Концепция комбинирования геотехнологий Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Т. Т. Исмаилов, М.В. Эздеков, 2006

УДК 622.014.3:502.76

Т. Т. Исмаилов, М.В. Эздеков

КОНЦЕПЦИЯ КОМБИНИРОВАНИЯ ГЕОТЕХНОЛОГИЙ

Сохранность экосистем окружающей природной среды в районе горных работ является функцией корректности горных технологий [1]:

Егт = 1 (Рд-Ро)■ Кг- Т-(Пл-Пл)

где Рд, РП - количество добытых и потерянных балансовых руд, т; Кг -коэффициент извлечения запасов при горном переделе; Т - продолжительность горных работ; Пд- объем пустот, образованных добычей; П л - объем заложенных пустот.

Отставание от передового уровня технологий разработки месторождений увеличивает расходы на сохранение качества окружающей среды. Так, использование технологий с открытым выработанным пространством при добыче руд и пирометаллургической переработке увеличивает затраты на восстановление окружающей среды настолько, что компенсировать ущерб за счет резервов применяемых технологий становится нереальным.

Соответствие технологий добычи минерального сырья принципам охраны окружающей среды в горнодобывающем регионе определяется не только эффективностью процессов добычи и переработки руд, но и дальнейшей судьбой потерянного сырья [2]:

XПэ = к (Т2-"Т-)

где п- количество добываемых минералов; Кк - показатель экологической корректности технологии разработки; Т1,Т2...Тп - технологии добычи минералов.

Проблема управления качеством окружающей среды сводится к оптимизации затрат по факторам экономического и экологического характера. В начале деятельности горных предприятий ущерб экосистемам мал, компенсационные затраты незначительны и не препятствуют получению прибыли. Вовлечение в разработку значительных объемов и площадей месторождений, увеличение потерь и разубожива-ния сырья с возрастанием ущерба от хранения отходов и потерь в недрах, от разрушения массива увеличивают компенсационные затраты.

На этом уровне необходима существенная модернизация технологий. Для Садонских рудников этот период должен был закончиться появлением технологий с твердеющей закладкой. Для Боснийского доломитового карьера период мог завершиться с появлений технологий глубокой переработки сырья в активаторах. Но этого не произошло, деятельность обоих технологических комплексов приобрела депрессивный характер, а дальнейшее развитие отставания в смежных отраслях увеличивает размеры ущерба окружающей среде и компенсационных затрат.

Отставание в развитии технологий добычи руд и доломитов ведет к тому, что конверсия технологии добычи руд с традиционной на природоохранную может оказаться дешевле, чем компенсация последствий традиционной технологии с невосполнимыми последствиями для окружающей среды.

Закладка пустот твердеющими смесями с максимальной полнотой использования недр освобождает от затрат на компенсацию ущерба. Основным ограничением для использования этих технологий на руднике является дефицит и дороговизна материалов для приготовления смесей. В тоже время на соседнем Боснийском доломитовом карьере до 30 % добываемого минерального сырья используется вместо щебня и увеличивает минерализацию региона.

Концепция эколого-экономичес-кого управления природной средой заключается в объединении потенциалов промышленных предприятий региона с целью повышения эффективности минерального производства за счет утилизации отходов. Так, заполнение пустот рудника дешевой закладочной смесью на основе вяжущих из отходов карьера и хвостов обогащения обеспечивает полную выемку руд, что обеспечивает прирост товарного продукта на 15-35 %.

В Южном федеральном округе функционируют предприятия добычи и обогащения минералов, каждое из которых накапливает отходы на земной поверхности и допускает потери полезных компонентов в недрах. Из отходов некоторых из них могут быть получены заменители стандартного вяжущего. Вяжущее может быть использовано для приготовления твердеющих смесей на руднике, вследствие чего обеспечивается прирост его товарной продукции- металла на 14-35 % и уменьшение отходов-пород на величину 15-20 %.

Стоимость товарной продукции, полученной при утилизации отходов, уменьшает величину затрат на обработку и утилизацию отходов, в т. ч. на приготовление твердеющих смесей.

Математическая модель оценки природоохранных технологий добычи и переработки руд:

П= (S Аn + Ад)АЦИ + АдЄкЦд -1

m

-S(zр +Zn) + (ZK +Zn) ^ max

1

где И - прибыль от сопряженного производства горного региона, ден. ед; n -номенклатура извлекаемых рудником минералов; Ап - добыча полиметаллических руд подземным способом, вес. ед.; Ад - дополнительная добыча руд при снижении потерь за счет твердеющей закладки, вес. ед.; в - содержание металлов в руде, доли ед.; є - извлечение металлов из руды, доли ед.; Цп - цена товарного продукта, полученного из руд, ден.ед.; Ад- добыча доломитов в карьере, вес. ед.; є - извлечение товарного доломита, доли ед.; Цд- цена товарного доломита, ден. ед.; Z^ - затраты рудника на добычу руд, ден.ед; Z пр -затраты рудника на переработку отходов для изготовления твердеющих смесей, ден.ед.; Z дк - затраты карьера на добычу доло-

гп

к-затраты карьера на переработку отходов доломитов для приготовления твердеющих смесей, ден.ед.

