CC BY
62
СИМПОЗИУМ'•СОВРЕМЕННОЕ ГОРНОЕ ДЕЛО: ОБРАЗОВАНИЕ, НАУКА, ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
МОСКВА, МГГУ 29.01.96-2.02.96 Г
Р.И.СЕМИГИН Академия горных наук Ю.Д.ШВАРЦ институт «Гипроцветмет^
Экологически безопасное и экономически эффективное горно-обогатительное производство на базе подземных комплексов
Среди отраслей народного хозяйства наиболее интенсивное воздействие на природу оказывает горное производство, что связано как со спецификой его технологии, так и - особенно, с огромными объемами выбросов отходов во все природные среды: поверхность и недра земли, атмосферу и водный бассейн.
К основным факторам вредного воздействия горных работ относятся нарушения земной поверхности, отчуждение земельных площадей, изменение гидрогеологических режимов и загрязнение водных бассейнов, пыле- и газообразование. По всем этим факторам наибольший экологический ущерб связан с открытыми работами, отличающимися по сравнению с подземными большей землеемк остью и несравнимо большими объемами отходов в виде пустых пород вскрыши.
Традиционно считается, что открытые работы более эффективны, чем подземные. Однако учет экологического аспекта меняет эту оценку. Опыт показывает, что на базе открытых работ создать безотходное, экологически чистое горное производство невозможно. В связи с этим, а также учитывая, что большинство месторождений, расположенных в непосредственной близости к дневной поверхности, в настоящее время дорабатывается, приоритетное развитие должен получить подземный способ добычи, при котором техногенное влияние на природную среду сводится к минимуму.
го производства, в корне меняющая эколого-экономическую оценку и перспективы развития горных работ. Ее суть состоит в организации подземных горно-обогатительных комплексов, включающих добычу руд системами с закладкой, переработку руд на подземной обогатительной фабрике с выдачей на поверхность только рудных концентратов и, при необходимости, товарного щебня, захоронение хвостов обогащения в выработанном пространстве, где они могут играть роль основного компонента закладочной смеси.
Ключевым звеном технологического комплекса, является подземная обогатительная фабрика. В стране таких фабрик нет. Однако принципиальная возможность их создания подтверждается, в частности, опытом ряда зарубежных горно-обогати-тельных предприятий. Так, например, подземные обогатительные фабрики работают на медно-цинково-свинцовых рудниках «Мадригал» (Перу), Игл-Майн (США),"Салофоса" (Италия), на медных рудниках «Рио-Бланко» (Чили) и «Сонро» (Канада), вольфрамовом руднике «Сало» (Франция), золотодобывающих предприятиях «Милозиан» и «Джокер»Флетс” (Канада) и «Витватерсренд» (ЮАР) - табл. 1.
При значительной разнице в производственных мощностях процесс обогащения осуществляется по принципиально одинаковой технологической схеме.
Институтом «Гипроцветмет» совместно с Механобром разработанна технология безотходного экологически чистого горно-
Следует отметить, что на всех зарубежных предприятиях строительство подзем-' ных фабрик было вызвано, большей частью, отсутствием удобных площадок в гористой местности, спецификой транспортных связей при большом перепаде высот,
особенностями климата. При этом существенных изменений всего процесса горно-обогатительного производства не происходило, вследствие чего далеко не полностью реализовались большие потенциальные преимущества, подземных комплексов.
Таблица 1
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАРУБЕЖНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК
| Название рудника и страны Производительность, т/сутки Технологическая схема I
1. «Мадригал» (Перу) медно-свин-цово-цинковый 980 Крупное дробление, грохочение, повторное дробление, измельчение, сгущение, селективная флотация, фильтрация и сгущение концентрата.
2. «Рио-Бланко» (Чили) медный* 10000 Трехстадийное дробление, измельчение, флотация, сгущение. Обезвоживание и сушка на поверхности.
3. «Салофоса» (Италия) свинцово-цинковый Дробление, тяжелые суспензии.
4. «Сонро» (Канада) медный 1350 Трехстадийное дробление, двухстадиное измельчение, флотация.
5. «Витватерсренд» (ЮАР)золото-добывающий 2000 Дробление, измельчение, флотация, сгущение.
6. «Мидлозиан» (Ка на да) золотодобывающий 50
7. «Сало» (Франция) вольфрамовый 270 Двухстадийное дробление, двухстадийное измельчение, классификация, гравитация, флотация.
8. «Джокер-Флетс» (Кзнада) золотодобывающий 675 Двухстадийное дробление, измельчение, классификация, гравитация, флотация, сгущение, измельчение в цианистой среде,фильтрация.
9. «Игл Майн»{США) медио-свин-цово-цинховый 1080 Двухстадийное дробление и измельчение, классификация, сгущение, фильтрация, сушка.
10. Полиметаллический рудник (Г ренландия) 360 Дробление, измельчение, фильт-флотация.
*По данным журнала , «Mining magazine# (1995 г.. № 2,V.172), производительность фабрики доведена до 35000 т в сутки.
