Современные автоматизированные системы контроля деформаций хвостохранилищ и бортов карьеров на примере Секисовского золоторудного месторождения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СОВРЕМЕННЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ХВОСТОХРАНИЛИЩ И БОРТОВ КАРЬЕРОВ НА ПРИМЕРЕ СЕКИСОВСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Кайсар Билялович Хасенов

Восточно-казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 070000, г. Усть-Каменогорск, улица Серикбаева 19, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «геодезия, землеустройство и кадастр», тел. 8(7232)540-776, e-mail: hasenovkb@gmail. com

Маргарита Кайраковна Исабаева

Восточно-казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 070000, г. Усть-Каменогорск, улица Серикбаева 19, магистрант 2 курса специальности «геодезия» кафедры «геодезия, землеустройство и кадастр», тел. 8(7232)540-776, e-mail: excellent-im@mail.ru

В статье рассмотрены ответственные объекты Секисовского горнорудного предприятия - карьер и хвостохранилище, выбор оптимальных методов измерений применительно к объектам Секисовского горнорудного предприятия, а также проанализированы результаты проведенных измерений.

Ключевые слова: карьер и хвостохранилище, геодезический контроль.

THE MODERN AUTOMATED MONITORING SYSTEMS OF DEFORMATIONS OF CAPACITIES FOR WASTE AND BOARDS OF OPEN-CAST MINES, FOR A EXAMPLE OF SEKISOVSKY GOLD MINE

K.B. Hasenov

D. Serikbaev East Kazakhstan State Technical University, 070000, Ust-Kamenogorsk, 19 Serikbaev street, PhD, Head of department «Geodesy, land management and cadastre», ph. 8 (7232) 540-776, e-mail: hasenovkb@gmail.com

M.K. Isabaeva

D.Serikbaev East Kazakhstan State Technical University, 070000, Ust-Kamenogorsk, 19 Serikbaev street, magistrcy "Geodesy" of department «Geodesy, land management and cadastre», ph. 8 (7232) 540-776, e-mail: excellent-im@mail.ru

In article responsible objects show of the Sekisovsky mining enterprise - an open-cast mine and capacity for a waste, a choice of optimal methods of measurements to objects of the Sekisovsky, and also results are analyzed of the led measurements.

Key words: open-cast mine and capacity for waste, geodesic control.

Проведение маркшейдерско-геодезического контроля за деформацией ответственных сооружений является актуальным, поскольку его успешная организация и последующее развитие вносят важный вклад в обеспечение надежности, долговечности и безопасности эксплуатации сооружений, в частности, сооружений горнодобывающей промышленности - карьер и

хвостохранилище. Это обусловлено тем, что развитие горнодобывающей промышленности является существенным для развития любой нации.

Сохранность и долговечность сооружений горнодобывающей промышленности являются важнейшей народнохозяйственной задачей, и она зависит не только от научно-обоснованной конструкции этих сооружений, но также во многом и от полноты их исследования и, особенно, от своевременной постановки и правильного выполнения систематических наблюдений за состоянием сооружений. Следовательно, безопасность этих работ требует строго периодического контроля и всестороннего анализа их структурного состояния, основанного на большом наборе переменных, которые вносят свой вклад в эти деформации.

Целью работы является изучение существующих методов наблюдений деформаций сооружений, выбор наиболее оптимальных методов для маркшейдерско-геодезического контроля за деформациями бортов карьера и хвостохранилища золоторудного месторождения «Секисовское» с последующим их применением на практике, проведение камеральной обработки с привлечением программного продукта Microsoft Office Excel и визуализация полученных результатов наблюдений карьера и хвостохранилища с помощью программы AutoCAD 2007 [1].

Наблюдения проводит специально организованная группа на предприятии, состав и численность которой зависят от состава, объема и периодичности наблюдений, которая обязана немедленно передавать данные в цех (участок) предприятия.

Производство натурных наблюдений за деформациями геодезическими методами состоит из пяти основных этапов, которые отражены на рис. 1 [2].

Рис. 1. Этапы проведения натурных наблюдений за деформацией сооружений

Секисовское хвостохранилище располагается севернее обогатительной фабрики на расстоянии 250 - 500 м.

Хвостохранилище состоит из трех секций и пускового комплекса. Весь эксплуатационный период за хвостохранилищем ведется систематическое непрерывное наблюдение, которое состоит в слежении за марками, установленными в дамбах. Оградительные дамбы являются постоянными гидротехническими сооружениями, которые предназначены для создания ёмкости складирования хвостов.