Экономический эффект экологоэкономического комплексирования:

Э =

3S KAKT + ГЛ Ээ +ЛэK

AS

<A • г • Ку ру(5.

АФ

АФ

где Э - экономический эффект сопряжения технологий в пределах горного ре-

Прогнозная величина коэффициента утилизации отходов производства

Экосистема окружающей среды Вариант управления продуктами горных работ Величина Ку

атмосфера

Разнос пыли от взрывных работ связывание и подавление пыли 0,1

при взрывании

Вынос пыли от проветривания подземных связывание и утилизация пыли 0,8

выработок при выходе на поверхность

Пыление сухих ингредиентов хвостохрани- закрепление бортов, орошение нет

лища поверхности

Пыление вынесенных в среду ингредиентов сбор и утилизация или нейтрали- 0,2

зация

Выбросы взрывных газов при горных работах оптимизация технологии взрывания нет

Выбросы газов от синергетических процессов оптимизация технологии укладки хвостов в хранилище нет

гидросфера

Вынос загрязнителей стоками из горных вы- переработка с утилизацией 0,8

работок

Вынос загрязнителей стоками при обогаще- переработка с утилизацией 0,8

нии

Вынос загрязнителей стоками из хранилищ переработка с утилизацией 0,8

литосфера

Комплексное загрязнение минеральными оптимизация технологии разра- 1,0

компонентами ботки

Разрушение участка горными работами оптимизация технологии разра-

ботки

Выведение из режима нормального функцио- оптимизация технологии разра-

нирования участка хранения хвостов ботки

Интенсификация процессов обмена веществ залечивание гидро- аэрационных

на участке литосферы каналов

коэффициент утилизации отходов производства (таблица).

В качестве экологических результатов учитываются уменьшение площадей занятых в производстве земель, повышение продуктивности природных ресурсов и другие показатели, характеризующие снижение вредного влияния производства на окружающую среду.

Если показатели технологии в течение расчетного периода постоянны, экономический эффект природоохранной деятельности:

гиона; З б, З Ф - затраты на единицу основной продукции базового и оптимизированного вариантов технологий, ден. ед.; К*- КТР - коэффициенты динамичности объемов производства и времени; ЛЭ Э, ЛЭ К - приведенные эксплуатационные и капитальные расходы базового и оптимизированного вариантов технологий, ден. ед.; А - годовой объем выпуска продукции, масс. ед.; г- коэффициент риска рыночных операций; к у -

Кр + Ен

где - неизменная по годам расчетного периода стоимость технологии работ, руб. ЗГ - неизменные по годам расчетного периода затраты на производство и реализацию продукции:

Зг = И + (КР + Ен )К ,

где И - годовые издержки при использовании продукции; КР - норма реновации основных фондов при использовании продукции:

к = Ен_____

р (1 + ЕнГ-1’

где tСЛ - срок службы средств и орудий

труда; Кр - затраты на использование продукции.

При учете ресурсов, которые могут быть использованы только по отдельно взятому компоненту, эффективность

природосбережения определяется в совокупности с ценностью других природных ресурсов [3]:

Д = £о,Ц, = 0Р(Цд - сд)- ОзЦз -1, -ОпЦп - 0ВЦВ

где - величина 1-го ресурса; 0Р - запа-

сы сырья, ед.; п- количество ресурсов; Ц1 - ценность 1-го ресурса, руб/ед; 0З - 0П - 0В - ресурсы нарушенных предприятием земель, пород и воды.

В случае использования не только основного сырья, но и омертвленных ресурсов, ценность валовой продукции возрастает. Например, если использовать отходы Садонских рудников, то ценность эксплуатации месторождений:

Д = 0Р(Цд - Сд ) + 0вЦв - 0зЦз - 0вЦв .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Голик В.И., Исмаилов Т.Т. Управление состоянием массивов. - М.: МГГУ. 2005.

2. Эздеков М.В., Агапов Е.В. Закономерности выщелачивания металлов при утилизации

техногенных материалов.УП межд. конф. «Новые идеи в науке о земле». М. 2005.

3. Шестаков В.А. Проектирование горнорудных предприятий. Проектирование горнорудных предприятий. - М.: МГГУ. 2003.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------

Исмаилов Тахир Турсунович - кандидат технических наук, доцент, Московский государственный горный университет,

Эздеков Магомет Владимирович - аспирант, Северо-Кавказский горнометаллургический институт.