CC BY
38
© Е.А. Кононенко, Ю.М Мишин, 2008
УДК 622.271
Е.А. Кононенко, Ю.М. Мишин
ДОБЫЧА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКЕ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД НА РАЗРЕЗАХ
Представлена классификация технологических схем разработки вскрыши угольных разрезов, обеспечивающих комплексное использование ресурсов недр за счет выделения из четвертичных вскрышных пород строительных материалов.
Семинар № 14
Сравнительно часто при открытой добыче угля в четвертичных вскрышных породах угольных разрезов можно видеть включения песчаногравийных пород. Гораздо заметнее гравий и песок наблюдаются при гидромеханизированной разработке вскрыши -на гидроотвале вся пляжная зона намыта из строительных материалов. Что мешает осуществить их промышленную добычу?
Прежде всего, это отсутствие достоверной геологической информации о величине запасов и физико-меха-нических свойствах пород, слагающих песчаногравийные отложения. К сожалению, при разведке угольного месторождения геологи не оценивают возможность добычи данного вида полезного ископаемого, так как чаще всего качество песчано-гравийных отложений не соответствует требованиям ГОСТ к строительным материалам из-за засоренности глинистыми частицами [1, 2]. В настоящее время авторам известен лишь один угольный разрез - «Восточный» (Вос-тсибуголь), где фактически разрабатываются два месторождения - угольное и строительных материалов. Запасы песчано-гравийного месторождения оцениваются величиной порядка 130 млн. м3 [3]. Экспертная оценка объемов песчано-гравийных пород в четвертичных вскрышных породах ряда угольных раз-
резов представлены в табл. 1. Приведенные данные позволяют считать разработку технологии и специальных технических средств для добычи строительных материалов из вскрышных пород угольных разрезов весьма актуальной задачей. Необходимо уточнить, что данный вопрос относится к проблеме комплексного использования ресурсов недр, а не к попутной добыче, так как в том виде, в котором находятся песчано-гравий-ные отложения во вскрышных породах, они не являются строительными материалами чаще всего из-за чрезмерной засоренности глинистыми частицами. Только при применении специальных технологий для их разработки появляется возможность использования данного вида ресурсов.
Техническое руководство карьера при обсуждении вопроса о выделении из вскрышных пород песчано-гравий-ной смеси опасается возможности возникновения осложнений организационного порядка - лицензирование данного вида деятельности, дополнительное налогообложение и т.п. В этом плане проблем не должно быть, так как действующий в настоящее время закон «О недрах» стимулирует вопрос комплексного использования ресурсов недр.
Главной, на наш взгляд, проблемой, которая сдерживает широкое внедрение
Таблица 1
Ориентировочные объемы строительных материалов в четвертичных вскрышных породах угольных разрезов
Объединение, разрез Объемы четвертичных вскрышных 3 пород, млн. м Возможные объемы строительных материалов, млн. м3
песок гравий
«Кузбассразрезуголь»:
«Моховский» 170 12-15 -
«Ерунаковский» 160 0,3 1,5
«Колмогоровский» (IX пласт) 215 - 12
«Приморскуголь»:
«Павловский-1» (уч. Восточный) 4,5 0,81 -
«Павловский-2» 496 300 -
«Лучегорский-2» 350 - 4,5
«Башкируголь»
«Тюльганский» 868 20-25 (песок и гравий)
«Красноярскуголь»
«Назаровский» 400 15,0 5,0
«Дальвостуголь»
«Ерковецкий» 938 309 484
«Востсибуголь»
«Восточный» 133 133 (песчано-гравийная смесь)
технологий добычи строительных материалов из вскрышных пород угольных разрезов, является отсутствие достаточно специфичных знаний о существующих технологиях и технических средствах добычи песчаногравийной смеси и процессах переработки горной массы. Существующая система подготовки горных инженеров для открытой добычи твердых полезных ископаемых (в т.ч. и угля) не предусматривает в необходимом объеме ознакомление будущего специалиста с методами гидромеха-низированного
способа ведения гор-ных работ и совершенно не дает знания о существующих технических средствах, процессах и технологиях добычи и переработки строительных горных пород. Заявив фактически, что угольщики не знают, как добывать песок и гравий из вскрыши, надо ради справедливости отметить, что специалисты по добыче строительных материалов, скорее всего не возьмутся за разработку сырья такого качества, что находится на разрезе. В сложившейся обстановке
надо совместными усилиями идти навстречу друг другу.
Данная статья не в состоянии дать ответ на все вопросы, обозначенные выше. Ограничимся лишь изложением уже достигнутого и предложениями о путях решения вопроса о комплексном использовании минеральных ресурсов при открытой добыче угля.
Анализ технологии добычи и переработки песчано-гравийной смеси позволил установить основные процессы получения этого вида строительных материалов при соблюдении требований ГОСТа, с учетом существующих способов разработки вскрыш-ных пород и физико-технических свойств этого вида сырья. В результате удалось разработать классификацию технологических схем разработки вскрыши угольных разрезов, обеспечивающих комплексное использование ресурсов недр за счет выделения из четвертичных вскрышных пород строительных материалов (табл. 2).
