В распределении минерализации подземных вод прослеживается четкая площадная и качественная закономерности. С юга (со стороны Днепродзержинского водохранилища) на север (к Белановскому месторождению) прослеживается увеличение минерализации подземных вод от 0,5-0,7 г/л до 6,7-10 г/л и более (рис.1.14, 1.15)). Увеличение минерализации подземных вод связано с увеличением содержания аниона Cl- . Восточнее месторождения минерализация подземных вод уменьшается:
- в отложениях харьковской и бучакской свит до 5.3 - 6,0 г/л
- в трещиноватой зоне до 4,0 г/л (с. Кобелячек).
Подземные воды всех горизонтов, в основном, неагрессивны по отношению к железу и бетонам. Только в отдельных пробах воды, отобранных из скважин харьковского водоносного горизонт и трещиноватой зоны кристаллических пород, обнаружена агрессивная углекислота. Однако при смешении вод различных горизонтов агрессивность смеси уменьшается до нормативного состояния, и подземные воды характеризуются как неагрессивные по отношению к железу и бетонам. Сульфатной и магнезиальной агрессивностью воды не обладают.
По данным бактериологических анализов, выполненных местными районными санитарно-эпидемиологическими станциями, подземные воды здоровые: их коли-титр изменяется в пределах от 40 до 120. Исключением являются воды четвертичных отложений: в отдельных колодцах при повышенном содержании аммиака, нитритов и нитратов коли-титр снижается до 5-12, что свидетельствует о легкой подверженности горизонта загрязнению, которое обусловлено слабой его защищенностью, а также большим числом вскрывающих горизонт колодцев и скважин, являющихся зачастую путями прямого попадания загрязнения.
Данные анализов качественного состава показывают, что грунтовые и подземные воды Еристовского месторождения не пригодны для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения и не могут являться сырьем для попутного промышленного извлечения элементов.
Воды рек Днепр и Псел пресные, с минерализацией 0,3-0,5 г/л. Согласно данным Кременчугской РСЭС их коли-титр 43-111, микробное число 210-6410. Реакция вод в большинстве случаев нейтральная или слабощелочная, агрессивная углекислота отсутствует, воды неагрессивны по отношению к железу и бетонам.
Качество вод других водоемов – болот, речек Сухой Кобелячек и Кривая Руда – резко изменяется по сезонам года. В период половодья сухой остаток поверхностных вод составляет 0,2-0,3 г/л, а к концу лета повышается до 3,0-4,0 г/л. Минерализация воды в обводном канале высокая и согласно данным 2008 года изменяется от 3,4 г/л в верхней части, до 5,6 -5,9 г/л в районе вскрываемого карьера и села Еристовка. Минерализация воды в озере Верхнее составляет 4,7 г/л.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСУШЕНИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
На данном этапе проектирования заданы промежуточные контуры участка первой очереди карьера, вскрывающего Еристовское месторождение железных руд.
Характер природных геолого-гидрогеологических условий месторождения диктует необходимость защиты карьера от подземных вод. Эта защита включает систему осушения карьера и осуществляет ряд функций, главными из которых являются:
а) обеспечение безопасных условий ведения горных работ;
б) обеспечение устойчивости открытых горных выработок;
в) создание условий для высокопроизводительной работы горного оборудования и транспорта;
г) охрана водных ресурсов и окружающей среды на прилегающей территории.
При открытом способе разработки полезного ископаемого применяется поверхностный, подземный и комбинированный способы осушения. Воды, поступившие в карьер, удаляются с помощью водоотлива.
Высокие темпы отработки Еристовского месторождения ставят безальтернативную задачу выбора способа осушения. Поэтому, в данных условиях для вскрытия карьера рекомендуется поверхностный способ осушения.
В настоящей работе предложены два варианта поверхностного способа осушения, в состав которых входят водопонижающие скважины и дренажные траншеи. Варианты апробируются в процессе математического моделирования. По результатам моделирования делается вывод об эффективности систем осушения.
3. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СИСТЕМЫ ОСУШЕНИЯ УЧАСТКА ПЕРВОЙ ОЧЕРЕДИ ЕРИСТОВСКОГО КАРЬЕРА НА ПЕРИОД ЕГО ВСКРЫТИЯ
Локальная математическая модель фильтрации использована для разработки вариантов системы осушения карьера на период его вскрытия. При этом предполагается, что обводной канал до начала процесса осушения месторождения отводится с площади будущего карьера. Новый участок канала экранируется суглинистым (глинистым) слоем для предотвращения фильтрации воды в карьер. Озеро Верхнее должно быть осуш ено.
Рассмотрено два варианта работы дренажной системы.
Вариант I . Осушение осуществляется при помощи водопонижающих скважин расположенных вдоль бортов карьера.
Вариант II . Осушение осуществляется при помощи водопонижающих скважин расположенных вдоль бортов карьера и дренажных траншей внутри карьера.