Рис. 2. Компановка хвостохранилища (масштаб 1: 10 000)

Согласно программе производства работ, предлагаемой предприятием, по наблюдениям смещений и осадок бортов карьера и хвостохранилища, работы были выполнены с периодичностью:

- 1 раз в 2 недели для хвостохранилища;

- 1 раз в месяц для бортов карьера.

Такая периодичность наблюдений обусловлена характером грунта. Скальные грунты карьера практически не поддаются деформациям, а насыпные грунты хвостохранилища имеют тенденцию оседать и смещаться.

После того, как была развита съемочная сеть, установлена контрольноизмерительная аппаратура на бортах карьера и хвостохранилище, конструкция которой приведена на рис. 3, а также определена периодичность наблюдений, приступили непосредственно к самим визуальным и инструментальным наблюдениям.

К визуальным наблюдениям относятся:

- Осмотры состояния откосов и бортов карьера, гребня дамб и их примыканий друг к другу, наличие деформаций; состояние пленки на напорных откосах, наличия проколов;

- Состояние доступных для осмотра частей контрольно-измерительной аппаратуры (наличия крышек, погнутых оголовков, уничтожение нумерации).

При выполнении инструментальных наблюдений необходимо заметить, что выбор методов проведения работ на каждом из объектов был разным, а методика работы на станции - одинаковой. Наблюдения были выполнены с применением электронного тахеометра Leica TC-407 (ошибка угловых

измерений тахеометра - 7"; ошибка линейных измерений - 4мм) двумя полуприемами с погрешностями измерений, регламентируемыми СНиП РК 1.03-26-2004 «Геодезические работы в строительстве» [3] и приведенными в таблице 1.

Таблица 1. Допустимые погрешности определения деформаций

Объект наблюдения Вид деформации земляного сооружения в период строительства Допустимая погрешность определения деформаций, мм

Хвостохранилище Сдвиги 5

Осадки 7

Карьер Сдвиги 4

Осадки 5

После выполнения двух полуприемов, текущие координаты наблюдаемых марок и реперов были вычислены как среднее арифметическое измерений при круге право (КП) и круге лево (КЛ).

При производстве инструментальных геодезических наблюдений на территории хвостохранилища выбор метода полигонометрии, был обусловлен тем, что наблюдаемые марки находятся недалеко друг от друга и точность определения их планового и высотного положений в таком случае будет определяться с наименьшей ошибкой: 5 мм - в плановом отношении и 7 мм - в высотном.

Рассмотрим ход выполнения работ по наблюдению за осадкой и смещением марок хвостохранилища. Наблюдения были выполнены по трехштативной системе. Три штатива были установлены таким образом, чтобы один из них был станцией наблюдения, второй - наблюдаемым, а третий -ориентировочным.

После установки прибора в рабочее положение, правильность ориентирования проверялась разбивкой точек с известными координатами. Если сверка направлений предусматривала их совпадение, съемочные работы могли продолжаться далее. Результаты наблюдений были зафиксированы в ведомостях, установленных образцов.

При производстве наблюдений на карьере был использован створный метод.

Инструмент приводился в исходное положение на крайнем опорном от карьера репере. Затем, сориентировав инструмент на другой опорный репер

этой линии, не меняя направления, в этом же створе снимались показания наблюдений рабочих реперов.

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что тенденция активного роста величин смещений и осадок отсутствует, наблюдается колебание деформаций в пределах, поэтому можно ожидать дальнейшую стабилизацию процессов, с постепенным уменьшением величин плановых и высотных смещений.

Крышка

\ I Нивелировочная

Рис. 3. Конструкция наблюдательной марки

По наблюдениям рабочих реперов карьера, они оказались стабильными. Несмотря на происходящие взрывные работы, они почти не подвергались деформациям, что говорит о высокой степени устойчивости бортов и стабильном положении твердой скальной породы.

Средние величины смещений и осадок составили примерно 3 мм, что укладывается в установленные допуски - 4 мм в плане и 5 мм по высоте.

Сложившаяся ситуация не исключает дальнейшего продолжения выполнения систематических маркшейдерско-геодезических наблюдений, а, наоборот, служит стимулированием для ведения работ, результаты которых, вероятно, будут оправдывать предполагаемые ожидания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Жуков Б.Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий. - Новосибирск: СГГА, 2003.

2. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами. - М.: Издательство «Энергия», 1980.

3. СНиП РК 1.03-26-2004. Геодезические работы в строительстве. - Алматы: Издательство стандартов, 2004.

© К.Б. Хасенов, М.К. Исабаева, 2012