CC BY
184
Г.И. Трофимов
АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ «УДА ЧНАЯ»
Карьер «Удачный» осуществляет добычу кимберлитовых руд на глубине около 600 м с применением взрывных работ. В настоящее время ведутся горнопроходческие работы для дальнейшей добычи руды подземным способом. Всё это создаёт повышенную опасность при ведении горных работ. Кроме того, карьерные отвалы характеризуются аномально повышенным содержанием элементов-токсикантов первого класса опасности.
Ключевые слова: карьер ”Удачный ”, алмазоносный район, самоспасатели, борта карьера, геохимическая аномалия.
Месторождение трубки «Удачная» относится к Далдыно-Алакатитскому алмазоносному району, расположенному в долине р. Далдын, левого притока р. Марха (бассейн р. Вилюй). Удачнинский ГОК - основное структурное подразделение АК «АЛРОСА» по разработке коренных месторождений алмазов: трубок «Удачная» и «Зарница» находится на северо-западе Якутии в 12 км от Полярного круга в зоне вечной мерзлоты.
Горные работы на месторождении были начаты в 1971 году. Первый проект разработки месторождения трубки "Удачная", выполненный в 1970 году институтом «ВНИИПРОзолото», предусматривал границу открытых горных работ до глубины 400 м. С целью вовлечения в эксплуатацию глубоких горизонтов, в 1987 году институтом «ЯкутНИПРОалмаз» выполнен проект реконструкции, где глубина карьера "Удачный" принята равной 600 метров.
На 01.01.2010 г. схема вскрытия карьера сформирована с поверхности до гор. -130 м и представлена внутренними полутран-шеями со спиральной и спирально-петлевой формами трассы. Дальнейшее развитие схемы вскрытия проектом предусмотрено вести поэтапно. На первом этапе предлагается развить существующую схему вскрытия до отм. -290 м, а вскрытие в отм. -290 м -320 м осуществлять отсыпным капитальным съездом в выработанном пространстве северо-западной части карьера. На втором этапе предусмотрено переоформление восточного борта карьера с формированием крутонаклонного транспортного съезда с уклонами
225-237 промилле. В отм. -255 м -320 м грузотранспортная связь осуществляется через отсыпной съезд, расположенный в западной части карьера. На третьем этапе планируется доработка рудных целиков в западном и восточном бортах с перевалкой горной массы на нижние горизонты. Завершающая стадия отработки карьера будет осуществляться в восточном борту без проведения дополнительных вскрывающих выработок, а доступ на его дно возможно будет осуществлять только через подземные горные выработки, так как отбитая горная масса переваливается на дно карьера бестранспортным способом с целью последующей добычи подземным рудником. В итоге на дно карьера будет перевалено и оставлено в виде рудной подушки для подземного рудника более 3,6 млн. т руды.
В настоящее время в карьере «Удачный» ведутся горнопроходческие работы по строительству подземного рудника. Наклонный транспортный съезд № 1 сечением в свету 19,6 м2 пройден от штольни №1 до отметки -360 м под углом 8 - 10° (на закруглениях
— 1°), его протяжённость превышает 1500 м, и, кроме того, уже начата проходка наклонного съезда №2. Таким образом, время на вывод людей, занятых на подземных горных работах, из удаленных от запасного выхода мест становится сопоставимым со временем защитного действия самоспасателей. Нефтебитумные и газовые проявления встречаются как в осадочных кимберлитовмещающих породах, так и в кимберлитах рудных тел. Газы имеют углеводородно-азотный состав, но доминирующим компонентом углеводородных газов является метан (более 90 %). Поэтому на строящемся руднике установлен «газовый режим» и предусмотрены специальные мероприятия по его соблюдению в соответствии с требованиями пп. 124-128 «Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» (ПБ 03-553-03) [7].
