Разработка месторождения Вершинное. Оптимизация работы насосов для повышения эффективности

Актуальность темы. В условиях растущего спроса на урановую продукцию и необходимости повышения конкурентоспособности горнодобывающих предприятий актуальной становится задача оптимизации работы оборудования, в том числе насосных агрегатов. Это особенно важно для месторождений, где эффективность работы насосного оборудования напрямую влияет на экономические показатели и экологическую безопасность производства.

Месторождение «Вершинное» АО «Хиагда» является одним из ключевых объектов уранодобывающей отрасли. Повышение эффективности работы насосных агрегатов на этом месторождении позволит снизить эксплуатационные расходы, повысить производительность и улучшить качество добычи урана.

Целью дипломного проекта является разработка и обоснование мероприятий по улучшению эффективности работы насосных агрегатов на месторождении «Вершинное» АО «Хиагда».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить общие сведения о районе месторождения «Вершинное».
2. Проанализировать геологические условия и физико-механические свойства пород вскрыши и полезного ископаемого.
3. Оценить современное состояние горных работ на месторождении.
4. Разработать предложения по выбору способа разработки и выемочно-погрузочного оборудования.
5. Разработать предложения по выбору и модернизации насосного оборудования с учётом современных технологий.

Объектом исследования является насосное оборудование, используемое на месторождении «Вершинное» АО «Хиагда».

Предметом исследования — процессы, влияющие на эффективность работы насосных агрегатов, и мероприятия по их оптимизации.

Исследование основывается на методах анализа и синтеза, сравнения и обобщения, экономического анализа и моделирования. В работе используются данные о работе насосного оборудования на месторождении, нормативно-техническая документация, результаты исследований в области эксплуатации насосных агрегатов.

Информационной базой исследования являются данные о работе насосных агрегатов на месторождении «Вершинное», нормативно-техническая документация, результаты исследований в области эксплуатации насосного оборудования, публикации и научные статьи по теме исследования.

«Вершинное» — урановое месторождение, расположенное в пределах Хиагдинского рудного поля Витимского урановорудного.  Открыто в 1982 году в ходе поискового бурения. Балансовые запасы на 1 января 2016 года — 4 577 тонн урана. Прогнозные ресурсы урана, оценённые по категории Р1, — 806 тонн. Общее среднее содержание урана в руде — 0,03%.

АО «Хиагда» — владелец лицензии на право пользования недрами Вершинного месторождения. Компания ведёт добычу урана методом скважинного подземного выщелачивания.

Дипломный проект состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. В первой главе проводится анализ общих сведений о районе месторождения, геологической характеристики и физико-механических свойств пород. Во второй главе рассматриваются вопросы, связанные с горными работами, выбором способа разработки и оборудования. В третьей главе анализируются экономические показатели деятельности АО «Хиагда» и обосновывается внедрение комбинированных насосных установок. Четвёртая глава посвящена вопросам охраны труда и промышленной безопасности при работе с насосным оборудованием.

АО «Хиагда» занимается освоением месторождений Хиагдинского рудного поля. В настоящее время на Хиагдинском рудном поле ведется промышленная отработка Хиагдинского и Источного месторождений, объекты предприятия на месторождении Вершинное находится в стадии строительства, месторождение Количканское планируется к отработке.

Все существующие разведанные месторождения урана Хиагдинского рудного поля, осваиваемые в настоящее время или планируемые к освоению АО «Хиагда» на территории Баунтовского эвенкийского района Республики Бурятия, расположены на площади Амалатского плато базальтов и являются частью крупной области позднепротерозойской складчатой системы.

Географически район работ расположен в юго-западной части Витимского плоскогорья. Рельеф местности слабохолмистый, с редкими куполовидными возвышенностями и пологими склонами долин.

Климат района резко континентальный, что характеризуется низкими зимними температурами и высокими летними. Переходные сезоны года кратковременные и характеризуются большими суточными амплитудами температур.

