CC BY
82
© Л. Пурэв, С. Цэдэндорж, Д. Сурмаажав, 2008
Л. Пурэв, С. Цэдэндорж, Д. Сурмаажав ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ УГЛЯ
Прогнозные запасы угля Монголии составляют 150 млрд т и из них 20 млрд т запасов оценено предвари-тельными и де-тальными разведками. Угольные месторождения распространены по всей территории страны в пределах 15 бассейнов. На 50 месторождениях из известных 200 прове-дены поисковые и разведочные работы.
В настоящее время на 36 месторождениях ведутся эксплуатационные работы силами 50 хозяйственных единиц, в том числе 8 компаний с государственной собственностью или с приоритетом государственной собственности [3].
В 2006 году угольная отрасль выдала 8 млн т угля, энер-гетическая промышленность выработала 2 млрд 933 млн кВтПч электроэнергии и 7 млн 349 тыс. Гкал тепловой энергии. Бо-лее 80 % добытого угля идет на выработку электрической и тепловой энергии.
На Шарынгольском и Багануурском разрезах в период 1965-2000 гг. добыто 108,4 млн т угля, при этом потери сос-тавили 5,7 млн т. Если оценить эти потери по нынешним рас-ценкам, то они составят 64,4 млрд тугриков. Поэтому детальное исследование потерь является одной из актуальных проблем.
Различные полезные ископаемые уменьшаются по мере отработки, и они отличаются невозобновляемостью. Поэтому допустимость образования потерь и разубоживания полезных ископаемых неизменно приведет к экономическому ущербу.
Профессор П. Очирбат дал краткое, ясное и доступное каждому объяснение о потерях и разубоживании: “... с точки зрения науки и техники, технологии и экономики, юрисдикции и психологии очень противоречивыми являются потери и разу-боживание. По экономическим постулатам каждое полезное ископаемое должно разрба-
тываться комплексно, без
Рис. 1. Схема расположения угольных бассейнов Монголии [1]: А, Б, В -западные, центральные и восточно-монгольские зоны:
I - Хархирааский, II - Монголо-Алтайский, III - Южно-гобийский, IV -Восточно-гобийский, V - Их Богдынский, VI - Онгийнгольский, VII - Чойр-Нялгынский, УШ-Чойбалсанский, IX - Сухбаатарский, X - Тамсагский, XI -Дорногобийский, XII - Среднегобийский, XIV - Заалтайский, XV - Орхон Сэ-лэнгийнский
и вместе с этим без ухудшения качества посредством разубо-живания, потребующего дополнительных затрат».
Но, с другой стороны, в зависимости от расположения руд-ных тел в недрах и сегоднящнего уровня горной технологии приходится разрабатывать месторождения со значительными по-терями и разубожива-нием полезного ископаемого. Величины потерь и разубоживания полезного ископаемого указываются в проектных документах и в планировании работ, но не исключена воз-можность их включения в законодательные акты. Важнейшим показателем уровня использования богатств недр является вели-чина потерь и разубоживания. Потери и разубоживание, возни-кающие при разработке месторождений, не соответствуют эколо-го-правовым требованиям. Из-за больших потерь нарушает-ся внутриэкологическое равновесие месторождения, происходит разрушение, ухудшение и разубоживание, а также уничтожение природных ресурсов. С повышением потерь возникают огромные дополнительные затраты по разведке новых месторождений и вводу в эксплуатацию новых предприятий изменяется экосистема земельных участков в значительном количестве и создаются условия нарушения природного равновесия окружающей среды.
В связи с увеличением разубоживания ухудшается качество полезного ископаемого, увеличивается объем перерабатываемых руд, а также площади, занимаемые хвостовым хозяйством. При этом ценные плодородные земельные участки, которые могли бы использоваться для других хозяйственных нужд, будут уничто-жены и увеличение отвальных масс будет благоприятствовать образованию дополнительных площадей в окружности. Все это способствует нарушению режима поверхностных и глубинных вод, увеличению вредного влияния на окружающую среду. Поэ-тому уменьшение потерь и разубоживания полезных ископаемых является важнейшим условием комплексного и полного исполь-зования минеральных ресурсов и охраны окружающей среды. Для достижения этих условий необходимо усовершенствовать систему разработки, оптимизировать режим горных работ и раз-работать экологичную и более прогрессивную технологию на карьерах [2].
При осуществлении этих задач необходимо научно обосно-вать нормирование потерь и раубоживания, контролировать их, регулярно производя маркшейдерские замеры и расчеты, устано-вить обнаруженные недостатки.
