Метод расчета конструкции водоотлива на глубоких алмазных рудниках Якутии

      При разработке кимберлитовых трубок на первый план выходит проблема добычи алмазов на уровне более 1000 м под землей, но для их освоения требуются высокоэффективные технологии и необходимое оборудование.

      Для отработки запасов необходимо произвести проектное решение по строительству подземных алмазных рудников, главными задачами которого являются:

• обеспечение абсолютной безопасной отработки кимберлитовых трубок за счет ведения подземных горных работ при отсутствии «крыши» из агрессивных вод в карьерах;
• решение экологических проблем при наличии водоразделов за счет поверхностного отстойника для предварительной обработки жидкости и последующей утилизации в пустоты мерзлого массива, обратной закачки в геологические разломы, водоносные комплексы и в пласт;
• увеличение выхода ювелирных алмазов, снижение потерь и разубоживания.

      В качестве наиболее рационального проекта предлагается мощная конструкция агрессивного водоотлива на глубоких горизонтах рудников при отработке кимберлитовых трубок с размещением в устойчивой камере высоконапорных погружных электронасосов большой мощности фирмы KSB AG (Герм.), заблаговременное создание депрессионной воронки вокруг кимберлитовой трубки и дальнейшей отработкой прогрессивной системой Block Caving.

      Впервые с применением теории компенсированных моментов сил и условия устойчивости \(\sigma_{f}\geq\sigma\) (факт. и расч.) произведем метод оценочного сравнительного расчета толщины бетонной и железобетонной обделок камеры водоотлива. На рисунке 1 представлена геометрическая модель камеры.

                                                                                                                                                           

                                                                            

                                                                                      Рисунок 1 - Геометрическая модель

 

                                                                                                       \(\Sigma \overline {M_{o} }= 0 \)

                                                                              \( \sigma^{min}_{h}\times \theta\times \left( \frac {\theta} {2}\right)=(|\sigma_{compr}|^{concr}-\sigma^{max}_{h})\times \sigma\times \left( \frac {\sigma} {2}\right)\)

                                                                                                   \(\sigma= \theta\sqrt{\frac{ \sigma^{min}_{h}}{|\sigma_{compr}|^{concr}-\sigma^{max}_{h}}}\)

                                                                                  \( \sigma^{min}_{h}=0,9\times \sigma_{v}\)   \( \sigma^{max}_{h}=1.5\times \sigma_{v}\) (По Руммелсу)

                                                                                                    \( \sigma_{v}=\gamma\times H\)

                                                                                    \(\gamma\)–ср. удельный вес, H–высота

      Подсчитана оптимальная толщина конструкции с анализом в специальной компьютерной программе. Рекомендую допустимые меры по повышению устойчивости: 1–анкерование, 2–разгрузочные щели. Перспективу применения данного решения по геомеханическому обоснованию параметров агрессивного водоотлива на глубоких алмазных рудниках следует исследовать и принимать меры по вводу в эксплуатацию.

      Научный руководитель – к.т.н., доц. Кузяев Л.С.