Основные положения методики оценки потенциала техногенных месторождений хвостохранилищ ГОКов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© С.С. Мининг, 2007

УДК 622 С.С. Мининг

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ - ХВОСТОХРАНИЛИЩ ГОКов

Семинар № 1

Процесс добычи и переработки минерального сырья сопровождается постоянным накоплением отходов обогатительного производства в хвостохранилищах ГОКов, образующих, по сути, техногенные месторождения.

По восьми основным железорудным ГОКам России накоплено отходов обогатительного производства в количестве более 3 млрд. т со средним содержанием железа общего 10.37 %. Ежегодное поступление минеральной массы в хвостохранилища железорудных ГОКов превышает 100 млн. т.

В проблеме использования отходов обогатительного производства имеются два аспекта: утилитарный и экологический [1]. В потенциалах техногенных месторождений целесообразно также выделять минеральную и экологическую составляющие П г — пмин I ПЭК

Пабс Пабс Пабс’ (1)

П — пмин + Пэк

1Хотн _ 1Хотн ^ААотн> (2)

где Пабс, Потн - соответственно абсолютный и относительный потенциалы техногенного месторождения; Пмин, Пэк - соответственно минеральная и экологическая составляющие потенциала.

Минеральная составляющая выражается суммарной ценностью при-

родного блага, заключенного в техногенном месторождении, и зависит от количества и качества минеральных полезных компонентов.

Экологическая составляющая выражается суммарным возможным снижением экологического ущерба в случае отработки техногенного месторождения и зависит от площади высвобождаемой земли, концентраций вредных веществ и активности их воздействия на окружающую среду (водный и воздушный бассейны) [2].

Минеральную составляющую абсолютного потенциала техногенных месторождений можно определять по выражению (3). п

Пабс — Б ^С1 ц 1’

1—1 (3)

где Пабс - абсолютный потенциал минерального ресурса; Б - количество (запасы) полезного ископаемого, ед. массы; С\ - массовая доля (содержание) 1-го полезного компонента, доли единицы; Ц^- цена единицы 1-го полезного компонента; п - число заключенных в минеральном ресурсе полезных компонентов.

Натуральным аналогом абсолютного потенциала запасов монокомпо-нентной руды является полное количество заключенного в ней металла

Пабс — Бс, (4)

где Б - количество (запасы) руды, ед. массы; с - массовая доля (содержание) полезного компонента, доли единицы.

Для многокомпонентных руд возможно приведение содержаний попутных полезных компонентов к основному

Пабс — Бс,

(5)

где

т

С — с + -

Е ц;е; ]—1 ц

Таблица 1

Распределение хвостов ММС по крупности материала на Лебединском ГОКе

Классы крупности, мм Доли классов, %

>1.25 0.41

1.25-0.8 1.10

0.8-0.4 2.58

0.4-0.16 4.83

0.16-0.10 11.07

0.10-0.08 29.53

<0.08 50.48

Итого 100.00

с (6) где с - суммарная массовая доля (содержание) полезных компонентов, приведенных к основному компоненту, доли единицы; с - массовая доля основного полезного компонента, доли единицы; с] - массовая доля ]- го попутного полезного компонента, доли единицы; т - число попутных полезных компонентов; ц, ц - соответственно цены единицы ]-го попутного и основного полезных компонентов.

По хвостохранилищам ГОКов отсутствует достаточно полный и достоверный учет попутных полезных компонентов, которые могут составлять существенную долю их потенциала. Поэтому оценку абсолютного потенциала хвостохранилищ должны предварять глубокие минералого-геохими-ческие исследования.

Минеральную составляющую относительного потенциала техногенных месторождений можно определять по выражению (7).

Потн — БГ 3 , Т)’ (7)

где Потн - относительный потенциал минерального ресурса; Б - количество (запасы) полезного ископаемого, ед. массы; гг - дифференциальная горная рента с единицы массы полезного

Таблица 2

Распределение хвостов ММС по крупности материала на Оленегорском ГОКе

Классы крупности, мм Доли классов, %

>1.6 0.1

1.6-1.0 0.4

1.0-0.6 1.0

0.6-0.4 3.7

0.4-0.3 9.1

0.3-0.2 11.8

0.2-0.1 20.6

0.1-0.071 12.9

<0.071 40.4

Итого 100.0

ископаемого, как функция массовых долей (содержаний) полезных компонентов с1, элементов затрат з1 и времени оценки Т.

Относительный потенциал может быть как положительным, так и отрицательным.

Аккумулируемые в хвостохрани-лищах минеральные продукты существенно различаются по крупности, плотности, содержанию в них полезных и вредных компонентов. Отдельные примеры распределения хвостов мокрой магнитной сепарации по их крупности приведены в табл. 1, 2.

