Обоснование рациональной технологической схемы водоотлива на кимберлитовых карьерах Якутии

• Автор: Алькова, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

1 АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Практика осушения обводненных горизонтов карьеров
1.2 Состояние работ в области осушения алмазодобывающих карьеров АК «АЛРОСА»
1.3 Анализ научных и проектных разработок в области отработки обводненных месторождений
Выводы и задачи исследований
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ СХЕМ ВОДООТЛИВА С ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ОТРАБОТКИ КАРЬЕРА ПО ГЛУБИНЕ
2.1 Взаимосвязь производительности добычного оборудования с уровнем стесненности рабочей зоны
2.2 Исследование влияния обустройства технологической схемы водоотлива на уровень занятости карьерного пространства
2.3 Взаимосвязь уровня занятости карьерного пространства под комплексом водоотливных сооружений с производительностью экскаватора
2.4 Оценка объемов рудной массы добытых в период между перестановками водоотливных сооружений при различных технологических схемах водоотлива
2.5 Расчет числа перестановок комплекса водоотливных сооружений
2.6 Оценка протяженности магистрального трубопровода в зависимости от конструкции борта карьера и глубины горных работ Выводы
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТИПОВЫХ СХЕМ ВОДООТЛИВА

3.1 Оценка простоев водоотлива на монтаж-демонтаж
водоотливных сооружений
3.2 Оценка влияния технологической схемы водоотлива на срок отработки карьера
3.3 Оценка влияния обустройства технологической схемы водоотлива на производственную мощность карьера и себестоимость добычи
руды
3.4 Расчет экономической эффективности технологических схем водоотлива
Выводы
4 МЕТОДИКА ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВОДООТЛИВА ДЛЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБОКИХ КИМБЕРЛИТОВЫХ КАРЬЕРОВ
4.1 Общие положения методики
4.2 Изучение объекта
4.3 Технологические схемы водоотлива, применяемые на карьерах
4.4 Оценка влияния уровня занятости на производительность
добычного оборудования
4.5 Оценка объемов добытой рудной массы и времени их отработки
4.6 Определение простоев водоотлива
4.7 Определение срока эксплуатации карьера
4.8 Определение производственной мощности карьера и себестоимости добычи руды
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность. Разработка штокообразных глубоких залежей полезных ископаемых, какими являются кимберлитовые трубки с малыми размерами и округлой формой в плане, отличается от других тем, что вскрытие рабочих горизонтов производится в течение всего периода эксплуатации месторождения. При этом по мере развития горных работ в глубину, транспортные и инженерные коммуникации постоянно переносятся до момента подхода уступов к конечному контуру карьера для обеспечения определенной последовательности отработки слоев. Все главные параметры карьера, масштабы горных работ и технология определяются конечной глубиной карьера.
Целый ряд кимберлитовых карьеров Якутии, находящихся в стадии эксплуатации, характеризуется наличием одного или нескольких водоносных горизонтов с водопритоками различной интенсивности (от 85 до 1200 м3/час). Поступающая в карьеры вода обладает высокой минерализацией (до 400 г/л) и имеет свойства рассола, то есть весьма агрессивной среды. Промышленная и экологическая безопасность ведения горных работ требует непрерывной откачки поступающих в карьер вод, что обеспечивается применением сложных многоступенчатых схем водоотлива.
Эффективность схем водоотлива карьеров в период их строительства и эксплуатации устанавливается соответствующими техническими и гидрогеологическими расчетами по критерию соответствия производительности насосов и максимального расчетного суточного притока дождевых и подземных вод. В то же время, в существующих расчетных методиках не учитываются такие важные технологические характеристики схем водоотлива, как уровень занятости карьерного пространства под комплексом водоотливных сооружений (КВС), возможные простои водоотлива в период монтажа-демонтажа и количество перестановок КВС во взаимосвязи с глубиной отработки карьеров, производитель-

Выводы и задачи исследований
Выполненный анализ показывает, что при разработке месторождений открытым способом системы осушения могут быть представлены дренажными скважинами, внутрикарьерным водоотливом, подземными дренажными выработками. Выбор схем осушения определяется водопритоками к горным выработкам, проницаемостью дренируемых пород и требуемым понижением уровня подземных вод.
Взаимосвязь схем осушения с технологией горных работ, показана разными авторами в ряде работ. Наличие воды в горных выработках затрудняет условия работы людей и машин, существенно сказывается на физических свойствах горных пород, приводит к снижению устойчивости горных массивов, ухудшает качество добываемого полезного ископаемого. Производство горных работ в большинстве случаев требует проведения комплекса мероприятий по полному или частичному осушению разрабатываемого горного массива, исключению или уменьшению водопритока в горные выработки, а также сбору и отводу поступающей в выработки воды, учитывая при этом способ вскрытия и отработку месторождения.
Особенностью отработки кимберлитовых карьеров Якутии является значительная глубина, и ограниченные размеры карьерных полей, обусловленные формой рудного тела. Это предопределяет высокую степень взаимосвязи всех производственных процессов в карьере, в том числе и осушения, и влияния их на эффективность эксплуатационных работ, что приводит к необходимости рассмотрения выбора рациональной схемы водоотлива с точки зрения единой системы «водоотлив-карьер». Помимо системы внешнего дренажа, одновременно с ведением горных работ на глубоких горизонтах, функционирует внут-рикарьерный водоотлив, так как при разработке большинства карьеров вскрываются водоносные горизонты с различными водопритоками, достигающими 1200 м3/час. Негативное влияние на эффективность горных работ оказывают