Применимость буровых станков HBR 15 для разработки россыпных месторождений

М.А.Зайцев, начальник технического отдела, ООО «Технокомплекс» (Москва)

В.В.Гущенко, ведущий инженер отдела гидротехнических сооружений и разработки россыпных месторождений, ОАО «Иркутский научноисследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов» (Иргиредмет)

Внастоящее время около 40% золота в России добывается, главным образом, из россыпных месторождений, расположенных в суровых климатических условиях Севера и Северо-Востока, где аллювиальная толща находится в многолетнемёрзлом состоянии. В основном, технология горных работ сводится к удалению вскрыши (в талом или мёрзлом виде), оттаиванию золотоносных песков и их промывке на переставных установках. Одна из главных трудностей такой технологии состоит в обеспечении промывочных установок (производительность которых достигает 100 м3/час), талыми песками. Перед компанией «Технокомплекс» была поставлена задача: подобрать оборудование, которое в условиях короткого лета, низких ночных температур воздуха и ограниченных площадей технологических блоков, сможет обеспечить необходимую производительность по оттаиванию золотоносных песков.

№3 (103) 2012

Специалистам известно, что россыпное полезное ископаемое можно извлечь только при условии полного оттаивания содержащих его песков.

При решении поставленной задачи специалисты компании «Технокомплекс» рассмотрели несколько способов их оттаивания:

1. Естественное оттаивание теплом солнечной радиации со снятием талого слоя.

2. Гидрооттаивание (гидроигловой способ). Применяется, в основном, для оттаивания мерзлой горной массы в больших масштабах для дражных работ и разработки россыпных месторождений.

3. Фильтрационно-дренажное оттаивание. Применяется для пород, обладающих в талом состоянии значительной фильтрационной способностью. Вода для оттаивания может подаваться системой фильтрационных канав, дождеванием, комбинированным способом и т.д.

4. Игловое парооттаивание (оттаивание горячей водой). Паровое оттаивание осуществляется подачей пара через металлические трубы (иглы), погружаемые буровыми станками в холодный период года, с последующим подключением пара через систему труб.

В результате выполненного нами анализа было установлено, что наиболее технологичным для разработки россыпей, залегающих на глубине более 10 м, является гидроигловой способ оттаивания. Заключается он в подводе воды, которую перекачивают из естественных водоёмов в забуренные штанги-иглы с отверстиями в коронках, изготовленные из легированных сталей. Вода, проходя через грунт, отдает ему часть тепла. Эффективность гидрооттаивания повышается с увеличением температуры воды, поэтому применяется её предварительный прогрев (искусственный или в прудах-отстойниках). При этом способе оттаивания подачу воды осуществляют от насосной станции по трубопроводам до распределительных гребёнок. От гребёнки вода на каждую штангу передается через отдельный штуцер. Для водоснабжения используют насосные передвижные агрегаты, установленные на санных полозьях, «плавучий» зумпф, подвижную всасывающую трубу и комплект напорных труб, состоящий из секций длиной 6 м и диаметром до 200 мм. Монтаж напорных и распределительных водоводов осуществляют с помощью трубоукладчика и с применением электросварочного аппарата. После окончания оттаивания на проектной заходке иглы отключаются от системы подачи воды, и одновременно подключают новые.

Ранее на российских предприятиях иглы погружали с помощью ударно-вращательных и вибровращательных установок типа CBB-IV и СДВВ-П,смонтированных на тракторе Т-100. По окончании погружения гидроиглы, её приподнимали от забоя на 10–20 см, затем подавали в неё воду. Далее гидроиглы подключались к водонапорной сети. Вода в гидроиглы подавалась до момента образования общей талой зоны, образуемой вокруг группы гидроигл. Станки подобного типа были разработаны в СССР еще в 1960-е – 1970-е годы.

