Проектирование дренажа карьерных полей

При проектировании дренажа карьерного поля необходимо исходить из следующих положений:

1. Система дренажа должна обеспечивать нормальные условия работы оборудования, устойчивость откосов бортов и уступов, а также (в некоторых случаях) уменьшение влажности полезного ископаемого.

Должны быть обоснованы необходимость и целесообразность дренирования каждого водоносного горизонта и намечены пределы необходимого осушения.

2. Для месторождений со сложными условиями должна обеспечиваться взаимная увязка горной и дренажной частей проекта, иногда дренаж не может обеспечить нормальные условия вскрытия и эксплуатации при выбранном способе ведения горных работ.

Для создания нормальных условий работы оборудования следует рас-сматривать возможность исключения глубинного дренажа за счет изменения порядка отработки уступов, уменьшения угла наклона борта, при-грузки откоса фильтрующим материалом и т.д.

3. Проектирование дренажа должно быть многовариантным: перечень систем дренажа, принимаемых для технико-экономического сопоставления, должен включать все возможные рациональные системы для данных гидрогеологических, инженерно-геологических и горно-технических условий.

Каждая рассматриваемая система дренажа должна сопровождаться фильтрационным расчетом.

4. Система дренажа должна быть увязана с требованиями водоснабжения и охраны гидросферы в прилегающем к карьеру регионе.

По условиям дренажа месторождения полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, могут быть разделены на три группы.

К группе А относятся месторождения, сложенные, главным образом, слабыми глинистыми и несвязными породами, устойчивость которых в откосах во многом обусловлена влиянием подземных вод (в том числе месторождения, горно-геологические условия которых определяются в основном перекрывающими, а не вмещающими полезное ископаемое породами).

К группе Б относятся месторождения, сложенные преимущественно водоустойчивыми скальными и полускальными трещиноватыми, достаточно хорошо фильтрующими и водоустойчивыми породами.

Месторождения, в сложении которых примерно в одинаковой степени участвуют породы, характерные для групп А и Б, составляют группу В.

В зависимости от условий залегания пород месторождения группы А разделяются на два типа: А1 — сложенные горизонтально залегающими песчано-глинистыми слоями пород; А2 — сложенные наклонно залегающими слоями пород: песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углями и др.

Дренаж карьеров осуществляется с помощью: систем водопонижающих скважин, оборудованных глубинными насосами; подземных систем — дренажных штреков с фильтрами и колодцами; самоизливающих и поглощающих скважин; иглофильтровых установок; прибортового дренажа; дренажных зумпфов, траншей, канав (в том числе закрытых), комбинаций из названных способов.

Электротехническая часть проекта должна содержать схемы электроснабжения карьера, расчет воздушных и кабельных линий электроперёдачи, силовых линий электропотребителей, тяговых сетей, защитного заземления и освещения.

Основной акцент в данном разделе сделан на изложение методов определения необходимой мощности трансформаторных подстанций и расхода электроэнергии для того, чтобы позволить произвести расчеты платы за электроэнергию

Электроснабжение карьеров должно осуществляться от энергосистем по воздушным линиям электропередачи (ВЛ) напряжением 35—220 кВ с применением принципа глубокого ввода высокого напряжения, путем установки передвижных трансформаторных подстанций (ПКТП) напряжением 35/6—10 кВ в пределах горных работ, в том числе непосредственно на уступах карьера.

Для электроснабжения потребителей карьера следует предусматривать, как правило, напряжения:

35 кВ — для распределения электроэнергии и питания электроприемников вскрышных и добычных горных машин и комплексов;

10 или 6 кВ — для питания электродвигателей и распределения электроэнергии;

до 1 кВ — для питания остальных электроприемников.

В зависимости от системы разработки могут применяться продольные схемы электроснабжения карьеров с расположением передвижных ВЛ напряжением 6—10 кВ на уступах, поперечные схемы (большой объем буровзрывных работ, значительная протяженность фронта работ и др.) схемы, построенные по принципу блока ВЛ 35—100 — ПКТП 35-110/6—10 кВ с бортовыми магистральными и радиально-поперечными ВЛ 6—10 кВ, магистрально-радиальные схемы с расположением кабельных линий электропередачи (КЛ) на уступах, комбинированные схемы. Пример схемы электроснабжения карьера приведен на рис. 9.1.

