CC BY
103
УДК 622.53 А.В. Долганов
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РУДНИЧНОГО ВОДООТЛИВА ПРИ ОТРАБОТКЕ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО УРАЛА
Трудная база горных предприятий -ИГ Южного Урала: ОАО «Учалинский ГОК» представлена находящимися в отработке Учалинским, Молодежным месторождениями (комбинированный способ отработки), Узельгинским, Тал-ганским, Сибайским месторождениями (подземный способ отработки); ОАО «Бурибаевский ГОК» - Октябрьским месторождением (подземный способ отработки); ОАО «Гайский ГОК» - Гайским, Осенним месторождениями (комбинированный способ отработки) и Летним месторождением (подземный способ отработки), ОАО «Александринская гор-
норудная компания»-Александринским месторождением (комбинированный
способ отработки), которые включают от одного, двух и более мощных рудных тел до пяти и более мелких рудных тел, залегающих на глубине от 100 до 700 м и удаленных друг от друга на расстояния от нескольких сот метров до нескольких километров.
Вовлечение в отработку параллельно с мощными рудными телами, рудных тел небольшой мощности, расположенных на разных расстояниях от отработанных и действующих горных выработок рудников, усложняет технологические схемы рудничного водоотлива за счет применения двух (рис. 2, а) и трех-ступечатой схем (рис. 2, б).
Так, отработка шестого рудного тела Октябрьского месторождения Бурибаев-ского ГОКа мощностью около 300 тыс. т, расположенного ниже действующих горных выработок гор. 360 м на 12,5 м потребовала устройства временного зумпфового водоотлива по трехступенчатой схеме (рис. 2, а, б). Выполнение зумпфового водоотлива в виде продол-
жения конвейерной транспортной выра-
Рис. 1. Схематичный продольный разрез Си-байского месторождения. Нижняя залежь
Рис. 2, а, б. Схема водоотлива при отработке 6-го рудного тела Бурибаевского ГОКа
ботки сокращает затраты как на проведение водосборников, так и на устройство насосной камеры и других горных выработок характерных для участковых насосных станций.
Шахтная вода из конвейерных уклонов по водоотливной канавке поступает в зумпф насосной установки и быстроходными насосами типа Х, укомплектованными электродвигателями с частотой вращения 3000 мин-1 [2], перекачивается по трубопроводу до водосборника гор.360 м и сбрасывается в водосборник существующей участковой водоотливной установки. После от-работки шестого рудного тела зумп-фовая, насосная ликвидируется.
Факторы, оказывающие влияние на выбор технологической схемы рудничного водоотлива и качество его работы:
Горно-геологические
1. Водоприток подземного рудника, напрямую зависящий от геологических и гидрогеологических условий залегания рудного тела;
2. РН-водородный показатель -свойства шахтной воды - кислотная, нейтральная, щелочная, напрямую зависящие от типа добываемого полез-
ного ископаемого и вмещающих пород;
3. р - плотность шахтной воды, кг/м , наличие взвешенных частиц - загрязненность воды минеральными примесями, наличие которых и их гранулометрический состав вызывают коррозионный или абразивный износ насосного оборудования и уменьшают срок его службы;
Технологические
4. Нг - геодезической высоты насосной установки, м;
5. Последовательности отработки горизонтов;
6. Система сбора воды - водоотливные канавки;
7. Отстойники (если они имеются);
8. Водосборники, их вместимость, Ув, м3;
9. Приемные колодцы;
Технические
10. Приемная сетка с клапаном;
11. Всасывающий трубопровод насоса (0вс - диаметр всасывающего трубопровода, мм; 0факт. вс - фактический диаметр всасывающего трубопровода, мм; 0п вс - диаметр всасывающего патрубка насоса, мм);
12. ивс - скорость движения воды во всасывающем трубопроводе, м/с;
13. Тип насоса;
14. Q - подача насоса, м3/ч;
15. Н - напор насоса, м;
16. ц - кпд насоса;
17. ns - коэффициент быстроходности насоса;
18. Нагнетательный трубопровод насоса (0вс - диаметр нагнетательного трубопровода, мм; 0факт. вс - фактический диаметр нагнетательного трубопровода, мм; 0п вс - диаметр нагнетательного патрубка насоса, мм);
19. ивс - скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе, м/с;
Энергетические
20. Тип привода насоса;
21. Рэд - мощность электродвигателя, кВт;
22. U - напряжение, кВ;
23. ц - кпд электродвигателя;
24. способ охлаждения электродвигателя;
25. ц - кпд электрической сети;
26. W - полезный расход электроэнергии на водоотлив, кВт;
27. ю0 - удельный расход электроэнергии на водоотлив, кВт*ч/м3*м;
28. сзм - стоимость 1 кВт*ч заявленной мощности предприятием в год, руб;
29. Ту max - продолжительность утреннего максимума энергосистемы, час;
30. Тв max - продолжительность вечернего максимума энергосистемы, час;
Технико-экономические
31. Кг - коэффициент готовности насоса;
32. Кп - коэффициент простоя;
33. Аэк - затраты на обслуживание, за час исправной работы насоса, тыс. руб/ч;
34. Ап - затраты, обусловленные за час простоя, тыс. руб/ч;
35. Сво - затраты, вызванные отказами в рублях; тыс. руб/ч;
36. Сн и Сс - стоимость соответственно старого и нового насоса, тыс. руб.
