CC BY
49
Эколого-технологическая связь междуспособом вскрытия, системой разработки..
Бобров С.А., Кисля ков В.Е.
УДК 622.271
Бобров С.А., Кисляков В.Е.
ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ СПОСОБОМ ВСКРЫТИЯ, СИСТЕМОЙ РАЗРАБОТКИ И СХЕМОЙ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ
Связь между способом вскрытия, системой разработки и схемой комплексной механизации характеризуется только как технологическая и находится в прямой и полной зависимости от режима горных работ, а также связана с направлением, порядком развития и интенсивностью горных работ [1, 2]. Например, способы вскрытия определяются видом вскрывающих выработок. Последние устанавливают признаки способа вскрытия.
Способ вскрытия связан также со структурой комплексной механизации, которая, в свою очередь, определяет наименование системы разработки по признаку перемещения вскрышных пород и полезного ископаемого. Таким образом, всё это указывает на отсутствие таких важных признаков, которые характеризовали бы её как эколого-технологическую, и при этом устанавливали механизмы взаимосвязи не только между процессами горных, но и ландшафтновосстановительных работ, что, несомненно, позволит обосновать объемы вскрышных, добычных ландшафтно-восстановительных работ.
Обоснование оптимальных объемов ландшафтновосстановительных работ и сроков их проведения прямо влияет на экономические показатели природоохранных мероприятий, связанных с рациональным использованием земельных ресурсов, а следовательно, также в целом и на эффективность разработки месторождений. С другой стороны, объемы ландшафтно-восстановительных работ и сроки их проведения предопределяются размерами площадей нарушений земель, возникших в результате выемки пород и полезного ископаемого.
Выработанное пространство, не заполненное породами вскрыши при открытой разработке, классифицируется как остаточные горные выработки, а земли, занятые этими выработками, считаются в большинстве случаев потерями земельных ресурсов или, как правило, используются в водном хозяйстве. В целях расширения области использования земельных ресурсов и повышения эффективности природоохранных мероприятий необходимо поверхности остаточных карьерных выработок капитальной и разрезной траншей засыпать, выполаживатъ или террасировать для использования этих земель в сельском и лесном хозяйствах.
Для определения размеров площадей восстановлений необходимо знать следующие параметры остаточных выработок:
- глубина траншеи;
- уклон (подъем);
- угол откоса борта траншеи;
- угол откоса борта карьера (косогора);
- ширина транспортной бермы;
- длина траншеи (капитальной, разрезной);
- ширина подошвы траншеи (капитальной, разрезной);
- высота вскрываемых уступов;
- число вскрываемых уступов;
- количество вскрываемых горизонтов.
Вышеуказанные параметры будут определяться типом и рабочими параметрами технологического оборудования, которые, в свою очередь, установят производственную мощность предприятия на вскрышных, добычных и ландшафтно-восстановительных работах. С другой стороны, объемы на вскрышных, добычных и ландшафтно-восстановительных работах определят количество и структуру комплекса технологического оборудования на этих работах, а также способы взаимодействия между собой отдельных звеньев этих структур.
Производственная мощность и величина отрабатываемых запасов предопределят срок существования предприятия, причем срок отработки запасов необходимо устанавливать с учетом времени проведения горнотехнического этапа ландшафтно-восстановительных работ, обеспечивающего эффективное проведение биологического этапа для целенаправленного использования земель по направлениям рекультивации.
При проектировании и планировании развития горных работ главенствующим фактором является установление начального положения, направления развития и календарное распределение размеров площадей нарушений и восстановлений, а также объемов вскрышных, добычных и ландшафтно-восстановительных работ по годам за весь срок существования карьера. Таким образом, совокупность этих факторов при последовательном выполнении и распределении горных работ в рабочей зоне карьера будут являться режимом горных работ. При этом оценка эффективности открытой разработки будет производиться, прежде всего, по показателям размеров площадей нарушений и восстановлений земель, которые определят режим горных работ как режим нарушения и восстановления земель или режим управления техногенным рельефом (РУТР).
Многообразие вышеперечисленных факторов и их взаимосвязь между собой представляют собой режим горных работ в новом аспекте - экологическом. При решении задачи рационального использования земельных ресурсов режим горных работ тесно связан с типом и количеством технологического оборудования, которые, в свою очередь, определят главные параметры карьера (длина, ширина, глубина рабочей зоны карьера) и вскрывающих выработок, от которых
РАЗРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
будут зависеть высоты и количество уступов (в том числе и отвальных), а также и размеры рабочих площадок, что существенным образом влияет на разнос бортов, то есть на размеры нарушаемых земель.
