CC BY
25
© В.В. Лобанов, Е.В. Целлер, Ю.В. Мищенко, М.К. Сороченко,
А.П. Филатов, 2005
УДК 622.272
В.В. Лобанов, Е.В. Целлер, Ю.В. Мищенко, М.К. Сороченко, А.П. Филатов
ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ МАССИВА ПОДМЕРЗЛОТНОГО ВОДОНОСНОГО КОМПЛЕКСА ПРИ ПРОХОДКЕ КЛЕТЕВОГО СТВОЛА РУДНИКА «МИР»
Семинар № 13
Согласно рабочему проекту на проходку стволов рудника «Мир» спецспосо-бом [1], предусмотрено замораживание пород в пределах подмерзлотного водоносного комплекса. При определении режима и параметров замораживающего комплекса исходили из опыта выполнения аналогичных работ на руднике «Интернациональный», на котором при температуре хладоносителя около -30 0С породы водоносного комплекса были в течение примерно 2 лет проморожены до -15^-17 0С, сформирован ледогрунтовый цилиндр вокруг ствола, что дало возможность обеспечить проходку в «сухих» условиях.
По проекту способом оценки сомкнутости льдопородных цилиндров вокруг замораживающих скважин является радиоакустическое прозвучивание. В качестве характеристики достаточности промороженности массива на основании лабораторных данных закладывали температуру -25 0С. Природные рассолы замерзают при температуре -6 0С. В условиях трудностей с доведением мощности замораживающей системы до проектной, которые могли сорвать сроки пуска рудника в эксплуатацию, потребовалось провести более тщательную оценку горно-технических условий проходки клетевого ствола.
Для дополнительной оценки возможности получения существенного защитного эффекта в период активного замораживания проведен аналитический расчет процесса вымораживания единичного объема природного рассола с минерализацией 100 г/л. Для расчета использован справочный материал по температурам замерзания рассолов.
Исследованы две расчетные схемы промораживания единичного объема рассола с минерализацией, близкой к природной:
- в первой схеме вымораживание происходит с одновременной концентрацией остаточного рассола;
- во второй схеме вымораживание на каждом шаге температурной ступени происходит со сменой остаточного рассола на исходный.
Как представляется, именно в рамках первой схемы обосновывалось изменение волновых характеристик в процессе замораживания пород в проектном методе контроля.
Вторая схема более соответствует реальным процессам замораживания околоствольно-го массива, что определяется следующими обстоятельствами:
- нерегулярностью расположения профилей скважин в контуре замораживания (расстояния между ними 0,5^3,5 м), что не допускает одномоментное замораживание массива по периметру ствола с оттеснением остаточного рассола внутрь контура замораживания с последующим концентриро-ванием;
- остающиеся непромороженные «окна» приводят к оттоку остаточного рассола за счет плотностной конвекции и создания избыточного давления при образовании льда;
- близко функционирующий карьер, как мощная дрена, обеспечивает отток остаточного рассола из околоствольного массива;
- небольшая площадь контура замораживания может обеспечить достаточно быстрый вынос остаточного рассола во внешнюю среду, даже с учетом протампонированности около-ствольного массива.
Рис. 1. Количество льда в единичном объеме при замораживании рассолов метегеро-ичерского водоносного комплекса (минерализация -100 г/л). Верхний график - формирование льда в природном рассоле, нижний график -формирование льда в остаточном рассоле
Рис. 2. Зависимость температуры
горного массива от расстояния до замораживающих скважин (по данным термометрии по состоянию на 17.12.2003г.)
температур на этих же глубинах. Двумерное «облако» соотношений и корреляционная кривая соответствующая их распределению по состоянию на 17.12.2003 г. представлена на рис. 2.
Анализ верхней расчетной кривой (рис. 1), отвечающей фактическим условиям промораживания массива в интервале водо-
Результаты аналитического расчета представлены на рис. 1.
Из рис. 1 следует, что в первой схеме вымораживания приближение температуры к -20 0С и дальнейшее понижение ее выводит количество льда на асимптоту с содержанием его в единичном объеме в пределах 60%.
Во второй схеме при температуре -20 0С рассол выморозился на 99 %. Очевидно, что в массиве пород, обладающих более высокой теплопроводностью и содержащих рассолов в единичном объеме примерно на порядок меньше, процесс ускоренного вымораживания вполне реален.
Анализ температурных кривых, полученных на температурных скважинах, расположенных вблизи ствола, показал, что в интервале многолетнемерзлых пород природный лед в массиве является изолятором для распространения холодной волны. Однако, в интервале водоносного комплекса зафиксировано последовательное снижение температуры, как фактор установившейся устойчивой работы замораживающей системы вследствие мероприятий по выводу замораживающей станции на проектный режим работы.
Специальный анализ данных температурных наблюдений заключался в том, что для различных глубин определена серия соотношений расстояний от температурных скважин до ближайших замораживающих колонок и
носного комплекса, показывает, что при температуре -15 0С вымораживается почти 90 % единичного объема рассолов. В реальном массиве в единице объема содержание рассолов примерно на порядок меньше. Эффективная пористость массива с учетом трещиноватости не превышает 5 %, при этом, основная трещиноватость залечена глинистым буровым раствором. Количество остающейся незамороженной воды оценивается величиной, на два по-
Рис. 3
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4
Рис. 4. Зависимость температуры
горного массива от расстояния до замораживающих скважин (по данным термометрии по состоянию на 17.12.2003г. и 6.01.2004г.
