CC BY
157
© А.А. Козловский, Н.Н. Хоменко 2010
УДК 622.271.45
А.А. Козловский, Н.Н. Хоменко
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА КАРЬЕРА В КА ЧЕСТВЕ ПОЛИГОНА ДЛЯ СКЛАДИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
Проработан вопрос формирования полигонов из материалов отвалов вскрышных и вмещающих пород для утилизации промышленных отходов.
Ключевые слова: полигон, промышленные отходы, карьер, размещение, отвал.
Неделя горняка
Открытое акционерное общество «Магнитогорский металлургический комбинат» является крупнейшим предприятием чёрной металлургии России, его доля в объёме металлопродукции, реализуемой на внутреннем рынке страны, составляет около 20 %. Предприятие представляет собой крупный металлургический комплекс с полным производственным циклом, начиная с подготовки железорудного сырья и заканчивая глубокой переработкой черных металлов. ММК производит самый широкий на сегодняшний день сортамент металлопродукции среди предприятий Российской Федерации и стран СНГ. Около половины продукции ОАО «ММК» экспортируется в различные страны мира.
Своим рождением Магнитогорск обязан уникальному во всех отношениях скоплению железных руд горы Магнитной. Так издавна называлась группа сравнительно невысоких гор (Атач, Дальняя, Узянка, Ежовка, Березовая) занимавших в общей сложности площадь примерно 25 квадратных километров на левом (азиатском) берегу реки Урал. Здесь на небольшой территории были сконцентрированы почти полмиллиарда тонн высокосортной железной руды, залегавшей неглубоко, а зачастую и непо-
средственно выходивших на поверхность. Содержание железа в лучших рудах достигало 70 %.
Железный рудник месторождения г. Магнитной и валунчатых руд расположен в 12 км от центра г. Магнитогорска и входит в его городскую черту. Месторождение состоит из трех карьеров - Западного и Восточного, разделенных горой Атач, и Восточного карьера валун-чатых руд. Западный карьер разрабатывался с 1929 г. по 1984 г. Глубина карьера от условной отметки 450 м, разделяющей глубинную и нагорную части, составляет 105 м. Площадь нарушенных земель Западным карьером равна 261,5 га, объем горной массы выработанного пространства - 155 млн м3 и характеризуется следующими показателями:
1. Сравнительно большие площади и объемы горной массы.
2. Наличие берм безопасности, подвергающихся самозарастанию.
3. Сложный гористый рельеф местности с разделением карьеров горы Магнитной и отработанными нагорной и низменной частями.
4. Значительная глубина и соответствующая отверженность, требующие постоянного откачивания воды.
5. Наличие в откосах бортов скальных вмещающих пород.
С 1984 г. по проекту института «Уралгипроруда» ведутся рекультива-ционные работы по засыпке Западного карьера. Засыпка производится в основном мартеновскими, доменными шлаками и другими промышленными отходами. Объем засыпки карьера шлаками и различными отходами на 01.01.2010г. составляет 47,79 млн м3. Выполнена техническая и биологическая рекультивация на площади, равной 11,9 га.
В настоящее время объем засыпки карьера металлургическими шлаками составляет - 3,55 млн м3, 0,82 млн м3 -прочими отходами. Технология производства работ - комбинированная. Мусор и отходы транспортируются железнодорожным транспортом до перегрузочного склада. Со склада отходы отгружаются экскаватором ЭКГ-4,6 в большегрузные автосамосвалы БелАЗ-7547. Также отходы доставляются автотранспортом непосредственно к месту складирования без перегрузки. Раздельно складируются доменные и сталеплавильные шлаки. Это позволит извлечь из них оставшиеся ценные компоненты при внедрении новых технологий переработки. ММК успешно осуществляет большую и планомерную работу по утилизации техногенных отходов собственного производства. Комплексная программа по переработке железосодержащих отходов включает в себя использование ранее накопленных отвальных и текущих шлаков. Из них получают щебень, идущий на строительные работы, и попутно извлекают все мелкие металлические отходы, которые можно применять в сталеплавильном производстве. Туда же отправляются после дробления все крупногабаритные металлоотхо-ды. Ориентировочная оценка показывает, что в отвалах содержание металла достигает 20%. Добытый металл оказывается дешевле покупного лома. Поэто-
му широкое использование металлоот-ходов позволяет в значительной мере снизить затраты на покупной лом.
За минувший год на ММК переработаны все текущие металлургические шлаки и часть отвальных. Добытая из шлака металлическая фракция еще раз послужила своему прямому назначению в шихте сталеплавильного производства, а 1,4 миллиона тонн отходов, превращенных в товарную продукцию, отправлено потребителям граншлака и щебня. К тому же, немалое количество шлаков пошло на рекультивацию выработанных карьеров.