Отдавая главенствующую роль режиму горных работ при решении задач рационального использования земельных ресурсов необходимо устанавливать методы (или методологию) обоснований оптимальных направ-лений развития горных работ в зависимости от природных горно-геологических условий разработки, обеспечивающих эколого-экономическую эффективность открытых горных работ. То есть принимать такое направление развития горных работ, при котором возможно наиболее эффективно производить выемку и укладку пригодных для биологической рекультивации вскрышных пород в тело отвалов по селективной, валовой или комбинированной технологии, обеспечивающих создание отвальных горизонтов, не отличающихся от свойств первичных геологических образований с самых ранних этапов отвалообразования. При этом сокращается не только время периодов рекультивации, но и срок отработки месторождения в целом.
При этом методе определяются размеры нарушенных и восстановленных земель и объемы вскрышных, добычных и ландшафтно-восстановительных работ с одновременной классификацией свойств залежи в зависимости от угла её падения, а покрывающих пород - от их пригодности для биологической рекультивации.
Анализ режима нарушения и восстановления зе-
мель при выборе оптимального направления развития горных работ предопределяет систему разработки, обеспечивая при этом селективную, валовую или комбинированную технологию разработки и укладки вскрышных пород.
Новый аспект рационального использования земельных ресурсов в обосновании режима горных работ и закономерности влияния производственной мощности, промышленных запасов, параметров рабочей зоны карьера, срока существования карьера, параметров вскрывающих горных выработок на размеры нарушаемых восстанавливаемых площадей земель показывает, прежде всего, их экологическую значимость в современных условиях при ведении открытых горных работ. Таким образом, справедливо будет их в этом случае считать главными эколого-технологическими параметрами карьера.
Библиографический список
1. Научные основы проектирования карьеров / В.В. Ржевский, М.Г. Новожилов, Б.П. Юматов идр. М.: Недра, 1971. 600 с.
2. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982. 414 с.
Библиографический список
1. The scientific methods of quarry design / Rgevsky V.V., Novogi-tov M.G, Yumatov B.P. and others. М.: Nedra, 1971. 600 p.
2. Melnikov N.V. Concise guide to open-cast mining. The 4-th revised and supplemented edition. М.: Nedra, 1982. 414 p.
УДК 622.4 Дударь E.C.
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСЧЕТ ТЕРМОВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ВЫРАБОТОК КАЛИЙНЫХ
РУДНИКОВ
Введение. В теплое время года при поступлении воздуха в шахтную сеть калийных рудников происходит конденсация водяного пара на стенках горных выработок. Выпадающая влага образует конденсационные рассолы, которые отрицательно воздействуют на шахтное оборудование, транспорт, дорожное покрытие, уменьшают несущую способность целиков, ухудшают условия труда, ведут к затоплению выработок [1, 2]. Эффективное регулирование термовлажностного режима в сложной пространственной постоянно изменяющейся шахтной сети предполагает ис-пользование математической модели протекающих в ней процессов тепломассообмена. Существующие в настоящее время методики расчета параметров протекающего по выработкам воздуха [3-6] направлены преимущественно на определение средних по сечению выработки значений величин. Однако для теоретического описания процесса конденсации знание профилей скорости, температуры и концентрации
водяного пара является необходимым. Профили указанных величин позволяют определить для данного сечения: коэффициенты теплоотдачи и массоотдачи с учетом всех влияющих параметров [7-9] и, прежде всего, турбулентного характера движения воздуха; моменты начала и окончания конденсации; величину потока тепла, выделяющегося при конденсации.
В настоящей работе рассмотрена постановка задачи тепломассообмена при конденсации, даны полу-аналитические решения рассматриваемых уравнений, предложена методика расчета термовлажностного режима шахтной сети с использованием этих решений, приведен пример расчета параметров микроклимата рудника БКРУ-2 в г. Березники Пермского края.
1. Постановка задачи тепломассообмена при конденсации влаги в цилиндрической полости. В качестве элементарного исследуемого объекта (ветви) шахтной сети рассматривается цилиндрическая полость конечной длины в горных породах. Будем полагать:
