Принципові технологічні схеми розробки крутопадаючих родовищ з внутрішнім відвалоутворенням, що враховують охорону навколишнього середовища

Размещено на http://www.allbest.ru/

принципові технологічні схеми розробки крутопадаючих родовищ з внутрішнім відвалоутворенням, що враховують охорону навколишнього середовища

В.Т. Лашко

Інститут проблем природокористування та екології НАН України

Розроблені нетрадиційні технологічні схеми розробки крутопадаючих родовищ з внутрішнім відвалоутворенням, що враховують охорону навколишнього середовища. В основу принципу формування таких схем покладено складування розкривних порід у відпрацьований простір кар'єру у процесі його відробки. Це дозволяє розмістити у відпрацьованому просторі 20-80 % об'єму розкривних порід і відповідно зменшити площу земель під відвали.

Разработаны нетрадиционные технологические схемы разработки крутоспадающих месторождений со внутренним отвалообразованием, которые учитывают охрану окружающей среды. В основу принципов формирования таких схем положено складирование вскрышных пород в выработанное пространство карьера в динамике его отработки. Это позволяет разместить в выработанном пространстве 20-80 % объема вскрышных пород и соответственно уменьшить площади земель под отвалы.

рудний крутопадаючий родовище кар'єр

Особливістю сучасного етапу розвитку відкритого способу розробки рудних крутопадаючих родовищ є постійне збільшення глибини карєрів, яка зумовлює головні проблеми гірничодобувної промисловості.

При традиційних технологіях розробки глибоких карєрів з пониженням гірничих робіт зростає вартість розробки за рахунок одночасного зростання обєму розкривних порід та дальності їх транспортування. Так, наприклад, на карєрах Кривбасу, що добувають більше 80 % залізної руди в країні, на глибині розробки 200-250 м собівартість розкривних та добувних робіт щорічно збільшується на 3-5 %.

Особливу проблему створює і екологічний фактор. Ведення відкритих гірничих робіт приводить до відчуження орних земель під відвали та хвостосховища, загазованості та запиленості навколишнього простору, порушенню гідрогеологічного режиму, і в результаті змінення природних ландшафтів. Так, тільки для одного гірничо-збагачувального комбінату потрібно відчуження 2,5-3,0 тис.га земель, з яких 0,5-0,7 тис. га - під зовнішні відвали. Ці землі втрачені практично назавжди. Відвали ж, особливо в засушливий період, надовго залишаються джерелом запиленості, доки природним шляхом їх схили не заростуть, як правило, бурянами.

Гірничо-збагачувальними комбінатами Кривбасу за весь період роботи порушенно біля 20 тис.га земель, в тому числі зайнято під відвали близько 7,0 тис.га. В той же час, рекультивованих відвалів всього біля 1,8 тис.га, що складає майже 10 % всіх порушенних земель.

Зараз широке розповсюдження на глибоких карєрах отримала циклічно-поточна технологія. Проте, в звязку з використанням традиційних принципів розробки, така технологія не може істотно впливати на показники відчуження земель під відвали.

В звязку з цим, вирішення цих проблем потребує розробки нових нетрадиційних технологічних рішень. Аналіз гірничо-технічних умов розробки, сучасний стан відкритих робіт показує, що в основу принципів формування нетрадиційних технологічних схем може бути покладено складування розкривних порід у відпрацьований простір карєрного поля в процесі його відробки. Застосування такої технології забезпечує можливість розміщення у відпрацьований простір до 20-80 % обєму розкривних порід і таким чином зменшити площу відводу земель під відвали.

Виходячи з цього, використовуючи ознаку постійного чи тимчасового складування розкривних порід у відпрацьований простір карєру в процесі його відробки, розроблено класифікацію технологічних схем розробки крутопадаючих родовищ (таблиця).

Таблиця - Класифікація технологічних схем розробки крутопадаючих родовищ з внутрішнім відвалоутворенням

Виділені групи технологічних схем мають свої гірничотехнічні умови застосування (обмежувальні фактори) та технологічні особливості розробки.

У виразах таблиці: hе.min - глибина етапу розробки, м; nе - кількість етапів; Lдф - довжина фронту робіт по руді, м; Vп - швидкість горизонтального посування робочої зони карєру, м/рік; Ln.min - мінімальне протягання карєрного поля, м; , - кут укосу борту карєру відповідно неробочого та робочого; , h3 -відповідно довжина зони дна карєру та її висота, м; Vс - обєм тимчасового складу, м3; Qт продуктивність конвейєрного комплексу, м3/год; tпр - простої конвейєрного комплексу, год; hэ, Нпр. - глибина піонерного карєру та гранична глибина карєру.

Одним з найбільш ефективним направлень розробки крутопадаючих родовищ на великих глибинах відкритим способом є нетрадиційна технологія з внутрішнім відвалоутворенням з поетапною розробкою та багаторазовою переекскавацією розкривних порід (А.С. 11557555, МКИ3 Е 21 С 41/00. Засіб відкритої розробки крутопадаючих родовищ. ( А.Г.Шапар, В.Т.Лашко, А.В.Романенко та інші. - Опубл. 15.05.85, Бюл. № 18.). Використання такої технології дозволить в 3-5 разів зменшити відстань перевезень розкривних порід та розмістити переважну частину їх обєму у відпрацьованому просторі карєру.

Рис. 1 - Залежність показника (n), що характеризує співвідношення початкового виймання Vn (піонер-карєра) до глибини етапу або граничної глибини до загального обєму карєра (Vо), від довжини карєрного поля (Ln)

Аналіз залежності показує, приймальна ємкість відпрацьованого простору карєру для розкривних порід може бути забезпечена при 5 м3/м3. Проте, ця умова змінюється при вивезенні розкривних порід на зовнішні відвали до глибин границі переходу на внутрішні відвали. Виходячи з цього, на рис. 2 приведена залежність коефіцієнта зменшення обєму розкривних порід, що підлягають складуванню (Ку1) та обєму заповнення відпрацьованого простору (Ку2) від глибини розробки (Н) та глибини перехідної зони на внутрішнє відвалоутворення (hn = 70 м). Коефіцієнт заповнення відповідно складає К3 = 1 - Ку .Вказані принципи складування розкривних порід у відпрацьованому просторі з поетапною розробкою можуть бути реалізовані порядо з технологічними схемами: створенням карєра у торцях чи в центрі покладу на глибину етапу та горизонтальним поперечним посуванням гірничих робіт, з одночасним поглибленням на глибину наступного етапу, при відсипці внутрішніх відвалів на всю висоту етапу чи частково на одному із поздовжніх бортів карєру.

Така технологія не потребує спеціального технологічного устаткування і вже зараз може бути ефективно використана на ряді існуючих карєрів, що розробляють крутопадаючі поклади витягнутої форми. Апробація нової технології здійснена на карєрах ПівнГЗК і ІнГЗК. Так, за даними інститута «Укргіпроруда» за весь термін відроблення Ганнівського родовища у внутрішній відвал буде укладено 168,8 млн.м3 розкривних порід, що дозволить скоротити площу порушених земель на 230 га. На підставі аналізу гірничотехнічних умов розробки Інгулецького карєру внутрішнє відвалоутворення робочої зони карєру на першому етапі буде понад 67 млн.м3, і при досягнені проектної глибини розміщується у виробленому просторі карєру майже 30 млн.м3.

Рис. 2 - Залежність коефіцієнту зменшення обєму розкривних порід, що підлягають складуванню (Ку1) та обєма заповнення відпрацьованого простору (Ку2) від глибини розробки (Н)

Размещено на Allbest.ru