Теорией и методологией потерь и разубоживания полезных ископаемых занимались советские и российские ученые, такие как академики А.М. Терпигорев, М.И. Агошков, Л.Д. Шевяков, Н.В. Мельников, В.В. Ржевский, профессора И.Н. Ушаков, П.К. Соболевский, П.А. Рыжов, А.Н. Омельченко, В.А. Симакин, П.И. Горецкий, Б.А. Юматов, А.И. Арсентьев, Б.Н. Байков, Г.В. Верещагин. Разработанные ими методические рекомендации внедрены в практику горного производства.
У нас впервые в 1978 году инженер Т. Наваандаяа опубли-ковал статью “Пути снижения потерь угля” в журнале “Хайгу-улчин”. В этой статье были затронуты причины возникновения потерь угля на разрезах “Шарынгол”, “Адуунчулуун”, “Чандган-тал”, “Талбулаг”, “Баян-тээг”, “Нуурстхотгор” и систематизирова-ны виды потерь, а также выделены группировки месторождений по возникновению потерь в зависимости от их горно-геологи-ческих условий эксплуатации.
В статье выдвинуты вопросы нормирования потерь, тушения пожаров, нормативных сроков хранения угля на складах.
• В 1999 году были разработаны и утверждены “Методи-ческие рекомендации по составлению планов горных работ уголь-ных разрезов”. В этой документации указано, как рассчитывать
204
Таблица 1
Їtёasaдaёё ШМй даёу ia Aaaaidddneu dafdafa fa 1980-2005 aa.
Па Іайаі Yёme6a6aoёшUa Н6адё, 6Un.6 Е6іаі
MaU+ё, 6Un. 6 П6адё, nayfailUa n ncni'iaik' даудаа^6ёё Шадё. naycaiiUa n ^aд60a^ёai пдшёишб 6nёіaёй И6&дё Daf6аteёaa^ёa
-я 6 n -я jg °я <« и ‘Я А 'Я 6 n 'Я І8 °я <« ід ё °я •Я '2 '« <S х© ё ,*© ё ё Э :<и іЙ 6 д 6 А ё 6 n ё <1 От <<Я <3 ё ,*© ё <2 ід ё — І‘3 д 6 ё ,*© 'Й д о іЛ <Й (,S ® n 'Я о 'И ё ^Й ® $ ;s а 'Я !> !> •И 6. 1 ё !« 6 д А 6. •‘і! £ 6. •0 £
1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1980 221,1 4 5 2 1 12 5,1
1981 107,5 4 4,1 1,5 0,6 10,2 5,5 5,5 4,9
1982 195 5 6 8 1 20 9,3 6,6 3,3
1983 556 7 8 7 9 2 33 5,6 16,5 2,88
1984 1378,8 1,7 25,1 7,8 13,8 0,7 49,1 3,4 71,2 4,9
1985 2356 14,4 41,3 18,7 36,7 8,6 119,7 4,8 33 1,38
1986 1669,1 8,4 18 10 26 8,6 9,3 56,9 3,3 60 3,47
1987 3001,8 30,3 51,5 14,5 23 30,3 1,4 0,9 30 181,9 6,1 124 3,96
1988 3659,4 24,4 29,8 14 20 40,3 9,2 36,3 174 4,5 40 1,08
1989 3638,6 8 11,3 21 40 10,7 6 1,3 62 160,3 4,3 60 1,62
1990 3707 15 10 20 53 10
1991 3395,5 11 11 23 50 14
1992 2870 22,3 16 10 20 19,7
1993 2358,1 13 10 8 30 13
1994 2158,1 16 16 9,5 20 6
1995 2147,4 12 27,5 5,8 15,2 8,2
1996 2812,8 14,4 14,5 5,9 42 10,3
1997 1966,5 3 12,3 11 20 10,3
1998 2273,6 16 21,2 10 21,4 16,8
1999 2347,2 17 11,6 10 24,6 15,2
2000 2923 19,1 22,1 9,4 27,9 8,3
2001 2280,3 17,0 13,6 5 17,5 16,5
2002 2783,9 13,8 14,4 11,8 34,6 8,1
2003 2631,8 12,9 14,3 13,1 26,5 10,7
2004 2566,7 15,1 16,7 9,2 30,9 3,7
2005 2563,4 14,3 15,96 6,43 34,36 6,18
Всего 58568,6 339,1 447,3 261,13 576,96 337,88
6,6 60 15 189,6 4,9 зо 0,8
3 1 54 5 172 4,8 60 1,74
3 1,5 35 9 136 4,5 60 2,05
1,5 0,5 44 1 121 4,9 54 2,24
0,5 6 25 11 110 4,4 52,1 2,36
2,2 0,1 25 1 98 4,4 59,3 2,69
1,4 1 50,5 140 4,7 74,5 2,58
4,6 3 30,8 95 4,6 51 2,53
0,8 1,6 20 107,8 4,5 61,6 2,64
0,4 1,5 33 113 4,6 62,7 2,6
7,7 4,1 46,8 145,4 5 58 1,95
4,9 2,5 40,3 117,3 4,89 58 2,48
5,8 1,5 51,1 141,0 4,8 70 2,45
10Д 1,4 38,8 127,8 4,63 66,4 2,46
2,7 5,1 46,0 129,4 4,8 65,6 2,49
1,84 4,89 45,52 128,54 4,78 63,09 2,4
96,84 37,89 774,12 42 2889,24 4,7 1363,1 2,27
потери и разубоживание при составлении плана горных работ, и об отчетности этих показателей.
