Перспективи розробки хвостосховищ Кривбасу з використанням гідравлічного способу

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.235

Перспективи розробки хвостосховищ Кривбасу з використанням гідравлічного способу

А.О. Романенко

Криворізький технічний університет, Україна

У статті описано розробку ділянки хвостосховища комбінованим методом з використанням гідравлічного способу розробки. Наведена система розробки та переваги, які забезпечує розробка ділянки хвостосховища перед введенням в експлуатацію нових кар'єрів.

В статье описана разработка участка хвостохранилища комбинированным методом с использованием гидравлического способа разработки. Приведена система разработки и преимущества, которые обеспечивает разработка участка хвостохранилища перед введением в эксплуатацию новых карьеров.

Проблеми природокористування, сталого розвитку регіонів пов'язані з проблемою забезпечення сировинними ресурсами, одним із яких є залізна руда. В процесі діяльності гірничорудних підприємств біля 600 млн.м3 мінерально-сировинних відходів, які доцільно включити в переробку повторно, оскільки в них корисних елементів (на деяких ділянках) більше, ніж на родовищах.

За останні кілька десятиліть з'явилось досить багато нових приладів, розроблені нові методи та методики видобування залізних руд, але не дивлячись на це запаси постійно та невпинно зменшуються, що веде до необхідності відкриття нових шахт та кар'єрів.

Розкриття кар'єрів потребує великі капітальні затрати, що є однією з головних проблем при введенні в експлуатацію нових кар'єрів.

Заглянувши трохи до історії ми побачимо, що відвальні хвости збагачення залізних кварцитів збагачувальних фабрик гірничо-збагачувальних комбінатів, які на окремих ділянках мають вміст заліза до 35-40% загального і до 13-15% магнетитового відвалюють в хвостосховища десятки років (з дня запуску комбінату). Так, на ВАТ «Центральний ГЗК», в результаті гравітаційних диференціацій фази пульпи в верхівках хвостосховища утворилась збагачена залізом ділянка, довжина якої по осі хвостосховища близько 2,6 км і ширина - 0,7-1,6 км. Потужність збагачених залізом хвостів змінюються від 2 до 20 м.

У 1981-1984 роках на перспективній ділянці були проведені геологорозвідувальні роботи, які були розглянуті на засіданні ЦКЗ Мінчермету СССР і затвердженні запаси хвостів по умовним категоріям у кількості 59,5 млн.т, в тому числі по категоріям В+С1 - 45,323 млн.т та С2 - 14,205 млн.т. Середня потужність пісків, що розробляються, складала 13 м.

З них потужність некондиційних пісків, засмічених рослинно-корневою системою, згідно завданню на проектування, складає 1,0 м, отже потужність розробляємих кондиційних пісків дослідницько-промислової ділянки підготовлених до збагачення складає - 12 м.

Нещодавно на ВАТ «ЦГЗК» велась розробка ділянки хвостосховища, яка передбачає використання комбінованого способу, що включає в себе розробку ділянки за допомогою драглайну та гідромоніторів.

За станом на 2003 рік абсолютні відмітки поверхні хвостосховища у верхів'ї балок знаходилися у межах +118 м - +122 м.

Існуюча технологія збагачення залізистих кварцитів передбачає транспортування хвостів збагачувальної фабрики у хвостосховище по самотічним лоткам і напірним пульпопроводам. При витоку пульпи з напірних трубопроводів і випуску, в результаті гравітаційної деформації по крупності та густини хвостів відбувається їх природне фракціювання, і на окремих ділянках концентруються багаті піски з вмістом заліза загального до 35% і більше і магнетитового до 13%.

Виходячи з середньої потужності кондиційних залізовмісних пісків, що дорівнює 11.5 м та обладнання була розроблена оптимальна система розробки залізовмісних пісків дослідницько-промислової ділянки хвостосховища ВАТ «ЦГЗКа», яка включала:

1) розкриття кондиційних залізовмісних пісків на глибину 1 м виконується видаленням некондиційних пісків, засмічених рослинно-корневою системою з використанням екскаватора ЕШ- 6.5/45;

2) розробка верхнього шару залізовмісних пісків на глибину 2,5 м (максимум) прийнято виконувати шагаючим екскаватором ЕШ-6.5\45 з подачею розпушеної маси пісків в зумпф землесосної установки 12ГрТ-8 та гідромонітора ГДУ-250М. При цьому екскаватор виконує дві перекидки об'ємів пісків з річною продуктивністю 528 тис.м3 на рік. Річне просування фронту робіт екскаватора 306 м;

3) розробка нижнього шару кондиційних залізовмісних пісків на глибину 9-10.5 (в залежності від потужності шару, що відпрацьовується екскаватором ЕШ-6.5/45) буде проводитись плавучими землесосними земснарядами типу БК-200/50 (МІТРА) та 350-50Л (СУГМ) двома підуступами.

