СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ЛОКАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ УРОВНЯ ВОД

Гузеев А.А.

Аспирант, Сибирский Федеральный универститет

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ЛОКАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ УРОВНЯ ВОД

Аннотация

Разработан способ освоения обводненных месторождений полезных ископаемых при помощи локального регулирования уровня вод для отработки неглубоких карьеров без водоотлива.

Ключевые слова: понтонный экскаватор, землесосный снаряд, драга, шпунт ларсена, обводненные месторождения, водоотлив.

Guzeev A.A.

¹Postgraduate, Siberian Federal University

WAY OF DEVELOPING WATER-BEARING DEPOSITS WITH LOCAL REGULATION OF WATER LEVEL

Abstract

A way of developing watered mineral deposits using local control of the water level for working shallow pits without drainage is suggested.

Keywords: pontoon excavator, suction dredge, hydraulic dredge, Larssen sheet piles, water-bearing deposits, mine drainage

Большинство предприятий, разрабатывающих обводненные месторождения полезных ископаемых, несут значительные затраты на: приобретение и поддержание оборудования для водоотлива; непосредственно водоотлив; возведение и эксплуатацию гидротехнических сооружений, нарушая большие площади земель, необходимые для размещения гидротехнических сооружений. Доля перечисленных затрат в себестоимости продукции может достигать до 30 - 40%. Необходимо отметить, что предлагаемые решения разработки месторождений полезных ископаемых входят в перечень критических технологий Российской Федерации.

В целях энергосбережения, а также сокращения затрат предприятий, разрабатывающих обводненные месторождения полезных ископаемых, предлагается вести горные работы из-под воды, исключая процессы водоотлива.

Предлагается способ разработки обводненных месторождений, который позволит отрабатывать неглубокие месторождения и месторождения большей глубины, на первом этапе строительства карьера, без водоотлива (Рис.1).

Рис. 1- Прнципиальная технологичекая схема разработки обводненных месторождений: 1 – водонепроницаемый экран; 2 – перегородки; 3 – понтон; 4 – экскаватор; 5 – насосное оборудование; 6 – подводный уступ; 7 – комбинированный уступ с надводной и подводной частью; 8 – подготавливаемая к выемке зона месторождения; 9 – рабочая зона месторождения оборудования; 10 – отработанная зона месторождения.

С помощью демонтируемых водонепроницаемых экранов отгораживается зона месторождения и перегородками делится на отработанную зону, рабочую зону и подготавливаемую к выемке зону. В подготавливаемой зоне происходит подготовка к работе экскаватора, т.е. с помощью насоса уровень воды изменяют для достижения оптимального значения при работе экскаватора. В рабочей и подготавливаемой зонах производят повышение уровня воды при условии:

                                                                                (1)

где Н_у – высота уступа м; Н_в – высота столба воды, м; Н_ч.max– максимальная высот черпания.

В рабочей и подготавливаемой зонах производят понижение уровня воды при условии:

                                                                                     (2)

где Н_г.ч.max– максимальная глубина черпания, м.

Далее в рабочей зоне ведется непосредственная отработка месторождения. При этом по мере продвижения работ перегородка между подготавливаемой к выемке зоной и рабочей зоной демонтируется, соединяя эти зоны, и экскаватор перемещается в зону, подготовленную к выемке. Затем водонепроницаемая перегородка вновь разделяет обе зоны. К тому времени в отработанной зоне месторождения после понижения уровня воды до его естественного значения идет последующий демонтаж водонепроницаемых экранов. Экскаватор, находящийся на понтоне, после выемки пород или полезного ископаемого производит их погрузку в транспорт.

В качестве водонепроницаемого экрана предлагается шпунт Ларсена [1], при этом максимальная глубина отработки обводненных месторождений без водоотлива составит:

                                                                         (3)

где h_max – максимальная длина шпунта Ларсена, м; h_у – глубина усадки шпунта в грунт, м; h_min – минимальный уровень воды в рабочей зоне, м:

                                                             (4)

где h_п - максимальная осадка понтона, м; d_max - максимально возможный размер кусков породы или неотработанных целиков, м.

А максимальная высота отрабатываемого уступа при локальном регулировании составит:

                                              (5)

где h_в – уровень воды, м; H_ч.max – максимальная высота черпания экскаватора на понтоне, м.

Предлагаемый способ открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых позволяет снизить эксплуатационные затраты за счет уменьшения объемов водоотлива при отработке месторождений на первом этапе строительства карьера, а при отработке не глубоких карьеров позволит исключить процесс водоотлива и все связанные с ним процессы.

Литература

1. Шупнт Ларсена. Википедия. [Электронный рексурс] –режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Шпунт_Ларсена (дата обращения 21.11.2013).