В соответствии с проектом отработки месторождения трубки «Удачная» на карьере принят буровзрывной способ подготовки вскрышных пород и добычи руд. Экскавация взорванной горной массы производится гусеничными экскаваторами ЭКГ-10, ЭКГ-12, ЭКГ-15 с емкостью ковша соответственно: 10; 12,5; 15 м3. Кроме того, начиная с 2000 г, применяются гидравлические экскаваторы Н 285S и Н 135S фирмы «Demag» с емкостью ковшей 16,0 м3 и 8,5 м3 соответственно. Транспортировка вскрышных пород в отвалы и руд на ОФ и рудный склад производится большегрузными ав-
тосамосвалами: САТ-785; САТ-785В; HD-1200; БелАЗ-7548; грузоподъемностью 136, 136, 120, и 42т соответственно.
Проектная рабочая высота вскрышных и добычных уступов принята равной 15 м. При постановке их в предельное положение рабочие уступы страиваются, образуя при этом 45-ти метровый уступ. Параметры нерабочих бортов карьера «Удачный» меняются поэтапно в соответствии с развитием горных работ, полным погашением рудных целиков и с отстраиванием откосов уступов вплоть до 90°.
Глубина бурения заоткосных скважин (как наклонных, так и вертикальных) принята равной 29,5 м, при этом их обуривание производят в два этапа последовательно с первого и второго горизонтов. Бурение скважин на вскрышных и добычных уступах, а также заоткосных скважин производят станками шарошечного бурения СБШ-250МН и станком импортного производства D-75KS «Татгок» диаметром скважин 250 мм. Сетка скважин на вскрышных и добычных уступах (ахЬ), принятая на карьере, находится в пределах 7^7 до 8^8 м; скважины вертикальные с глубиной бурения 16,5 м (с учетом перебура). В качестве взрывчатых веществ используют как штатные --аммонит, гранулотол и др., так и водосодержащие ВВ местного приготовления -- ирегель, иремекс. При ведении БВР приходится постоянно производить оценку геомеха-нической безопасности бортов, уступов и штолен с учётом сейсмического воздействия массовых взрывов на законтурный массив и подземные горные выработки, а также менять специфику работ при постановке уступов карьера в предельное положение.
Карьер занимает площадь 320,0 га, глубина карьера 610 м. Вокруг карьера «Удачный» имеется 3 отвала пустых пород: Северный, Западный, Южный. Общая площадь отвалов составляет 579,3 га, из них северный занимает 224,0 га, южный - 70,0 га, западный -285,3 га.
В результате деятельности Удачнинского ГОКа нарушается почвенно-растительный покров и образуются наземные насыпи (промплощадки, отвалы, автодороги), земляные выемки (карьеры, нагорные и руслоотводные канавы и др.), обводнённые территории (отстойники, пруды-накопители) и инженерные коммуникации. Значительное воздействие на территорию оказывает размещение пустых пород от выработки основных площадок и отвалов вскрышных пород, а также полигон захоронения карьерных вод. В
результате уже произошло заражение почвы с образованием крупного ореола рассеивания, формирующего геохимическую аномалию. Внутренняя и внешняя зоны ее характеризуются аномально повышенным содержанием Си, 2п, РЬ, Li, Р, Ва, Fe. Коэффициент аномальности - 4,84 гф (геофон). В центральной части аномалии превалируют Сг, №, Со, Мп, Nb. Однако, это воздействие носит достаточно локальный характер и ограничивается бассейном рек Сы-тыкан и Далдын.
Заключение
1. При производстве открытых горных работ на карьере «Удачный» могут образовываться следующие потенциально опасные зоны:
- зоны, возникающие под воздействием геомеханических процессов, опасных по нарушениям устойчивости уступов и бортов;
- зоны, обусловленные геологическими факторами, опасные по влиянию контактов пород с резкой сменой физикомеханических свойств;
- зоны, обусловленные технологическими факторами, опасные по сейсмическим проявлениям буровзрывных работ.
В этой связи, на наиболее опасных участках борта карьера, во избежание образования осыпей и вывалов необходимо своевременно устанавливать тросово-сетчатые завесы по специальному проекту, а геолого-маркшейдерской службе Удачнинского ГОКа совместно со специализированными организациями необходимо осуществлять постоянный геомеханический мониторинг состояния и устойчивости бортов карьера. Вопросам обеспечения безопасности ведения горных работ при формировании бортов карьеров в сложных инженерно-геологических условиях посвящена работа [15].