Кут відкосу уступу, що відпрацьовується земснарядами у стоячій воді, складає 10-15°. Питома витрата води на розробку 1 м3 ґрунту складає 11 м3. Оптимальна ширина прорізі по відрізу води у водоймищі дорівнює 26 м. Середня величина недобору води для пісків складає 0,5 м. Недобір пісків здійснюється з ціллю виключення розробки землесосним снарядом підстилаючим непродуктивної товщі на дні ділянки хвостосховища та враховується як втрата корисної копалини. Кут відкосу уступу, що відпрацьовується драглайном, складає 30°.

Для скорочення середньої відстані транспортування залізовмісних пісків із забою драглайна ЕШ-6.5/45 до зумпфу. Частина ділянки хвостосховища, що відпрацьовується, поділена на дві ділянки з установкою у кожній пересувного зумпфа землесосної установки .

Виїмка залізовмісних пісків з хвостосховища та їх подача у існуючу перекачуючу установку пульпонасосної станції (ПНС) 2-го підйому ОПД для 1-го та 2-го етапів відпрацювання передбачає методи механізації:

· землесосної установки з гідромонітором;

· земснарядом типу БК-200-50 «МІТ-РА»;

· земснарядом типу 350-50Л «СУГМ».

Розмив пісків (у зумпфі) виконувався гідромонітором типу ГДУ 250М з подачею пульпи у прийомний зумпф землесосної установки на платформі.

Розрахункова довжина напірного пульпопроводу від землесосної установки на кінець 1-го та 2-го етапів виїмки пісків складає 1820 м та 2800 м. Діаметр напірного пульпопроводу прийнятий рівним 500 мм.

Для нормального функціонування землесосної установки необхідно забезпечувати її водою у об'ємі 1150 м3/годину. Розробка пісків і їх подача земснарядами БК-200-50 «МІТРА» і 350-50Л «СУГМ» здійснюється по наступній схемі.

Після розробки пісків екскаватором ЕШ - 6.5/45 залишений шар кондиційних пісків на ділянці 1-го етапу забору пісків, що підлягають подальшій розробці земснарядами, що складає у середньому 9,0 м, а у 2-му етапі в середньому 12,5 м. Згідно гірничій частині проекту відпрацювання цього уступу висотою 9,0-12,5 м ведеться земснарядами двома підуступами.

Мінімальна кількість води, що вживається землесосним обладнанням, задіяному у роботі земснарядів, складає 4680 м3/годину. Транспортування пульпи від земснарядів об'ємом відповідно 1600 м3/рік та 3080 м3/рік здійснюється по напірним пульпопроводам з діаметром 700 мм у існуючу перекачуючу пульпонасосну станцію (ПНС) 2-го підйому ОПД.

Протяжність вказаних пульпопроводів на кінець відпрацювання ділянки 1-го етапу складе відповідно 2400 м та 1620 м, а на кінець відпрацювання ділянки 2-го етапу 2500 м та 2700 м. Виходячи із наведених в таблиці даних, і для виходу на проектну потужність ОПД у кількості 4,8 млн. тон на рік чиста робота задіяних ресурсів гідромеханізації повинна складати 5075 т/годину.

Коефіцієнт використання обладнання у часі при цьому дорівнює 0,59. Напірні пульпопроводи від засобів гідромеханізації передбачено прокладати у чаші хвостосховища так, щоб виникнення аварійної ситуації на будь-якому з них не призвело до пагубного впливу на оточуюче середовище, так як пульпа потрапить у хвостосховище.

хвостосховище сировинний дозбагачення пульпопровід

Переваги, що забезпечує розробка ділянки хвостосховища:

1) коефіцієнт розкриття значно менший, ніж при введенні в експлуатацію нового кар'єру, що набагато знижує капітальні затрати;

2) враховуючи, що роботи ведуться на незначній глибині, природне провітрювання зможе забезпечити достатній приток свіжого повітря і нейтралізувати вихлопні гази від роботи дизельних двигунів, що використовуються у більшості схем розробки хвостосховищ гідравлічним способом;

3) рекультивація ділянки хвостосховища на даному етапі не передбачається, оскільки хвостосховище є діючим об'єктом, що розробляється в горизонтальній площині, тобто зберігаються кошти, призначені на проведення рекультиваційних робіт;

4) також розробку хвостосховища можна розглядати як утилізацію відходів. Адже хвости збагачення є відходами від збагачувальних фабрик.

На жаль у зв'язку з сьогоднішньою економічною ситуацією в країні розробка ділянок хвостосховищ Кривбасу на гірничо-збагачувальних комбінатах найближчим часом не передбачається, але перспективи, що стоять за повторним дозбагаченням залізовмісних хвостів не можна ігнорувати. Після стабілізації економічної ситуації в державі, напевно, це питання стане досить актуальним для того, щоб бути розглянутим та переосмисленим керівниками та власниками гірничо-збагачувальних та гірничо-видобув-них підприємств Кривбасу.

Перелік посилань

1. Вілкул О.Ю. Огляд світового ринку залізорудної сировини. Кривий Ріг // Вісник Криворізького технічного університету. - 2004. - 133 с.

2. Шапарь А.Г., Копач П.И. Минеральные ресурсы: их исчерпаемость, целесообразность и условия ввода в эксплуатацию // Экология и ресурсосбережение. - 2002. - № 2. - С. 11-17.

Размещено на Allbest.ru