рядка меньше исходного содержания. Интерпретируя остаточное содержание воды как остаточную пористость массива, можно утверждать, что массив в фильтрационном плане становится при такой температуре непроницаемым (пористость меньше 0,05 %).
Согласно корреляционной зависимости на рис. 2, расстояние от замораживающей колонки, на которой температура массива снизилась до -15 0С составляет примерно 1,65 м. На рис.
3 с полученным радиусом отстроен контур замораживания массива на глубине расположения основного коллектора. Внешняя большая окружность соответствует контуру устьев замораживающих скважин, внутренняя окружность - контуру ствола в проходке.
Как видно, контур замораживания сомкнут, что соответствовало фактически наблюдаемому отсутствию водопритоков на этот период.
Проведенное в начале 2004 года обследование клетевого ствола глубиной 450 м и данные температурных замеров (температуры за 6.01.2004 г.) позволили существенно уточнить сложившуюся ситуацию вокруг этой выработки. Отмечены наледные процессы на стенках ствола при температурах в околоствольном пространстве с учетом отепляющего действия проветривания забоя выработки не ниже -11 0С, что подтвердило обоснованность принятой граничной температуры эффективного промораживания массива -15 0С, по которой отстраивался контур промораживания.
По результатам новых температурных замеров построена корреляционная зависимость температур массива от расстояния до замораживающих колонок. Она представлена на рис.
4 совместно с предыдущей зависимостью.
Отметим, что коэффициент корреляции новой зависимости несколько больше, чем у предыдущей.
По этой зависимости определен радиус границы с температурой -15 0С, составивший примерно 2,05 м. Исходя из данной величины
радиуса, отстроен контур промороженности массива вокруг клетевого ствола на глубине 450 м, представленный на рис. 5.
Контур промораживания массива закономерно увеличился по сравнению с предыдущим шагом (он представлен зеленым цветом).
Приведенные материалы наряду с гидроисследованиями дали основания утверждать о замкнутости льдопородной завесы и выполнении ею защитных функций, зафиксировали нарастание ее толщины по мере продолжения работы замораживающей системы и подтвердили возможность проходки ствола до подошвы водоносного комплекса.
Представленные результаты научнометодического сопровождения работ по проходке клетевого ствола сократили период строительства за счет времени активного замораживания. Полученный опыт используется при проходке скипового ствола, что позволяет рассчитывать на ввод рудника «Мир» в экс-
451) м
Рис. 5
плуатацию в запланированные АК «АЛРОСА» сроки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пояснительная записка к проекту проходки специальным способом стволов КС и СС рудника «Мир» АК «АЛРОСА». ДГУП «Шахтспецстройпроект», Скумс И.Н., Лежнев А.В., Москва, 2002 г.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------------
Лобанов Виктор Владимирович, Целлер Елена Витальевна, Мищенко Юлия Вадимовна, Сороченко Максим Константинович — институт «Якутнипроалмаз».
Филатов Александр Павлович — кандидат технических наук, АК «АЛРОСА».
------------------------------------ © В.В. Виноградова, Т.В. Сидорова,
2005
УДК 622.272
В.В. Виноградова, Т.В. Сидорова
СБАЛАНСИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАК ИНСТРУМЕНТАРИЙ СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ В УСЛОВИЯХ ОА О «ОЛЕНЕГОРСКИЙ ГОК»
Семинар № 13
ТЬ данной работе исследована возмож--D ность реализации системы Balanced Scorecard (BSC)1 на ОАО «Оленегорский ГОК» (ОАО «ОЛКОН»), одном из крупных железорудных предприятий северо-запада РФ.
Совершенствование методов и повышение эффективности управления бизнес-процессами на горном предприятии (маркетинг, производство, реализация, система информации, логистика, управление качеством, персонал и т.д.), своевременная оценка эффективности проводимых преобразований с применением современных методов позволяют раскрыть дополнительные конкурентные преимущества и повы-
'Kaplan R.S., Norton D.P. The Balanced Scorecard: Translating Strategy into Action. - Boston (Ma., USA): Harvard Business School Press, 1996
сить инвестиционную привлекательность компании. Спецификой горнодобывающей отрасли является то, что базовым в бизнес-процессах горного предприятия является процесс воспроизводства минерально-сырьевой базы.
Необходимо отметить, что в такой капиталоемкой отрасли, как горная промышленность, максимизация стоимости компании приобретает особое значение не столько для того, чтобы сделать компанию привлекательной в глазах инвестора, как это происходит на небольших предприятиях, сколько для аккумуляции финансовых ресурсов. Так, горнодобывающее предприятие постоянно нуждается в сырьевой базе для поддержания стабильной производственной мощности. Это требует вовлечения в разработку запасов, ранее не учтенных, позволяющих продлить срок службы предприятия, а