Применительно к месторождениям цветных металлов, содержание которых в руде не превышает 1,5-10%, концентрация во времени и пространстве процессов добычи и переработки руд под землей открывает возможности коренной перестройки всего производства с выходом на принципиально новый уровень эколого-экономи-ческих параметров. Наиболее значимыми являются преимущества, определяющие качественное повышение уровня горно-обогатительного производства:
• выдача на поверхность только концентратов с оставлением в выработанном пространстве хвостов обогащения в количестве до 80-80% от объема добытой руды позволяет ис-ключить строительство выданных
стволов или сократить их количество;
использование отходов обогащения в качестве закладочного материала создает возможность оптимизировать порядок отработки месторождения, начиная ее с горизонтов, имеющих наибольшие запасы руды. При расположении обогатительной фабрики в центре тяжести запасов такой порядок отработки позволяет существенно сократить капитальные затраты на ввод и эксплуатацию новых горизонтов, отодвигая их строительство на будущие периоды, а также минимизировать эксплуатационные расходы на транспортирование руды к фабрике и хвостов обогащения в отработанное пространство;
• системы разработки с закладкой увеличивают полноту выемки полезного ископаемого, что повышает прибыльность предприятия. Дальнейшее снижение потерь металлов в недрах может быть достигнуто путем создания технологии доизвлечения полезных компонентов из захороненных в выработанном пространстве хвостов обогащения. Согласно А.С. № 1506090 ("Гипроцветмет", 1989 г.) принципиальная технологическая схема включает использование для закладки предварительно подготовленной гранулированной смеси хвостов с выщелачивающими реагентами и вяжущим материалом и последующим выщелачиванием металла из заложенного массива путем прокачки через него воды и оборотных растворов;
• размещение обогатительной фабрики под землей создает возможность применения новых объемно-компоновочных строительных решений, основанных на вертикальной схеме расположения технологических линий и использование горных выработок в качестве емкостных элементов обогатительного оборудования;
• отсутствие на поверхности корпусов обогатительной фабрики, рудоподъемных сооружений, отвалов пустых пород и хвостохранилища практически исключает экологический ущерб от воздействия на природную среду.
Выполненные Гипроцветметом технико-экономические расчеты применительно к ряду отечественных объектов также показали, что переход к подземному обогащению обеспечивает существенное сокращение капитальных и эксплуатационных затрат (табл. 2).
Разработанная технология может быть эффективно внедрена на предприятиях Севера России, где восстановительные возможности природы крайне низки, на Урале, где техногенная нагрузка на приро-
ду находится на пределе, а также в ряде других горнодобывающих районов, уже сейчас объявленных зонами экологического бедствия (район Норильска, Рудный Алтай).
Перспективно строительство подземных горно-обогатительных комплексов для разработки руд цветных металлов на Холоднинском,Корбалихинском, Подольском, Талнахско-Октябръском, Удокан-ском, Учалинском месторождениях.
Изложенные предпосылки приводят к основополагающему выводу о целесообразности разработки проекта строительства первого в стране подземного горно-обогатительного комплекса.
Предполагаемое решение проблемы является, по нашему мнению, безальтернативным путем создания безотходного, экологически чистого горно-обогатительного производства. Народнохозяйственная и социальная актуальность проблемы несомненна. Вместе с тем ее практическое осуществление требует предварительного решения ряда сложных исследовательских и инженерных задач. К важнейшим из них относятся:
• отработка рациональной технологии совместной добычи и переработки руд в едином комплексе;
• исследование условий длительной устойчивости камер большого сечения и разработка способов их надежного поддержания;
• проработка вертикальной схемы расположения отделений обогатительной фабрики и изыскание возможности использования горных выработок в качестве емкостных элементов обогатительных агрегатов;
• разработка методики выбора места расположения подземной обогатительной фабрики в увязке с порядком отработки месторождения по вертикали, обеспечивающим минимизацию капитальных и эксплуатационных затрат;
Таблица 2
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ НАЗЕМНЫХ И
ПОДЗЕМНЫХ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК
Показатели Фабрики месторождений
Благодатекого Кти-Тебердинского Шалкинского
наземная подземная ±% наземная подземная І+ наземная подземная | ±%
Годовая производительность 165 700 3000
Строительный обьем обогатительной фабрики, тыс.м 25,7 22,6 -12,0 73,2 63.7 -13,0 175,9 101,8 -42,0
Удельные капитальные затраты, руб./т 83,5 79,5 -5.0 150,5 112,7 -25,0 79,0 74,0 6,0
Товарная продукция, млн.руб./год 8,7 9,5 +9,2 17,3 20.0 + 15,6 43,9 48,3 + 10,0
Эксплуатационные расходы, руб./т 43,5 43,7 +0,4 13.5 16,3 +20,0 43,7 43,3 -1,0
Прибыль, млн.руб./год 1,5 2,2 +50,0 9.6 11,2 + 16,7 3,3 5,3 +60,6
Предотвращенный экологический ущерб, млн.руБ. - 1,5 - - 14,0 18,0 ■
• модернизация обогатительного оборудования с учетом его работы, монтажа и ремонта под землей;
• разработка оптимальных составов закладочных смесей на основе мелкодисперсных хвостов обогащения;
• исследование технологии захоронения хвостов с возможностью последующего доизвлечения металлов;
Условия размещения рекламы в Горном информационно-аналитичесНом бюллетене
Объявления и реклама публикуются в черно-белом или цветном исполнении.
Материалы принимаются в напечатанном виде через два интервала. По Вашему заказу редактор и художник разработают оригинальную рекламу, товарный знак или другую символику. Если Вы хотите сохранить собственный стиль оформления рекламы или представляете готовый оригинал-макет, укажите это особо. Расценки на опубликование рекламы в ГИАБ:
• Размер 210x297 - 540 USD
• В среднем 1 кв.см рекламы стоит - 0,9 1150
• Минимальный размер 40 кв.см. - 36 1)БО
• При повторном опубликовании цена снижается на 20%
Оплота производится в рублях по курсу ММВБ на день оплаты_____________
* разработка усложненных схем водоотлива, водооборота и очистки шахтных вод.
Заключительным этапом должна явиться разработка технологического регламента и проекта строительства опытного подземного горно-обогатительного комплекса.
© Р.И.Семигин, Ю. Д. Шварц