2. Подземный способ разработки является наиболее целесообразным для дальнейшей отработки запасов месторождения ким-берлитовых руд трубки «Удачная», однако решение вопросов обеспечения безопасности по фактору метана должно осуществляться на всех этапах функционирования подземного рудника. Для данных горно-геологических условий этой теме посвящены исследования профессора ИПКОН РАН д.т.н. Матвиенко Н.Г. [13, 14].
3. Учитывая довольно значительную протяжённость пройденных подземных горных выработок, во исполнение пп.3.13, 3.14 «Инструкции по составлению планов ликвидации аварий» (ПБ 03-
553-03) [7], необходимо проводить контрольный выход группы работников в изолирующих самоспасателях из наиболее удалённых от выхода на поверхность рабочих мест (Акт проверки времени выхода людей в самоспасателях из отдалённых забоев должен быть подписан главным инженером рудника «Удачный», начальниками и горными мастерами соответствующих участков, и работником ВГСЧ).
4. Необходимо отметить, что цинк, свинец, висмут, талий и бериллий - это элементы-токсиканты первого класса опасности, следовательно, при проведении биологической рекультивации грунты отвалов должны быть отсыпаны потенциальноплодородными или плодородными грунтами. Рекультивация нарушенных земель выполняет экологические, хозяйственные и социальные функции. Общие подходы к экологизации технологических процессов открытого способа разработки освещены в работе Копач П.И. [15].
5. Предлагается предусмотреть размещение в районе посёлков, находящихся вблизи отвалов и полигонов Удачнинского ГОКа, стационарных гидрометеопостов наблюдения за загрязнением атмосферы.
------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 г. №116-ФЗ.
2. Федеральный Закон «Об охране окружающей природной среды» от 10.01.2002 г. №7-ФЗ ( с изменениями на 30.12.2008 г.).
3. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.1999 г. №96-ФЗ.
4. ОНД-86 «Методика расчета концентрации в атмосфеном воздухе вредных веществ в выбросах предприятий». Госкомгидромет, 1986.
5. Постановление Правительства Российской Федерации от 12.06.03 г. №344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства».
6. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом (ПБ 03-498-02).
7. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ 03553-03).
8. Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов (ПБ 03-571-03).
9. Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов (ПБ 03-438-02).
10. Инструкция по оформлению горных отводов для разработки месторождений полезных ископаемых» (в ред. Приказов от 13.07.2006 Ростехнадзора №685 и МПР России №159).
11. Методические указания по определению параметров опасных зон на горных предприятиях АК «АЛРОСА» (согласовано 14.12.2006 г. Ростехнадзором письмом №13-13/888).
12. Храмцов Б.А., Рыбка О.А., Волынский С.Е. Обеспечение безопасности ведения горных работ при формировании бортов карьеров в сложных инженерногеологических условиях. ГИАБ «Безопасность», вып.6, 2008 г. (с. 84-89).М., изд. «Мир горной книги» — 2008.
13. Матвиенко Н.Г. Основы обеспечения безопасности освоения газоносных рудных месторождений подземным способом. ГИАБ «Безопасность», вып.6,
2008 г. (с. 303-310). М., изд. «Мир горной книги» — 2008.
14. Матвиенко Н.Г. Особенности обеспечения газовзрывобезопасности освоения рудных месторождений в условиях многофазного флюидонасыщения недр. ГИАБ «Безопасность», вып.6, 2008 г. (с. 311-320). М., изд. «Мир горной книги» — 2008.
15. Копач П.И. Общие подходы к экологизации технологических процессов открытого способа разработки. ГИАБ (научно-технический журнал), вып.№10,
2009 г. (с. 322-332). М., МГГУ, изд. «Горная книга» — 2008.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Трофимов Григорий Иванович - доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры «Аэрология и охрана труда»,
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