Вариант I . Основные характеристики системы осушения
1. Водопонижающие скважины, оборудованные фильтрами на четвертичный водоносный горизонт:
количество – 50 шт.;
расстояние между скважинами -100 м;
время работы – 42 месяца ;
начальный дебит - 20 м3 /час.
2. Водопонижающие скважины, оборудованные фильтрами на бучакский водоносный горизонт:
количество – 50 шт.;
расстояние между скважинами -100 м;
время работы – 38 месяцев;
начальный дебит - 6 м3 /час.
Вариант II . Основные характеристики системы осушения
1. Водопонижающие скважины, оборудованные фильтрами на четвертичный водоносный горизонт:
количество – 50 шт.;
расстояние между скважинами -100 м;
время работы – 42 месяца;
начальный дебит - 20 м3 /час.
2. Водопонижающие скважины, оборудованные фильтрами на бучакский водоносный горизонт:
количество – 50 шт.;
расстояние между скважинами -100 м;
время работы – 38 месяцев;
начальный дебит - 6 м3 /час.
3. Дренажные траншеи:
количество – 4 шт.;
длина - 495 - 575 м;
ширина – 25 м,
План расположения объектов системы осушения указан в приложении 4. Очередность вскрытия и темпы углубления дренажных траншей приведены в приложении 5.
Схема водопонижения по каждому из вариантов предусматривает, что откачка воды из скважин оборудованными фильтрами на бучакский водоносный горизонт начинается через четыре месяца после начала осушения карьера.
Фирмой “НОВОТЕК-2” было выполнено компьютерное моделирование фильтрации подземных вод месторождения. Получены основные технологические параметры предлагаемой системы осушения.
Откачка воды из траншей производится с восточной стороны карьера самостоятельными насосными агрегатами, размещаемыми непосредственно у каждой траншеи с использованием погружных насосов на плавучих понтонах. К установке на понтонах принимаются погружные насосы GRINDEX типа MAXI-H (производительность 90-180 м3 /час при напоре 70-45 м).
4. ПОРЯДОК ВСКРЫТИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. ГОРНО-КАПИТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Вскрытие Еристовского месторождения намечается осуществить в южной его части. Работы по вскрытию увязаны с графиком ввода в эксплуатацию основного горного оборудования – драглайнов ЭШ-11/70 и ЭШ-14/50. В октябре и декабре 2008 года введены по одному экскаватору ЭШ-11/70, в 2009 году введены четыре экскаватора ЭШ-14/50 (февраль, апрель, июнь, август).
Ведение горных работ в начальный период на Еристовском месторождении заключается в проходке драглайнами ЭШ-11/70 двух осушительных траншей № 3 и № 4. План горных работ на 1-й год вскрытия.
Во втором году согласно графику будет введено все основное выемочное оборудование для разработки мягких пород, к концу года будут сооружены все осушительные траншеи (четыре). Данный период вскрытия месторождения характеризуется отработкой, в основном, первого уступа. Для возможности ведения работ по отработке последующего уступа производится углубка осушительных траншей. На западном и восточном бортах предусматриваются съезды с уклоном 80‰ для движения большегрузных автосамосвалов Caterpillar 789C грузоподъемностью 180 т. Начаты работы по отработке второго уступа.
Ведение горных работ в 3-ем году заключается в разработке мягких пород вскрыши четвертичных отложений вторым уступом..
Особенностью вскрытия месторождения в 4-ом году является понижение вскрышных работ до отметки +10м
В 5-ом году предусматривается ввод экскаватора RH-200 и производство буровзрывных работ для подготовки к добыче промышленных запасов руды, будут произведены все необходимые работы по вскрытию участка месторождения, нарезаны уступы и сформированы рабочие площадки для дальнейшего развития карьера.
Для устройства насыпи под автодороги используются привозные скальные породы из карьера Днепровского рудоуправления в количестве 700 тыс. м3 (с учетом остаточного коэффициента разрыхления 1,2).
Режим работы карьера по выемке вскрышных пород согласно «Нормам технологического проектирования горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки месторождений полезных ископаемых» принимается круглогодовой при непрерывной рабочей неделе в три смены по 8 часов.
Работа отвалов организуется в соответствии с режимом вывозки вскрышных пород из карьера.
Проходка осушительных траншей осуществляется тупиковыми забоями.
Отработка массива мягких пород производится продольными заходками, способ выемки – нижним черпанием при погрузке в автосамосвалы, находящиеся на уровне стояния экскаватора.
Высоты уступов выбраны в соответствии с геологическим строением осадочных пород и параметрами выемочного оборудования.
Углы откосов уступов:
- в мягких породах принимаются – 23–30º;
- в скальных породах 45–55º.
Бермы безопасности в мягких и скальных породах приняты 10 м.
Отработка уступов ведется торцовым забоем. Ширина заходки при схемах с применением драглайна определяется его рабочими размерами и параметрами разрабатываемого уступа (высота и угол откоса).
