Технология работ на железорудном месторождении Еристовского ГОКа (стр. 3 из 4)
Высокая минерализация воды обводного канала в районе Еристовского месторождения связана с бессточными, болотистыми участками засоления приповерхностных пород. На этих участках в кровле грунтовых вод формируются линзы высокоминерализованных вод, вскрытые сетью режимных скважин небольшой глубины. По данным опробования водопонижающих скважинах под этими линзами и в целом по всей площади месторождения находятся грунтовые воды с минерализацией до 1,6 г/л.
Поэтому за основу распределения минерализации в четвертичном водоносном горизонте по площади вскрытия первой очереди Еристовского карьера приняты результаты исследований 2008 года, которые могу быть скорректированы при поступлении дополнительной информации.
Отложения бучакской свиты содержат воду с минерализацией 6,0-8,0 г/л хлоридного натриевого типа. Воды такого же типа заключены в отложениях харьковской свиты и в трещиноватой зоне кристаллических пород. В большинстве случаев минерализация этих вод на площади месторождения составляет 4,0-8,0 г/л. На больших глубинах в отдельных трещинах кристаллических пород встречаются воды с минерализацией до 22,0 г/л .
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 осушено.
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