры воздуха, и установлен критический предел, после которого буровые работы останавливались, а вышка эвакуировалась с буровой площадки. Вся информация оперативно передавалась диспечерской службе ООО «Тасеевское» и проектировщику (ООО «ЗабГТЦ»), а в экстренных случаях - руководству ООО «Тасеевское».
Кроме маркшейдерских наблюдений, отслеживались процессы давления воды снизу, изучалось трещинообразование, структура льда по выпиленным монолитам, рассчитывались несущие нагрузки льда.
По результатам замеров и определения прироста толщины льда с учетом дневных и ночных температур воздуха в карьере давалась оценка состояния ледового покрытия и возможности проведения работ. Определялась степень необходимости намораживания
и вида армирования буровых площадок, а так же очередность их подготовки и ввода в эксплуатацию.
При выборе дорожной трассы между буровыми площадками, учитывались, в первую очередь, толщина льда, вес буровых установок и возможность подъезда автотракторной техники к ним. Для надежности и подтверждения контрольных цифр, заложенных в проекте, было предусмотрено проведение замеров прогиба льда при движении и остановки транспорта.
Контрольная проверка расчётных параметров несущей способности льда, перед размещением буровых установок, проводилась при движении и остановках автомобиля - цистерны УРАЛ-375 общим весом 16 т. Маркшейдерский контроль существенных изменений не выявил. Большая площадь ледового покрытия карьера была подвергнута наморозке сверху путем налива мотопомпой. ^лько после всех изысканий «ЗабГГЦ», выдал Технологический регламент на организацию бурения опытных скважин», заказчику ООО Тасеевское» - руководитель Л.Н. Войта и подрядчику ООО «Русская буровая компания» - генеральный директор Р.У. Камалетдинов. Предельное время нахождения буровой установки на одном месте определялось путем расчета по формуле, рекомендованной «Правилами безопасности при геологоразведочных работах, 2005» (согласованы с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору 24.03.2004).
P max - P ^
t =------------K , час
0.75 • P
где t - предельное время стояния груза, час; Р max - предельная масса груза, для данной толщины льда, т; Р - масса буровой установки (груза) для которого определяется время стоянки, т; К - температурный коэффициент.
Первого марта 2007 года, когда толщина льда, с учетом искусственного намораживания достигла 135 сантиметров, было начато бурение первой, опытной, скважины. Установка колонкового бурения Board Longyear LF-90, менее чем за сутки пробурила скважину более 80 метров.
Работы производились на буровой площадке - специальной конструкции для длительного размещения на ней суммарного груза весом до 40 т. Строится она из бревен или жердей с расположением их в разбежку, создавая ширину площадки 6 м, на которую намо-
раживается лед. Разработано было три варианта конструкции буровых площадок, в зависимости от предполагаемого места бурения скважин. Технологическая схема строительства площадки: бревна длиной 5 м и диаметром 20-25 см. укладывались в один слой на площадку размером 72 кв. м (6х12), на которой затем велось намораживание льда. Под колею саней буровой установки изготавливался настил из досок h = 5 см. и шириной 1,5 м. и прибивался гвоздями к вмороженным в лед бревнам. Буровая установка транспортируется бульдозером Т-170 на настил и укрепляется «отбойными брусьями». По фактической конструкции армирования льда делался акт скрытых работ с выполнение эскиза (рис. 2).
При транспортировке буровой установки бульдозером Т-170 применялся трос длиной 50 м в целях снижения суммарной нагрузки на лёд и исключения возможности образования крупных трещин, снижающих время стояния на буровых площадках. Использование дополнительных тягачей с увеличением нагрузок на ледовое покрытие в радиусе 100 м не разрешается.
В проекте был детализирован расчет нахождения всех большегрузных статических объектов на поверхности льда. Расчеты проводились специалистами горнотехнического центра под руководством главного инженера проекта А.А. Иванова. Так, например, для бульдозера Т - 170, остановка и стоянка на льду не более 3,5 часов. Под постоянной нагрузкой лед претерпевает постепенную деформацию - ползучесть, которая после определенного времени может привести к разлому. Лед в карьере имел многие мелкие сухие трещины и неравномерную толщину и поэтому рассчитывать продолжительность стоянки буровых установок на предельную нагрузку свыше 40 т нельзя. Здесь надо уточнить, что ее дают и переменные нагрузки в момент работы установки, с которыми общая нагрузка достигает 35-36 т.
В результате детально разработанного и методически обоснованного проекта, а также компетентного руководства по организации буровых работ специалистами ООО «Тасеевское» программа по доразведке была успешно осуществлена.
Краеугольным камнем проекта организации работ и технологических регламентов были вопросы безопасности и охраны труда, которые были согласованы с территориальным органами Ростехнадзора.
