Опыт разработки месторождения песчано-гравийных смесей «Дубки» с помощью нового эжекторного снаряда Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

г

— Коротко об авторах

Кононенко Евгений Андреевич - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.

© ІІ.И. Бабичев, С.М.

Бекренев, В.В. Мельников, И.М. Ялтанец, 2004

УДК 621.694.2:622.357

Н.И. Бабичев, С.М. Бекренев, В.В. Мельников, И.М. Ялтанец

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПЕСЧАНОГРАВИЙНЫХ СМЕСЕЙ «ДУБКИ» С ПОМОЩЬЮ НОВОГО ЭЖЕКТОРНОГО СНАРЯДА

Семинар № 12

~П рамках научного симпозиума «Неде-

-Я-М ля горняка-2003) в феврале 2003 г. Н.И. Бабичевым был сделан доклад «Новые технические средства и технология разработки обводненных месторождений песчано-

гравийных смесей». В докладе сообщалось о новых эжекторных устройствах, позволяющих с высокой эффективностью отрабатывать запасы ПГС, залегающие ниже уровня подземных вод на глубинах до 50 и более метров.

Новые технические средства струйные насосы - насосы прямого действия, изобретенные Джемсом Томпсоном еще в 1852 году, характеризуются простотой оборудования, отсутствие вращающихся частей в связи с чем происходит резкое сокращение времени простоев на ремонт и профилактическое обслуживание.

Основываясь на многолетнем опыте создания новой техники для разработки глубокоза-легающих (500^800 м) богатых железных руд КМА, архангельских алмазоносных кимберлитов (глубина 300^500) в качестве подъемнотранспортного механизма были применены мощные эжекторные устройства (тип 426/273 и тип 340/219), позволяющие поднимать с глубины более 50 м валунно-галечный материал с

размерами в поперечнике до 200 мм (для типа 420/273) и до 150 мм (для типа 340/219).

Опытные образцы установок гидродобычи:

Тип 1. Имеет устройство для вертикальной сборки секций става для спуска на необходимую глубину разработки (имело первоначальное обозначение «Установка ПСГД-340/219»). Данная установка показала надежность в работе, но при полностью поднятом снаряде она под действием волновой и ветровой нагрузок малоустойчива и может перевернуться, смена износившихся специальных вкладышей требует подъема и разборки всего става и соответственно затрат времени (несколько часов).

Тип 2. Имеет устройство для горизонтальной сборки секций (получила обозначение «УГБ-2), лишена вышеуказанных недостатков. Замена вкладышей и любые другие действия на нижнем оголовке требуют несколько десятков минут времени.

При отработке песчано-гравийных смесей, залегающих ниже уровня грунтовых вод, и имеющих в связи с этим положительные температуры, достаточно легко организуется практически всесезонная эксплуатация добычного комплекса.

Рис. 1. Майнообразователь расчищает забой ото льда. Хорошо виден козырек из мерзлых пород над забоем который после обрушения падает под воду где оттаивает и теряет связность

Опыт эксплуатации установки гидромеханической добычи ПСГД-1 (340/219) в зимние периоды 2001/02 и 2002/03 годов и установки УГБ-2 в период 2003/04 показал, что при минимуме остановок на срок не более 3-4 часов добычной комплекс устойчиво работает при температуре до -37 °С. При более низких температурах, продолжительность которых в центральных областях России не превышает 45 суток (15 декабря-1 февраля), комплекс проходит консервацию: из оборудования и труб сливается вода и пульпа, и выполняются ремонтные работы.

При повышении температуры до -10-15° новый запуск не вызывает больших трудностей. Прогреваются нижние части корпусов насосов, образовавшийся в майне лед (в январе при морозе -33° толщина ледяного слоя достигала 50 см) легко разрушается потоком воды, направляемой вдоль борта. Для этого используется специальный майнообразователь (см. рис. 1) в виде трубопровода, опоясывающего выше ватерлинии корпуса понтонов с отводами с приваренными к ним насадками.