4.1 ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНЫХ РАБОТ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
В качестве выемочно-погрузочного оборудования приняты драглайны ЭШ-11/70 и ЭШ-14/50 (объемы ковша 11 м3 и 14 м3 соответственно), и дизельные гидравлические экскаваторы типа «прямая лопата» RH-200 с объемом ковша 26 м3 . ЭкскаваторЫ ЭШ-11/70 предусматривается использовать для проходки осушительных траншей и их углубки. Экскаваторы ЭШ-14/50 предусмотрены для разработки мягких пород вскрыши. При дальнейшем развитии горных работ для увеличения производительности имеется возможность переоборудовать экскаватор ЭШ-11/70 в ЭШ-14/50 путем замены ковша на более вместительный и укорочением стрелы за счет съема вставки длиной 20 м.
Погрузка вскрышных пород осуществляется непосредственно из забоя в автосамосвалы Caterpillar 789 грузоподъемностью 180 т.
На планировочных работах, устройстве автосъездов и других работах используются гусеничные бульдозеры Caterpillar D10Т, колесные бульдозеры Caterpillar 844 и автогрейдеры Caterpillar 16M.
На погрузочных работах предусматривается использовать колесные погрузчики Caterpillar 994.
В качестве вспомогательного горно-транспортного оборудования приняты экскаваторы Caterpillar 365CL.
Разработка пород скальной вскрыши и руды, имеющих крепость f = 10-20, производится экскаваторами RH-200 с предварительным рыхлением буровзрывным способом. В качестве бурового оборудования предусматривается использовать буровой станок DML компании Atlas Copco.
5.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ КАРЬЕРА
Освещение
Для освещения карьеров применяются как правило комбинированные системы общего и местного освещения. Местное освещение осуществляется светильниками и прожекторами устанавливаемыми на передвижных опорах (металлических, железобетонных, деревянных. Для наружных светильников используются светильники с лампами ДРП типов СКЗПР, СППР, СПП, СПОР и другие. В настоящее время на карьерах широко применяются светильники ОУКсН-20000 с лампой ДКсТ-20000.
Электроснабжение открытых горных работ имеет ряд специфических особенностей : работа на открытом воздухе в различных климатических зонах страны; значительные по величине территории разработок, их разбросанность, почвоуступная форма и меняющаяся во времени глубина разработок при послойной выемке полезного ископаемого; периодическое или систематическое перемещение большинства электроустановок, использование горных машин с разнообразными системами электропривода, широкий диапазон изменения значения мощности , напряжения, удельного расхода электроэнергии ; применение элетрифицированого железнодорожного транспорта; производство буровзрывных работ и применение средств гидромеханизации.
Внешнее электроснабжение открытых горных работ осуществляют ЛЭП переменного тока промышленной частотой 50 Гц напряжением 6-220 кВ. независимо от класса напряжения на каждое горное предприятие прокладывают не менее двух питающих ВЛ или КЛ.
Внутреннее электроснабжение в зависимости от применяемого электрооборудования может осуществляться переменным и постоянным током. При использовании переменного тока допустимо для питания передвижных электроустановок использовать напряжение до 35 кВ с изолированной нейтралью. Непосредственно напряжение 35 кв необходимо применять для экскаваторов с вместимостью ковша 35 м2 и более. В системе Г-Д используют постоянный ток напряжением до 0,7 кВ, а для контактных сетей железнодорожного транспорта – постоянный ток напряжением 1,65 и 3,3 кВ.
Для контактных сетей применяют и однофазный переменный ток напряжением 25 кВ.
При выборе схем электроснабжения открытых горных работ учитывают мощность, напряжение и размещение электроприемников по территории предприятия, удаленность источников электроснабжения и требуемую надежность, гибкость в эксплуатации и перспективы развития, сведение к минимуму потерь электроэнергии и расхода цветных металлов в ЛЭП, применение надежной защиты от поражения электрическим током.
Для открытых горных работ применяют схемы продольного, поперечного или комбинированного распределения электроэнергии. Любая из схем может иметь односторонние или двухсторонние питание с расположением ЛЭП вне зоны ведения буровзрывных работ. На глубоких карьерах или разрезах с большим количеством одновременно разрабатываемых уступов может применяться радиально-ступенчатая схема питания.
В продольных схемах радиальные и магистральные ВЛ могут сооружаться по трасам, проложенным по поверхности разреза, а также по рабочим уступам и предохранительным бермам вдоль фронта работ. В поперечных схемах по периметру разреза или карьера за технической границей отработки сооружают магистральные бортовые ВЛ, к которым через приключательные пункты подключают ответвления ВЛ или КЛ. Данные ответвления спускаются к местам разработки, пресекая уступы, и дают питание передвижным приключательным пунктам. В комбинированных схемах применяют сочетание продольных и поперечных схем.
29-04-2015, 00:30