С начала разработки Багануурского угольного месторож-дения в течение 25 лет добыто 58568,6 тыс. т угля и при этом потери составляют 1363,09 тыс.т (табл. 1). Потери колебались в пределах
0.8.4,9 %, в среднем потери составляли 4,8 %, разубоживание 2,56 %. Эксплуатационные потери составляют 71,26 % от всех, а потери, связанные с нарушением нормальных условий 28,1 %.
Потери, связанные с оползнем внутренних отвалов, создаю-щиеся в треугольнике угольного пласта (рис. 2), занимают 26,79 %. За 2000-2005 гг. было потеряно 789,74 тыс. т угля, что сос-тавляет 27,3 % от всех потерь за 25 лет. Вышеприведенные исследования показывают, что в среднем в потерях остаются 111,1 тыс. т угля в год, а 54,5 тыс. т угля разубоживается.
По мере увеличения объемов добычи и усложнения горногеологических условий потери и разубоживание уве-личиваются. При изучении эксплуатационных потерь и разу-боживания угля на Багануурском, Шарынгольском, Хартар-вагатайском и Шивээ-Овооском разрезах выделяются следующие основные причины, влияющие на образование потерь и разубоживания.
1. Г орно-геологические предпосылки:
• мощность угольного пласта;
• угол падения пласта;
• расположение пласта;
• строение пласта;
• тектонические условия;
• физико-механические свойства угля и пород;
• самовозгораемость угля;
• условия внутренних и внешних отвалов;
• состав и устойчивость пород подошвы пласта.
2. Технико-технологические факторы:
• горно-транспортные машины;
• способ и технология добычи;
• высота добычного уступа;
• ширина площадки добычных уступов;
• направление фронта горных работ; параметры внутренних отвалов.
3. Организационные факторы:
• неравномерность добычных работ;
отставание вскрышных работ; нехватка транспортных средств; состояние путей и дорог;
профессиональный уровень машиниста экскаватора; поощрение или взыскание, связанное с потерями и разубожи-ванием угля.
На угольных разрезах происходят потери следующего происхождения:
• на подошве и кровле пласта;
• при раздельной вьемке;
• при очистке рабочей площадки;
• при взрывных работах;
• при зачистке борта уступа;
• при транспортировке;
• в случае обрушения и оползня внутренних отвалов;
• между заходками экскаватора;
• в охранном целике.
Исследования показывают, что на образование потерь и разубожи-вания главным образом влияют мощность, строение, угол падения угольного пласта, направление подвигания до-бычных работ, углубление карьера, выемочная техника и ее рабочий орган (рис. 310).
Исследуя всевозможные зависимости между различными факторами и потерями и разубожванием, используя статисти-ческие данные относительно этих показателей были составлены уравнения регрессии с многофакторными переменными [4]:
X = -1,22m + 1,21а - 0,014На + 0,011Q + 14,21; (1)
Б = 0,99m - 0,11а - 0,61На + 0,031Q - 26,94, (2)
где X - потери, тыс. т; Б - разубоживание, тыс. т; m - мощность угольного пласта, м; а - угол падения пласта, м; На - глубина разработки; Q - объем добычи, тыс. т.
Критерии Фишера для вышеуказанных уравнений при табличном значении 2,01 составляют соответственно 27,04 и 14,52; коэффициенты корреляции соответственно 0,86 и 0,79. Поэтому эти уравнения вполне могут быть исполь-зованы для прогнозирования потерь и разубоживания угля при эксплуатации месторождения.