Район объекта проектирования находится в зоне многолетней мерзлоты, которая достигает мощности 50-90 м. Мощность сезонного оттаивания грунтов чрезвычайно изменчива и определяется физико-географической обстановкой и типами грунтов.

Район расположения месторождения Вершинное принадлежит к Байкальской горно-складчатой области, в которой располагаются средние горы и плоскогорья с широкими и удлиненными впадинами. Абсолютные высоты водораздельных хребтов: 800-1800 м, отметки днищ впадин: 500х1000 м.

Хиагдинское рудное поле объединяет восемь месторождений урана, пригодных для отработки методом скважинного подземного выщелачивания. Вершинное месторождение находится на юго-восточном склоне Байсыханского поднятия в восточной части Хиагдинского рудного поля.

В геологическом строении Хиагдинское рудное поле определяется наличием двух структурных этажей: нижним кристаллическим фундаментом, представленным метаморфическими и магматическими породами протерозойско-палеозойского возраста, и верхним, сложенным кайназойскими вулканогенно-осадочными образованиями джилиндинской свиты.

Гидрографическая сеть района представлена рекой Витим и ее притоками, основными из которых являются Большой и Малый Амалат, Щербахта, Джилинда, Иран и Тетрах. Густота речной сети 0,47 км/км². Долины рек и ручьев, особенно их приустьевые участки, заболочены. На выположенных участках водоразделов располагаются многочисленные озера. Водотоки относятся к типу рек с преобладанием дождевого стока, на долю которого приходится 70-80 % годового стока.

Для улучшения эффективности насосных агрегатов, на примере предприятия АО «Хиагда» предлагается использовать комбинированные насосные установки. Они предполагают сочетание электроцентробежных насосов (ЭЦН) со струйными аппаратами. Ещё одно направление улучшения эффективности насосных агрегатов — внедрение системы насосных скважин. Это позволяет варьировать режимы скважин: откачная может стать закачной, и наоборот. Регулировка осуществляется из центра управления, что даёт существенную экономию на оборудовании полигона и помогает сократить потери урана в недрах.

Внедрение комбинированных насосных установок в АО «Хиагда» экономически целесообразно. Срок окупаемости инвестиций составляет 3 года, а чистая выгода за этот период составляет 12,6 млн рублей. Дополнительные инвестиции в модернизацию приведут к повышению общей эффективности добычи урана, что в долгосрочной перспективе обеспечит устойчивое снижение эксплуатационных расходов и повышение производительности. Кроме того, новые технологии снизят время простоев, увеличат производительность насосов, уменьшат количество аварий и улучшат условия труда для персонала. Всё это делает проект экономически целесообразным и стратегически важным для дальнейшего развития компании.

В АО «Хиагда» разработана и функционирует система управления охраной труда (СУОТ), соответствующая требованиям законодательства и отраслевым стандартам. СУОТ включает организационную структуру, мероприятия по обеспечению безопасности и документированную информацию. Цель СУОТ — улучшение условий труда, соблюдение законодательных норм и достижение целей в области охраны труда. На предприятии определены ответственные лица на разных уровнях управления.

Работа с электроцентробежными насосами (ЭЦН) требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Необходимо выполнять все работы в соответствии с установленными правилами и инструкциями, использовать средства индивидуальной защиты и спецодежду. Запрещено проводить ремонтные и наладочные работы ЭЦН неспециализированному персоналу.

Рекультивация земель уранового месторождения «Вершинное» АО «Хиагда» включает в себя комплекс мероприятий, направленных на восстановление земель, нарушенных в процессе добычи урана, до состояния, пригодного для дальнейшего использования. Это включает в себя очистку территории от загрязнений, восстановление растительного покрова, улучшение почвенной структуры и свойств, а также создание условий для возобновления естественных экосистем. Охрана окружающей среды подразумевает минимизацию негативного воздействия на природу в процессе добычи и рекультивации. Это включает в себя мониторинг состояния окружающей среды, соблюдение экологических норм и стандартов, а также реализацию мер по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу и воду.