Рис. 2
Заказчиком, проектировщиком и подрядчиком было принято неукоснительное правило, на каждое перемещение буровой установки составлять план организации работ с учетом фактической обстановки и состояния льда. Специалистами заказчика и подрядчика был разработан и утверждён обеими сторонами «План ликвидации аварий на участке проведения буровых работ». В процессе эксплуатации буровых площадок и транспортных подъездов к ним, регулярно проводились замеры толщины льда, заделывались трещины в ледовом покрытии, выдерживался интервал движения по льду, двери кабин автотракторной техники всегда были открыты.В связи с опасностью резкого разрушения льда при нагрузках от буровых установок и от движущегося по льду транспорта и бульдозерной техники, было принято решение пойти на беспрецедентные меры защиты. Двери движущегося по льду транспорта или другой техники были всегда открыты, а водитель или машинист страховался тремя спасателями путём зацепки за спасательный пояс верёвки на расстоянии от 30 до 60 метров от движущейся техники.
Двери тепляка буровой установки были, также постоянно открыты, а буровой мастер и его помощник - каждый страховался через страховочный пояс и верёвку, конец которой находился у постоянно дежурившего на расстоянии 30 м от буровой установки спасателя. 29.03.2007 г., в целях проведения проверки знаний персоналом Плана ликвидации аварий, на участке ведения буровых работ была проведена инсценировка аварийной ситуации (резкая просадка льда), по результатам которой были оценены знания специалистов и рабочих, их готовность к действиям в нестандартных условиях и, на основе выявленных недостатков, были внесены изменения и дополнения в План. В целях проведения возможных спасательных работ при возникновении чрезвычайных ситуаций на льду, приказом Управляющего директора ООО «Тасеевское», был создан сводный спасательный отряд в количестве 15 человек, руководитель которого прошёл подготовку в Управлении по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций Читинской области. Кроме того, предприятием был заключен договор с государственным учреждением «Поисково-спасательная служба Читинской области».
Лица обслуживающего персонала имели при себе медицинские аптечки и все средства для эвакуации пострадавших, на каждом был спасательный жилет.
Успешное завершение работ по колонковому бурению со льда карьера, это результат слаженной работы проектировщиков, маркшейдеров, геологов и строителей, буровиков и инспекторов горного надзора.
Методика проведения названных работ может быть рекомендована для работы в аналогичных условиях.
Бурение скважин на площадках в срединной части ледового покрытия Тасеевского карьера показало повышенный прогиб льда, что вызывает необходимость не только дополнительного искусственного намораживания и армирования, но и ограничения нагрузки, как самой установки, так и сопутствующего оборудования.
В этих условиях, необходимо снижение массы буровой установки до 10 т вместе с зумпфом, что позволяет вести работы на ледовом покрытии в течении нескольких суток.
Для проведения буровых работ на льду целесообразно иметь маневренные буровые установки на базе автомобиля или
Рис. 3
на автошасси с использованием легких тягачей - автомобилей. Применение тяжелых буровых установок с массой до 14-24 т (на санях с теплым вагоном или на базе трактора Т-4, которые использовались при бурении со льда на Тасеевском карьере) не рекомендуется из-за малого расчетного времени стоянки (2 часа). Выполнение буровых работ тяжёлыми буровыми установками, как показала практика наших работ, возможно, но при постоянном контроле прогиба льда маркшейдерской службой и организации немедленной эвакуации персонала и оборудования.
Опыт проведения буровых работ с ледового покрытия на Тасеевском карьере 2006-2007 гг., может быть успешно применен при геологоразведочных работах, как на техногенных объектах (в карьерах, шламоотстойниках обогатительных фабрик), так и на природных - замерзающих реках и озерах, а также шельфовых зонах северных морей.
---------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», №116 ФЗ от 21.07.1997 г.
2. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СНиП 11-01-95).
3. ГОСТ 2.850-75 - ГОСТ 2.857-75 «Горная графическая документация».
4. Правила безопасности при ведении геологоразведочных работ ПБ 0837-93 (М, 1993г.).
5. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. ПБ 03-498-02.
6. Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов. ПБ 03-517-02.
7. Правила техники безопасности при изысканиях и проектировании автомобильных дорог. М, 1975, Министерство транспортного строительства СССР, Главтранспроект, Союздорпроект (утверждены Заместителем Министра транспортного строительства А.П. Г аркуша.
8. Инструкция по безопасности труда при производстве на льду ОАО «Прииск Усть-Кара» и Расчёт грузоподъёмности льда дражных разрезов.
9. Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ. ОДН 218.010-98. Федеральная дорожная служба России. М., 1998. Отраслевые дорожные нормы.
10. Правила безопасности при ведении геологоразведочных работ (Санк-Петербург, 2005, Согласованы 24.03.2004., с Федеральным горным и промышленным надзором России (ФС ЭТАН), одобрены Департаментом государственной политики и регулирования в области природопользования и Федеральным Агентством по недропользованию Министерства природных ресурсов РФ).
11. Canadian Mineral Explaration. Health & Safety. Annual Report 2005.
12. Ice safety Extension FactSheet. The Ohio Stqate University. AEX-392-03.
13. Travaux sur les champs de glace. Commission de la sante et de la securite du travail du Quebec Depot legal-Bibliotheque nationale du Quebec, 1996. ШШЗ
— Коротко об авторах ----------------------------------
Вашенков В.Е. - директор ООО «ЗабГТЦ»,
Войта Л.Н. - управляющий директор ООО «Тасеевское», Агеев Б.И. - главный геолог ООО «Тасеевское», Камалетдинов Р. У. - генеральный директор ООО «РБК».
зо