Вёп. 2. Ёдадё а ддadaiёшёёa, idдagdpйalся ёд-да тёд$ аюддаиёд гдааёга ia Ааиаг^дпёН даддада [З]
Вёп. 3. Yёmёdaдaдёmйa d+апдёё Aaaa^ddдnёiai даддада
ОпёШйа ci'acc:
" ^ абаіебй Їбїш0ёa^ш5 ^аїаша
— ■ ■— абаіебй уёшёбабабишйб б^аіїосїа —.. — еибббй успісбаосдбаійб Їеїйааае ба^ба^а
Усшёоаоабсшйа б^аііосс —A-A- aaїёїaё^anёёё ба^бй?
5 7 9 11 13 15 пласта
т (м)
Вёп. 4. £!ааёпёппдё шсеад пййпдйр осиёшйд ХёапЫа уётёдададаишё иоадугё
Вёп. 5. £ааёпёппдё шсеад даёп шашёу даёасеё ё
уётёдаоадётшё иоадугё
17.5 22.5 27.5 32.5 37.5 42.5 разработки
ЬН (м)
Вей. 6. £ааёпёипоё шагад аёдаёйё даддашдёё
уётёбаоадёшшё йоадуХё
потери угля XI (тыс.т)
183 305 427 549 671 793 (тыс.т)
Вёй. 7. £ааейеийое шагад шй}и ашй^е ё уётёоаоадёшшё поадуХё
Вёй. 8. Qааийёийоё шагад їїйіїйоир їеапоа ё даддШагёаШёш
3.0 5.0 6.0 8.0 9.0 11.0 пласта, а (м)
Вёй. 9. Qааёйёийоё іаагао даеіі шашёу Шапоа и даддшсеёашёш оаёу
17.5 22.5 27.5 32.5 37.5 42.5 разработки
Hi (М)
Вёй. 10. QааёйёХтоё Хаагад аёдаёйё даддааюёё
даддшагёаШёш даёу
■/>
. ■f V.
ж у ■/.
/■ <
200 350 500 650 800 950 УГЛЯ Qi,
(тыс. т)
Вёп. 11. Qaaeneunoe uiceiio iaujii аїай+е ё даддшсеёашёш даёу
Оааёица 2
Пщипое 1ёапоШ е апёдйв(йо идш (а ржт ёдйёа АайшдддпМй гапдШшашеу
Пштои апебйошб 1161а 1а ошёшйб 'гёапоаб, 1
2а 2т1 2т2 2а 2т1 2т2
3,2 2,21 0,8 1,2 4,1 4,1
34,8 50,55 0,9 9,0 5,0 6,2
32,7 55,83 1,35 3,3 4,8 5,5
3,6 48,45 - 11,25 4,6 5,7
30,3 56,16 - 6,5 5,2 7,5
31,5 2,08 - 4,5 6,2 8,2
Пштои ошёшйб 1еапо1а, 1
Ученые и специалисты нашего горно-инженерного инсти-тута проводят исследования по теме “Проектирование разра-ботки южного крыла Багануурского месторождения”, касаю-щейся разработки части карьерного поля с наиболее сложными условиями залегания пластов и строением продуктивной толщи месторождения.
На этой части месторождения угольные пласта 2а; 2т1; 2т2 имеют мощность в пределах 1,2 □ 11,25 м. Угольные пласты сложного строения имеют породные прослойки небольшой мощности, не приспособлены к селективной разработке и приведут к повышенным потерям и разубожива-нию углей (табл. 2).
По прогнозам при разработке южного крыла данного месторождения ожидаются более высокие потери и разубожи-вание угля (табл.
3)
При разработке данного участка ожидаются потери в размере 10.3 % (табл. 3).
Оааёица 3
Рагапй е 'идаде дйёу ш дйёйшо Чёапдад
1ёапо Ааёа1шайа са'мпй оаёу, 1ё1 о 16цй0ёаийа са'мпй оаёу, 1ё1 о Иоабё оаёу, 1ё1 о Иоабё оаёу, %
2а 26,2 22,7 3,5 13,3
2т1 26,5 23,5 3,0 11,3
2т2 24,7 23,2 1,5 6,1
ЕоШ 77,4 69,4 8,0 10,3
В плане горных работ Багануурского разреза за 2006 г. пред-смотрены потери угля на северном крыле 4,68 %, а на южном 6,1 %. По мере углубления горных работ и усложнения залегания пластов по результатам проведенных исследований предвидится неизбежность повышения потерь до 10 %,.
При дальнейших расчетах по уточнению пройзводствен-ных запасов угля необходимо учитывать вышеуказанную обоснованность относительно потерь.
— Коротко об авторах —
Пурэв Л. - профессор, доктор, Цэдэндорж С. - профессор, доктор, Сурмаажав Д. - докторант.
А