Часть отходов (отходы деревообрабатывающих предприятий, пластик, отходы целлюлозы, бумаги и картона и др.) легковоспламеняющаяся. В месте складирования отходов происходят возгорания по различным причинам. Опыт тушения показал, что не всегда эффективно просто залить водой или засыпать инертным материалом. Визуально возгорание предотвращено, но оно продолжается уже внутри отвала и его невозможно контролировать, также неизвестно какие химические реакции там происходят. В Западном карьере был опробован метод тушения возгораний с помощью пыли, поступающей с огнеупорного производства (до применения данной технологии пыль поступала в общем объеме отходов и складировалась отдельно). Пыль транспортируется в специально оборудованных автомашинах. Специальное оборудование позволяет компактно складировать ее без пылеоб-разования. Пыль выгружается на место возгорания, сильно растекаясь, не допускает проникновение воздуха, и возгорание естественным путём прекращается. Но этот метод эффективен только для оперативной локализации возгорания. В настоящее время отходы складируются по более совершенной техноло-
гии. Формирование отвала отходов ведётся одновременно со складированием пыли. Пыль складируется в форме решётки (размер ячейки- 10*10 м), разделяя тем самым отвал на секторы. При возгорании в одном секторе, пыль не допустит распространения огня по всему отвалу. Данный вид отвалообразова-ния был применен в 2006 году. После применения этого способа складирования, количество возгораний на отвале отходов существенно снизилось.
Интенсивный рост промышленного производства и увеличение образования токсичных твердых промышленных отходов, пастообразных и жидких отходов вызывает все большее загрязнение окружающей среды. Устройство полигона для обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов является частью выполнения экологической политики предприятия, заключающейся в решении вопросов утилизации отходов и рекультивации выработанных пространств.
На данный момент для строительства полигонов под размещение промышленных отходов 1-3 класса опасности требуется выделять специальное место, занимая всё больше сельскохозяйственных земель, платить за это экологические штрафы. В тоже время в выработанных пространствах карьеров традиционно размещаются отходы 4 класса опасности, к которым гораздо меньше требований и условий при складировании.
При соблюдении определённых условий и технологий возможно строительство полигонов для размещения опасных отходов в выработанных пространствах карьеров и отвалах, формируемых в процессе разработки. Отвальные породы зачастую складируются с достаточно высоким содержанием ценных компонентов, так как в настоящее
время не существует технологии их извлечения. Также есть большой перечень опасных отходов, которые невозможно переработать при существующих технологиях. При размещении полигона в теле породных отвалов появляется возможность комплексной переработки при появлении соответствующих технологий. При проектировании полигона рассмотрен геологический состав пород, учтены особенности техногенного рельефа местности, проанализированы условия расположения предполагаемого участка складирования отходов, проведена оценка влияния карьерного водоотлива. Рассмотрены физико-механические и химические свойства размещаемых отходов, проведена оценка их влияния на окружающую природную среду при размещении на полигоне.
Промышленные отходы, формирующиеся по ходу технологического процесса, собирают на промышленной площадке каждого цеха, где укладывают в тару, соответствующую классу опасности отходов. Загрузка в автотранспорт, транспортирование, выгрузка и размещение отходов на полигоне осуществляется в соответствии с инструкциями, разработанными предприятием, согласно требованиям СНиП.
Выбранный в качестве места складирования отходов существующий отработанный карьер позволил не допустить дополнительного изъятия земель под полигон, а также разместить данный объект на уже техногенно измененной территории. Строительством карьера значительной глубины изменен ландшафт, нарушен водный и воздушный режим района. Естественная растительность сохранилась лишь на отдельных участках(балки, крупные склоны, заповедные участки). Весь растительный покров находится под прямым воздействием человека. Интенсивная антропоген-
ная нагрузка на окружающую природу привела к изменению численности и видового состава диких животных и птиц. Предусмотренные в проекте мероприятия по биологической рекультивации позволят:
- восстановить нарушенный почвенный и растительный покров с использованием районированных видов травяной растительности;
1. Горный журнал, 2006, №8 с 32-35.
2. Федеральный закон от 24.06.1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производств потребления».
3. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов.
4. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов (к СНиП 2.01.28-85).8
5. Пособие по проектированию автомобильных отвалов. / Под ред. Б.А. Тимофеева. М.: Центральный научно-исследова-тельский институт экономики и информации цветной металлургии. 1990.
- предотвратить развитие процессов водной и ветровой эрозии, ослабить отрицательное воздействие на прилегающие земельные площади.
Реализация обширной программы по охране окружающей среды подчинена главной цели, обозначенной в экологической политике предприятия, - свести к минимуму техногенное воздействие на природу.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6.Заляднов В.Ю., Осинцев Н.А., Цыганов А.В. / Управление «отходами» горного производства с целью снижения ресурсоемкости процессов открытой геотехнологии // Материалы 63 НТК по итогам НИР за 2003-2004 гг. -Магнитогорск МГТУ, 2004. - С. 184-187.
7. Гальперин А.М “Техногенные массивы и охрана окружающей среды”. 2001.
8. Сметанин В.И “Защита окружающей среды от отходов производства и потребле-ния”.2003.
9. Протасов В.Ф. “Экология, здоровье и природопользование в России”, 1995. Н5Ы=1
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------
Козловский А.А. - ОАО «ММК», начальник БОТиЗ Рудника ГОП, г. Магнитогорск, kozlovsky@mmk.ru
Хоменко Н.Н. - доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материалов,
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет».
А