Основой разработанной классификации являются возможные способы выемки, разработки и переработки
четвертичных вскрышных пород, содержащих песок и гравий, и
182
Таблица 2
Классификация технологических схем добычи и переработки строительных материалов из четвертичных вскрышных пород
Способ выемки Валовый Селективный
разработки Гидромеханизированный Традиционный (экскав. выемка, колесный транспорт) Гидромеханизированный
переработки Гидромеханизированный Без воды («сухой») Гидромеханизирован- ный Гидромеханизированный
Процессы перера- ботки Первичная переработка (извлечение) -гидравлическая классификация -промывка -сгущение __ -пульпоприготовление -гидравлическая классификация -промывка -сгущение -гидравлическая классификация -промывка -сгущение
Обогащение -грохочение -классификация -промывка — -грохочение -классификация -промывка -грохочение -классификация -промывка
Повышение товарного качества -дробление -грохочение -промывка -обезвоживание -дробление -грохочение -дробление -грохочение -промывка -обезвоживание -дробление -грохочение -промывка -обезвоживание
технологические процессы извлечения (первичной переработки), обогащения и повышения товарного качества строительных материалов.
Подразумевается, что физико-механические свойства разрабатываемых пород и величина содержания в них полезных компонентов в конкретных условиях определяют технические средства для выполнения отдельных процессов их переработки. При этом наличие процессов обогащения и повышения качества товарной продукции не обязательно, если при извлечении (первичная переработка) уже обеспечивается требуемое свойство получаемого сырья (например, гравия для карьерных автодорог).
В данной классификации для обеспечения ее компактности не рассматривается вопрос о технических средствах, используемых для выполнения определенных процессов переработки строительных горных пород. Это могут быть серийно выпускаемые агрегаты и установки, а также специальные технические средства.
На начальном этапе решения вопроса о выделении строительных материалов из вскрышных пород целесообразно рассмотреть возможность применения уже существующих технических средств, используемых при гидромеханизированной добыче песка и гравия.
Гидромеханизированная разработка четвертичных вскрышных пород является, на наш взгляд, основой эффективности добычи песка и гравия.
По существу протекаю-
Рис. 1. Технологическая схема с использованием конического гидрогрохота: 1 - конический гидрогрохот
щих процессов при применении гидромеханизации гидромониторный размыв четвертичных вскрышных пород, самотечное транспортирование до зумпфа, проход их через рабочее колесо землесоса и дальнейшее напорное транспортирование в турбулентном потоке по трубопроводу являются распределенным во времени и в пространстве дезинтегратором. При этом подавляющая масса глинистых пород, обволакивающих отдельные зерна песка или гравия, диспергируется.
Для выделения строительных материалов из гидросмеси четвертичных вскрышных пород в первую очередь должны быть рассмотрены три варианта использования технологических схем.
Вариант №1 (рис. 1) - технологическая схема с использованием конического гидрогрохота - является наиболее простой, но при этом дает возможность получить в качестве товарного продукта лишь гравий класса +5 мм. Песок в этом случае вместе с глинистыми, илистыми и пылеватыми частицами отправляется в гидроотвал.
Рис. 2. Технологическая схема с использованием конического гидрогрохота, гидроциклона и спирального классификатора: 1 - конический гидрогрохот; 2 - гидроциклон; 3 - спиральный классификатор; 4 - консольный транспортер
Рис. 3. Технологическая схема с использованием конического гидрогрохота, виброгрохота, гидроциклона и спирального классификатора.: 1 - конический гидрогрохот; 2 - гидроциклон; 3 -спиральный классификатор; 4 - консольный транспортер; 5 - виброгрохот; 6 - консольный транспортер
Вариант №2 (рис. 2) - технологическая схема с использованием конического гидрогрохота, гидроциклона и спирального классификатора - является более сложной, чем предложенная ранее. Она позволяет получить в качестве товарного продукта не только гравий класса +5 мм, а еще и песок фракции 0,16-5 мм.
Вариант №3 (рис. 3) - наиболее сложная в технологическом отношении схема с использованием конического гидрогрохота, виброгрохота, гидроциклона и спирального классификатора, но при этом она дает возможность получить три вида товарной продукции: гравий +20 мм, гравий 5-20 мм и песок 0,16-5 мм.
Таким образом, одним из аспектов комплексного использования минерального сырья при добыче полезных ископаемых открытым способом является выделение песка и гравия из четвертичных вскрышных пород. Экспертная оценка возможных объемов строительных материалов на угольных разрезах позволяет обеспе-
1. ГОСТ 8268-82 «Гравий для строительных работ. Технические условия».
2. ГОСТ 8736-77 «Песок для строитель-
ных работ. Технические условия.
чить добычу песка порядка 700, а гравия - не менее 500 млн. м3. При этом гидромеханизированный способ разработки этих пород позволяет использовать технологические процессы ведения горных работ в качестве обогатительных, обеспечивающих наибольшую эффективность добычи строительных материалов. Рассматривая, в качестве примера, возможные варианты технологических схем добычи при применении серийно выпускаемого оборудования в конкретных условиях, экономическими расчетами может быть установлена наиболее эффективная схема или этапность их реализации.
Дальнейшими задачами исследований является рассмотрение возможности совершенствования базовых вариантов технологических схем за счет подбора наиболее эффективных серийно выпускаемых технических средств или разработка специального универсального оборудования и поиск новых оптимальных технических решений.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Кононенко Е.А. Опыт применения и перспективы гидромеханизации на карьерах // Горный журнал. - 1997. - №№ 3, 7. ЕШ
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------
Кононенко Е.А. - Московский государственный горный университет.
Мишин Ю.М. - СУЭК.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 14 симпозиума «Неделя горняка-2008». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.С. Коваленко.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
14_Кононенко 14н
Е:\С диска по работе в универе\ГИАБ_2008\11\семинар-08 С:\и8еге\Таня\АррБа1а\Коат^\Мкго80й\ШаблоныШогта1Ло1т © Е
Гитис Л.Х.
03.09.2008 11:24:00
3
03.09.2008 11:27:00 Гитис Л.Х.
2 мин.
25.11.2008 23:41:00
8
1 656 (прибл.)
9 445 (прибл.)