Передвижные комплектные трансформаторные подстанции ПКТП 35/6-Ю кВ предназначены для питания горных машин напряжением 5-10 кВ, а также строительных и других временных площадок в системе электроснабжения открытых горных работ.

Передвижные комплектные подстанции ПСКТП 6/0,4 кВ с сухими трансформаторами применяют для питания горных машин и механизмов сравнительно небольшой мощности (буровых станков, ленточных кон-вейеров, передвижных компрессоров, водоотливных установок, освещения

Передвижные комплектные подстанции ПСКТП 6/0,4-0,23 кВ мощностью 25-73 кВ*А с сухими трансформаторами предназначены для электроснабжения переменным током осветительных установок и других вспомогательных передвижных электроприемников.

Передвижные комплектные распределительные пункты (ПРП) применяют для распределения электрической энергии напряжением 6— 10 кВ и разветвления кабельных сетей в схемах электроснабжения передвижного горно-транспортного оборудования.

Передвижные приключательные пункты (ПП) предназначены для подключения, питания и защиты электрооборудования потребителей карьеров напряжением 6—10 кВ.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 6-35 кВ могут быть стационарными и передвижными.

Расстояние (пролет) между передвижными опорами определяется конкретными климатическими условиями, но не должно превышать 50 м.

Секционирование стационарных и передвижных ВЛ 6—10 кВ производят посредством установки секционных разъединителей на опорах в местах разветвления электрической сети. Расстояние между секционными разъединителями передвижных ВЛ 400—600 м.

Генеральный план карьера представляет собой графическое масштабное изображение рельефа поверхности, горных выработок, промышленных зданий, сооружений, транспортных и энергетических сетей в районе карьера и объектов жилого массива. Иногда его называют ситуационным планом карьера. Его вычерчивают в масштабах 1:5000, 1:10000, 1:25000. В состав проекта генерального плана включается пояснительная записка, в которой дается характеристика района, площадки строительства, пусковых комплексов и очередей строительства, приводятся объемы земляных работ, состав и местоположение существующих, реконструируемых, строящихся и сносимых объектов, геодезические привязки к топографической основе. При разработке рабочих чертежей генеральный план де-тализируется

Территория, предназначенная для расположения объектов карьера, называется земельным отводом.

Горный отвод составляет, как правило, 5—10% земельного отвода. Превышение верхнего предела имеет место только на горизонтальных или пологопадающих месторождениях типа Лисаковского с небольшой мощностью вскрышных пород и размещением их в выработанном пространстве или в условиях резко пересеченного горного рельефа местности, где вследствие большой высоты отвалов площадь их относительно невелика и доля территорий, отводимых под открытые работы, соответ-ственно увеличивается

Проектирование ситуационного плана начинают с оконтуривания карьера и его зон, показывают контуры, соответствующие его конечной или перспективной глубине. При поэтапной разработке наносят промежуточные контуры с указанием момента их достижения. Вокруг карьера выделяют взрывоопасную, сейсмоопасную, санитарную зоны и границу возможного сдвижения бортов, внутри которых нецелесообразно расположение постоянных промышленных объектов (кроме отвалов) и жилых массивов.

Границы взрывоопасной зоны определяются по условию действия воздушной волны от взрыва заглубленных зарядов, по разлету осколков породы и по сейсмическому действию взрыва. Максимальный радиус взрывоопасной зоны вычисляют для случая ведения взрывных работ по верхнему приконтурному уступу карьера. Ширину санитарно-защитной зоны, внутри которой воздух загрязняется продуктами взрывов, отработанными газами работающих машин, пылью принимают – 500 м.

Общими показателями эффективности планировочных решений являются объемы строительных работ, площадь промплощадки и коэффициент застройки, равный отношению площади, занимаемой зданиями и сооружениями, и площади промплощадки. Для железорудных карьеров он должен быть не менее 0,27, для карьеров цветных металлов — не менее 0,33, для угольных и сланцевых карьеров — не менее 0,26—0,28, для гидромеханизированных карьеров — не менее 0,35, для карьеров по добыче пород для производства строительных материалов при экскава-торной разработке — не менее 0,27