удк 622.271

ФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ ГІРНИЧОГО ВИРОБНИЦТВА
УДК 622.271
ПУТИ СНИЖЕНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ
ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Панасенко А.И., Ткач О.С.
Национальный горный университет, г. Днепропетровск
Введение. Выполненные ранее исследования [1,
2] показывают, что современное развитие открытых горных работ, ориентация на разработку месторождений карьерами значительной глубины и
большими размерами в плане требуют отвода земельных площадей, достигающих многих квадратных километров на один карьер. При этом значительная часть нарушенных плодородных земель не
может быть восстановлена для использования по
своему прежнему назначению. В результате этого
земельные ресурсы сокращаются, что наносит
большой ущерб сельскохозяйственному производству.
Цель работы. Изыскание и разработка уже на
стадии предпроектных научных исследований таких технологических решений, которые обеспечат
уменьшение нарушений не только тех земель, что
можно рекультивировать, но и тех, которые при
современной горной технологии будут безвозвратно потеряны для сельскохозяйственного производства.
Материалы и результаты исследований. В
отличие от известных методологических подходов
отрицательные последствия горного производства
предлагается учитывать и предупреждать уже на
стадии проектирования карьеров. Технология разработки должна включать комплекс предварительных, одновременных с ведением горных работ, и
последующих мероприятий, снижающих техногенную нагрузку на окружающую природную среду
(ОПС), а после завершения горных работ – устраняющих отрицательные последствия.
Схема
1
2
3
4
5
6
7
При этом снижение техногенной нагрузки на
ОПС должно производиться на всех этапах жизненного цикла эксплуатации карьера. Предупреждение отрицательного воздействия горных работ
на ОПС необходимо осуществлять уже в период
строительства, когда происходит наиболее интенсивное нарушение земель в пределах горного отвода и за ним. Для достижения поставленной цели
вскрытие крупно-площадных месторождений с
большой мощностью мягких вскрышных пород
предлагается осуществлять внутренними капитальными траншеями с петлевой формой трассы и «пионерной» разрезной траншеей с последующим
формированием основной разрезной траншеи путем отработки приконтурной полосы с внутренним
отвалообразованием. Это позволит сократить объемы горно-капитальных работ и площади нарушаемых земель по сравнению со вскрытием внешними капитальными траншеями [1].
Повышение эффективности транспортных систем разработки может быть достигнуто за счет
применения отработки месторождений полосами. К
рассмотрению, наряду с традиционными системами разработки, были приняты и нетрадиционные.
Эффективность систем определялась по трем основным показателям. Это среднее внутрикарьерное
расстояние транспортирования пород вскрыши в
отвал, суммарная протяженность конвейерных линий и вес основного горно-транспортного оборудования [2]. Основные показатели рассмотренных
систем приведены в табл. 1.
Таблица 1 –
Показатели сравнительной эффективности систем разработки
Суммарная
Среднее расстояние
Вес
протяженность
Система разработки
транспортирования,
оборудования,
конвейеров,
км
т
км
Транспортная система разработки (ТСР)
4,5
35,0
87500
Комбинированная (ТСР + бестранспорт3,5
27,0
76300
ная СР)
Комбинированная (ТСР + транспортно3,5
27,0
79500
отвальная СР)
ТСР полосами
1,25
6,8
90300
Комбинированная (ТСР полосами + БСР)
0,8
5,0
72700
Комбинированная (ТСР полосами + ТСР
0,95
6,0
68400
+ БСР)
ТСР наклонными слоями
1,1
8,8
32000
Наилучшими показателями, как видно из таблицы, характеризуются схемы 5, 6 и 7. При этом
наиболее эффективной является 6-я технологическая схема, которая отличается меньшей металло-
емкостью относительно 5-й схемы и меньшими
значениями среднего внутрикарьерного расстояния
транспортирования и длины конвейерных линий
относительно 7-й (рис. 1).
Вісник КДПУ. Випуск 6/2006 (41). Частина 1
98
ФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ ГІРНИЧОГО ВИРОБНИЦТВА
Рисунок 1 – Технологическая схема отработки крупноплощадных месторождений
с большой мощностью мягких вскрышных пород
Отличительной особенностью рекомендуемой
технологической схемы (схема 6) является то, что
она предусматривает применение комбинированной системы разработки, включающей комбинацию бестранспортной системы (БСР) на нижнем
вскрышном уступе (Iв) и транспортной системы
(ТСР) на втором вскрышном уступе (IIв). На верхних вскрышных уступах (IIIв и IVв) применяется
технология (схема 4) отработки уступов полосами
по простиранию и падению залежи с транспортированием вскрыши по кратчайшему расстоянию во
внутренний отвал отработанной смежной полосы.
Такое сочетание элементов традиционных схем
позволяет практически устранить основной недостаток полосовой системы разработки – большое
количество компенсаторов высоты при увеличении
числа отрабатываемых вскрышных уступов. Для
условий крупноплощадных месторождений с
большой мощностью мягких вскрышных пород
предлагается технология, которая, по сравнению с
традиционными, позволяет уменьшить среднее
расстояние транспортирования вскрыши в отвал в
3,5 раза, суммарную протяженность конвейерных
линий в 5 раз и объем капитальных затрат на приобретение основного горно-транспортного оборудования в 1,2 раза.
Раскройка и выбор первоочередного карьерного
поля, определение рационального порядка и
направления горных работ в сочетании с обоснованным вскрытием позволяют сократить внутрикарьерное расстояние транспортирования в 1,6 раза,
объем горно-капитальных работ в 2,8 раза и пло-
щади земной поверхности под остаточным выработанным пространством на 65 % в сравнении с отработкой карьерного поля на всю ширину.
Выводы.
1. Рекомендовано учитывать и предупреждать
отрицательные воздействия открытых горных работ
на окружающую природную среду на всех этапах
жизненного цикла эксплуатации месторождения.
2. Предложены технологические решения по
уменьшению объемов остаточного выработанного
пространства, площади и продолжительности
нарушения земель и, как следствие, снижение техногенной нагрузки на окружающую природную
среду при разработке крупноплощадных месторождений с большой мощностью вскрышных пород за счет рационального порядка развития фронта горных работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Панасенко А.И., Ткач О.С. Актуальные вопросы вскрытия мульды Болтышского месторождения
горючих сланцев // Сб. науч. тр. НГУ. – Днепропетровск: НГУ. – 2003. – № 17, т. 1. – С. 246 - 250.
2. Ткач О.С. Обоснование оптимальной длины
фронта горных работ для условий Болтышского
месторождения горючих сланцев // Геотехническая
механика: Сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. –
Днепропетровск. – 2003. – Вып. 47. – С. 281- 286.
Статья поступила 02.11.2006
Рекомендовано к печати д.т.н., проф.
Комиром В.М.
Вісник КДПУ. Випуск 6/2006 (41). Частина 1
99