В процессе испытаний нового оборудования установлено, что установка гидродобычи при производительности 150^200 м3/час по твердому, значительно менее металлоемка, практически без ограничения глубины разработки (50^70 м) при энергетике 715 кВт, позволяет отрабатывать месторождения ПГС практически на полную глубину залегания.

Применение установленного на палубе гидромонитора для подрезки и обрушения больших массивов горных пород с помощью технологии бокового забоя выше уровня подземных вод при гидроподъеме и гидротранспорте эжектором на выходе дает материал с высоким отношением Т:Ж (рис. 2). Подводное разру-

Рис. 2. Подрезка и обрушение надводного уступа с использованием технологии бокового забоя

шение высоких уступов боковым забоем, по-

зволяет отрабатывать запасы практически полностью и получить высокую производительность. Важной особенностью этой технологии является то, что после отработки остается водоем и отработанная территория не нуждается в рекультивации (патент РФ на изобретение №2180399 «Способ подводной добычи гравий-

но-песчаной смеси»). Разрабатываемые горные породы в процессе гидродобычи практически полностью дезинтегрируют и легко разделяются на необходимые для производства строительных или других видов работ фракции с использованием простых гравитационных способов обогащения.

Опытный образец прошел цикл производственных испытаний, показал возможность круглогодичной разработки подводных залежей ПГС в течение трех зим с минимальной температурой до -37° (январь 2003 г.) при высокой производительности. В зимний период смерзшиеся породы обрушаются в воду, где при постоянной температуре +4° быстро размораживаются и теряют устойчивость. В лет-нее-осенний период 2003 г. среднемесячный объем добычи составил 35 тыс. м3. В зимний период при относительно хорошей организации работ месячный объем добычи достиг 40 тыс. м3.

Производительность труда на установках УГБ-2 составила 30 тыс. м3 в год на 1 трудящегося. Американские и голландские земснаряды обеспечивают производительность 15^20 тыс. м3 на 1 трудящегося в год.

— Коротко об авторок ---------------------------------------------------------------------------

Бабичев НИ. - Горно-геологический союз России.

Бекренев С.М. - ОАО «Тучковский КСМ».

Мельников В.В. - Горно-геологический союз России.

Ялтанец И. М. - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.

---------------------------------------------- © Д. С. Бакуменко, 2004

УДК 553.62:622.235.4 Д. С. Бакуменко

РАЗРАБОТКА ОБВОДНЕННЫХ ПЕСЧАНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Семинар № 12

ТУ настоящее время ведется масштабное

-Я-М освоение нефтегазоконденсатных месторождений на севере Западной Сибири. А именно в Ненецком Автономном Округе, также в недалеком будущем намечено освоение полуострова Ямал. Известно, что гидромеханизация является неотъемлемой частью при обустройстве месторождений нефти и газа. Однако суровые погодные условия, короткий сезон намыва и вечномерзлые грунты осложняют работу гидромеханизаторов.

В большинстве своем обводненные песчаные месторождения содержат не только талые, но и вечно мерзлые грунты. С талыми проблем не возникает, земснаряды оснащенные гидравлическими рыхлителями легко с ними справляются. Сложности возникают при отработке месторождений, где песок представлен в мерзлом виде. Земснаряды оснащенные фрезерными рыхлителями не могут их отраба-

тывать, так-как крепость песка в мерзлом виде равна 5-7 (по шкале проф. М.М. Прото-дьяконова), фреза просто катится по кромке забоя не врезаясь в него. Если использовать земснаряд с гидравлическим рыхлителем, консистенция гидросмеси настолько мала, что на карту намыва поступает почти одна вода.

Для решения этой проблемы предлагается использование буровзрывных работ при разработке вечномерзлых грунтов. Выемка разрыхленной горной массы не представляет сложности для земснаряда. Бурение мерзлоты предлагается производить пневмоударными буровыми станками. Техническая, технологическая и экономическая эффективность и целесообразность подготовки мерзлых пород к выемке плавучими землесосными снарядами, будет представлена в кандидатской диссертации автора данной статьи.

— Коротко об авторок

Бакуменко Денис Сергеевич — аспирант, Московский государственный горный университет.