30 Дек

СКВАЖИННАЯ ВЫЕМКА ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК В СЛОЖНЫХ ГИДРО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Алмазные трубки в Якутии это уникальные месторождения кимберлитовой руды, которые разрабатываются ещё с середины прошлого века. Климат района резко континентальный с продолжительной и суровой зимой и коротким, часто жарким летом. Среднегодовая температура составляет -7,8°С. Самый холодный месяц – январь, абсолютный минимум температуры -63°С. Снежный покров устанавливается в первых числах октября и исчезает в начале мая, высота его составляет до 65 см. Месторождение расположено в зоне развития многолетнемерзлых пород, мощность которых составляет 300-330 м.  [1].

Основная проблема отработки алмазных трубок АК «АЛРОСА» заключается в том, что открытым способом отрабатывать трубку уже нерентабельно, а подземным затрудняет наличие водоносного горизонта мощностью примерно 250 метров, который представляет большую опасность, так как вполне способен затопить рудник. Водоносный горизонт расположен в интервале абсолютных отметок +40м/-150м. Подземные воды этого горизонта содержат растворенные в них газы: азот, метан, сероводород, углекислый газ. Учитывая это, при ведении горных работ должны быть приняты меры, исключающие возможность обрушения и сдвижения, как вмещающих пород, так и рудного тела. Вскрытие месторождения произведено двумя центрально-расположенными вертикальными стволами и квершлагами. Высота этажа принята 90 м, пройденные стволы имеют рассечки на горизонтах -200 м, -290 м, -380 м, -470 и -560 м. Горизонтальными выработками кимберлитовая трубка вскрыта на горизонтах -380, -290 и -268 м, пройденными для отработки блока № 6 и ликвидации незатампонированных геологических скважин [3].

Рис. 1. Схема вскрытия рудника «Интернациональный»: 1- водоносный горизонт; 2 – рудное тело; 3 – стволы; 4 – квершлаги; 5– оставляемый по принятому проекту предохранительный целик.

Для отработки запасов трубки находящихся в водоносном горизонте, авторы предлагают использовать водонасыщенность пород, что заключается в использовании гидромонитора, для которого наличие водоносного горизонта и в принципе воды будет только положительно сказываться на бурении. Команда авторов предлагает на дно отработанного карьера, которое заполнено водой, установить плавучую буровую платформу. С установленной платформы осуществляется бурение скважин интегрированным на неё станком типа СБШ 250. Пробурив на всю высоту залежи скважину диаметром 200 мм по специальным каналам, в штангу подаётся вода для гидромонитора [2] предварительно встроенного чуть выше шарошки. Далее в восходящем порядке осуществляется разбуривание скважины до 8 метрового диаметра, при этом высота отбиваемой гидромонитором очистной камеры составляет 10 метров. Одновременно с очистной выемкой происходит подъём пульпы эрлифтом на буровую платформу, а с неё по трубопроводу на обогатительную фабрику уже в измельчённом виде.  После этого платформа переезжает на бурение другой скважины в шахматном порядке, а скважина заполняется гидрофобным бетоном с другого борта платформы, тем самым уменьшаются простои в добыче. Перед тем как продолжать разбуривание скважин на всю высоту трубки необходимо дождаться схватывания гидрофобного бетона [4]. Таким образом, шаг за шагом будут отработаны все подкарьерные запасы, находящиеся в водоносном горизонте, при этом исключаются расходы на проведение подготовительных и нарезных  выработок, проветривание, количество применяемой техники минимально, число рабочих так же минимально. Помимо выемки запасов данный способ обезопасит поверхность от сдвижения горных пород, так как весь извлекаемый объём будет заполнен. Наличие прослоек между скважинами позволит бетону схватываться с этими прослойками и образовывать один единый целик. Схема отработки приведена на рисунке 2, схема расположения скважин на рисунке 3.

Рис. 2. Схема отработки кимберлитовой трубки в водоносном горизонте: 1 — Предохранительный целик; 2 — Горизонт -290; 3 – Водоносный горизонт; 4 – Буровая платформа; 5 – Скважина   200 мм; 6 – Разбуренная скважина  8 м; 7 – Гидромонитор.

Рис. 3. Схема расположения очистных камер: 1 — Камера  8м; 2 – Кимберлитовая трубка.

Полнота извлечения при размерах эллипса 120×60 и площадью 5654 м2 составляет 67%. Инвестиции в проект составят 80 млн. рублей в первый год отработки. В них включены расходы на закупку и монтаж необходимого для добычи оборудования. Месторождение отрабатывается за 15 лет и общий доход за этот период времени составит 19,8 миллиардов рублей. Показатели прибыли изображены на таблице 1.

Таблица 1.

Литература

  1. Калитин В.Т. Алмазодобывающий комплекс России: современное состояние, проблемы и перспективы развития: Горный журнал, 2003, №1.
  2. Интернет ресурс: Горная энциклопедия: http://www.mining-enc.ru/g/gidromonitor/.
  3. Э.И. Богуславский, М.Н. Андреев. Технология разработки подкарьерных запасов кимберлитовых трубок: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2011. №12.
  4. Ницевич О.А, Цурло Е.Н, Янушенко А.П. Опыт проведения добычных работ методом скважинной гидродобычи: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2010. №4.

  1. KalitinT. Diamond-mining complex ofRussia: current status, problems and prospects of development:Mining Journal, 2003, №1
  2. Internet resource:MiningEncyclopediahttp://www.mining-enc.ru/g/gidromonitor/.
  3. Boguslavskiy E.I., Andreev M.N.. Technologydevelopment underquarry stocks ofkimberlite pipes: Mininginformational andanalytical bulletin, 2011. №12.
  4. NitsevychOA, TsurloEH,YanushenkoAPExperience in conductingmining operationsbyhydraulic borehole: Mininginformational and analyticalbulletin, 2010. №4.
    СКВАЖИННАЯ ВЫЕМКА ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК В СЛОЖНЫХ ГИДРО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
    Данная статья посвящена проблемам разработки подкарьерных запасов кимберлитовых трубок, разрабатываемых АК «АЛРОСА». В статье приведен способ извлечения подкарьерных запасов алмазных трубок Якутии, который, по мнению авторов, является наиболее эффективным и наименее затратным по времени и денежным средствам компании.
    Written by: Маренков Иван Сергеевич, Иванов Михаил Сергеевич, Ефимова Ольга Игоревна, Андреев Максим Николаевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 06/16/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
    Available in: Ebook