Так как станки погружали иглы, используя силу удара и вибрации, их производительность была крайне малой по всем типам пород, при высоких энергозатратах и минимальном КПД. Надежность станков так же была чрезвычайно низкой, что приводило не только к высоким затратам на запасные части, но и к длительным аварийно-ремонтным простоям техники, которые недопустимы на добывающем предприятии.

Данные модели станков не оснащались необходимым снаряжением для решения проблем, встающих перед подобным оборудованием. У них отсутствовала подвижная рама и телескопическая наклонная мачта, не было возможности для автоматического свинчивания/развинчивания бурового става.

052 2

И уж, конечно, полностью отсутствовали компьютерные системы мониторинга и поддержания работоспособного состояния, которыми комплектуется современное буровое оборудование. Одной из серьёзных проблем для бурильщика становилось извлечение уже забуренных игл, так как при подключении к ним, стрела и другое вооружение станка должны находиться в строго вертикальном положении и соосном с осью иглы. В производственных условиях добиться этого без серьёзной предварительной подготовки персонала было фактически невозможно. Все это приводило к большим потерям рабочего времени и снижению производительности оборудования и предприятия в целом.

Самой трудоемкой операцией при таком способе ведения работ становится бурение скважин, на которое приходится 42–47% общих затрат на гидрооттаивание. Поэтому эффективность разработки, в первую очередь, будет зависеть от уровня эффективности бурового оборудования, используемого для погружения гидроигл.

Задача по подбору современного оборудования, способного оптимизировать процесс бурения, стала основной для компании «Технокомплекс». Рассмотрев все варианты, предлагаемые ведущими мировыми производителями бурового оборудования на сегодняшний день, наиболее оптимальными для ведения работ по гидроиглооттаиванию были признаны самоходные буровые станки перфораторного бурения HBR 15. Благодаря высокой надежности и совершенной конструкции, эти станки работают в любых погодных и температурных условиях и превосходят все имеющиеся аналоги по основным характеристикам.

Самоходный буровой станок перфораторного бурения HBR 15 – полностью автономная буровая машина с выносным гидроперфоратором. В стандартной комплектации машина оснащается дизельным двигателем Cummins мощностью 194 кВт и производительным (11,5 м3/мин) компрессором с рабочим давлением до 1 МПа. Перфоратор, обладающий мощностью удара 13 кВт, показывает прекрасную производительность по мёрзлым породам. С этим перфоратором можно использовать штанги основных диаметров – 32, 35, 38 мм. Важное технологическое достоинство данного станка заключается в возможности применения и продувки забоя скважины воздухом, и промывки его водой. В качестве опции возможна установка автоматической системы контроля, защищающей пылесборники от попадания влаги, которая моментально отключает всасывание пыли при появлении воды и самостоятельно включает насосы, подающие промывочную жидкость. Автоматическая система свинчивания/развинчивания бурового става и вместительный барабанный магазин, в котором находятся 7 штанг, позволяют бурить на глубину до 29 м. Эта система избавляет от необходимости иметь в экипаже помощника буровика: всё управление движением и работой станка происходит из кабины с участием лишь одного человека – машиниста станка. Существует также возможность оснащения станка дополнительными системами мониторинга и контроля, обеспечивающими двустороннюю связь между машинистом и горным диспетчером, а так же вести процесс бурения в полностью автоматическом режиме, передавая при этом информацию по всем параметрам в бортовой компьютер и формируя отчёты о производительности станка. Эргономичная и удобная кабина машиниста оснащена всеми необходимыми приборами для безошибочной работы оператора, а также дает ему прекрасный обзор на все агрегаты станка и соответствует требованиям по безопасности FOPS/ROPS.

Станки HBR 15 рекомендованы отделом по разработке россыпных месторождений ведущей научно-исследовательской и проектной организации России – ОАО «Иргиредмет» – для освоения многолетнемёрзлых месторождений платины в Хабаровском крае и включены в соответствующий пакет проектной документации.

www.techno-complex.com

Журнал "Горная Промышленность" №3 2012, стр.52