Комплексно учесть влияния всех вышеперечисленных факторов при проектировании схем и эксплуатации рудничного водоотлива возможно только на основании разработки математической модели.
Основными источниками шламооб-разования на подземных рудниках являются: буровая мелочь, получаемая в процессе бурения горных пород при мокром пылеподавлении; просыпь горной массы из кузовов транспортных средств и измельчаемая колесами подземных самоходных машин; часть закладочной смеси от промывки закладочных трубопроводов и т.д.
Наличие взвешенных в шахтной воде твердых частиц горных пород, обладающих абразивными свойствами, приводит к преждевременному износу рабочих колес, корпусов, направляющих аппаратов, вибрации, увеличению зазоров в уплотнениях колес и между ступенями, и как следствие, к снижению производительности, к. п. д. насосов, повышенному расходу электроэнергии насосами рудничного водоотлива.
При течении шахтной воды самотеком по длине водосборников происходит осаждение твердых частиц на дно водосборников, что приводит к зашла-мовыванию их и последующей очистке.
Очистка от шлама водосборников, отстойников - сложный, почти нерешенный вопрос [1], хотя разработаны и предложено ряд схем и средств, обеспечивающих механизацию работ по очистке водосборников и снижение трудоемкости их очистки, очистку водосборников УзПР производят 2 раза в год, при этом длительность очистки составляет до 90 смен, а объем вывозимых шламов до 4000 м3.
На подземных рудниках Учалинского ГОКа применяют очистку водосборников и шламоотстойников с использо-
ванием погрузочно-доставоч-ных машин (ПДМ), подземных автосамосвалов (Мо-АЗ) (УПР) [3] и вагонеток локомотивного транспорта (УзПР). Отвлечение ПДМ, МоАЗ, и др. транспорта на очистку приводит к снижению производительности рудника или к росту парка технологических машин.
Организация бесперебойной работы рудничного водоотлива в этих условиях характеризуется большими расходами средств на проходку сложного водоотливного комплекса горных выработок (водоотливных канав, водосборников, приемных колодцев, насосных камер и
1. Попов В.М. Водоотливные установки: Справочное пособие. - М.: Недра, 1990. - 254с.
2. Центробежные, горизонтальные и вертикальные химические насосы с проточной частью из металла: Каталог. - М.: ЦИНИхимнеф-темаш, 1981.
т.д.), приобретение и эксплуатацию электромеханического оборудования насосных станций, повышенным расходом электроэнергии (до 40-45 % от общего расхода [1]) на рудничный водоотлив.
Из вышеизложенного следует, что вопросы энергосбережения, выбора технологических схем и оборудования рудничного водоотлива, а также способов и средств очистки водосборников при отработке медно-колчеданных месторождений Южного Урала являются актуальными и в настоящее время.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Олизаренко В.В., Долганов А.В., Великанов В. С. Рудничный водоотлив при отработке Учалинского месторождения /Сб. трудов 6 международной научно-техничес-кой конференции. Чтения памяти Кубачека В.Р. - Екатеринбург, ГОУ ВПО «УГГУ», 2008 г. С. 54-58. М
— Коротко об авторе -------------------------------------------------------------
Долганов А.В. - инженер, ГОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова".
Рецензент канд. техн. наук К.В. Исмагилов, доцент ГОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова".