На основе геометризации возможно выделение участков хвостохрани-лищ с положительным относительным

потенциалом. В этом случае используются выражения:

Пота — w — ЧБ[с(с > Со) - Со (у > Уо)],

(8)

где

1

с (с > со) — 1 с р^фс Со

(9)

У

max

,(У ^ Уо) = Jсо(у) Р2(уМу

У0

(10)

(11)

1Ут.,

ч — 11 Р(с,у)асау

с» у»

Б - запасы хвостохранилища, ед. массы; я - доля запасов с положительным относительным потенциалом; с(с > со)

- средняя массовая доля (содержание) полезного компонента в участках, где доли единицы; у - технологи-

ческий показатель (крупность, плот-

среднее

ность и др.

минимальное расчетное содержание полезного компонента по участкам,

доли единицы; р(с,у),

где

Pi(c), р2(у) - соответствующие законы распределения.

В случае нескольких полезных компонентов и нескольких технологических показателей величины с и у представляют собой многомерные векторы. Возможна постановка задачи:

W = qБ[с(с > со) - со (у > Уо)] ^ max,

(12)

приводящая к нахождению оптимальных значений уо.

Негативное воздействие техногенных месторождений на окружающую среду проявляется в форме нарушений (структурных изменений) и загрязнений (функциональных изменений). Согласно определениям СПГУ:

• нарушение природной среды -изменение ее компонентов и элементов по форме, численности, площади и т. д., т. е. по структурным признакам (перенос населенных пунктов и объектов жилищно-коммунального хозяйства, изъятие земель из сельскохозяйственного использования, потери продукции, перенос ЛЭП, дорог, коммуникаций, мест водозабора, освоение новых водных источников и др.);

• загрязнение природной среды -изменения, связанные с привлечением в природные комплексы веществ и энергии, изменяющих характер и интенсивность природных процессов, качества среды, т. е. по функциональным признакам (рост заболеваемости населения, снижение сроков службы непроизводственных фондов, снижение продуктивности сельскохозяйственных культур и т. п.).

Под экологической составляющей абсолютного потенциала техногенного месторождения следует понимать выраженный в денежной форме общий горно-экологический ущерб от возникновения этого месторождения. В случае полной отработки техногенного месторождения по безотходной технологии возможно снижение этого ущерба в принципе до нуля.

(13)

где -

суммарный общий

горно-экологический ущерб от возникновения техногенного месторождения.

Под экологической составляющей относительного потенциала техногенного месторождения следует понимать экономический эффект от снижения горно-экологического ущерба при отработке этого месторождения (или его части). Согласно [3]:

ПОКн = Ээф = ХА У?эбщ -X Згэ, (14)

до конечного (или

где

УЛУ общ = 1У общ -IУ общ, (15)

уд у общ

гэ - уменьшение горноэкологического ущерба с начального

у угэбщ

уровня 1 ^

) У Уоэбщ

промежуточного) уровня 1 ^ ;

У Згэ

- суммарные затраты на проведение горно-экологических мероприятий.

Экологические составляющие потенциалов техногенных месторождений можно определять как прямым счетом, так и через посредство платежей за загрязнение окружающей природной среды. В первом случае для хвостохранилищ:

Пэбс = цз S з + ум,

(16)

где

п

вредных веществ в хвостохранилище; Б - запасы техногенного месторожде-

ния;

массовая доля 1 -го вредного вещества; коэффициент

учета местоположения складирования хвостов; п- коэффициент учета обустройства складирования хвостов;

ору

□

- показатель относительной опасности 1 - го вредного вещества.

Во втором случае для хвостохра-нилищ:

Пабс =(П

где

атм + Плвод + Плотх) Ток,

(18)

годовая плата за загряз-

- годовая

Л! = БКс1Кс2 у CврiАi,

i=1 (17)

Бз - площадь земли, отчужденная под

хвостохранилище; Цз - цена единицы площади земли; у - общий ущерб на единицу приведенной массы вредных веществ; ^ - приведенная масса

нение атмосферы; плата за загрязнение водных объектов; - годовая плата за размещение отходов; | |- срок оку-

паемости природоохранных мероприятий.

Приведенные основные положения методики оценки потенциала техногенных месторождений - хвостохранилищ ГОКов позволят принимать оптимальные решения по рациональному использованию полезных ископаемых.

------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бент О. И. Комплексный геологоэкономический анализ вторичных минеральных ресурсов. «Геологический журнал». АН УССР. Киев. 1990, №6 - с. 89-97.

2. Составить и апробировать класси-

фикацию источников вредного влияния

горнодобывающего производства Минчер-

мета СССР на природные ресурсы недр. Отчет / ВИОГЕМ, рук. Стрельцов В. И., гос. №01870015683. Белгород. 1987. - 38 с.

3. Певзнер М.Е., Костовецкий В. П. Экология горного производства. М. Недра. 1990. - 236 с. ЕЕН

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

Мининг Сергей Сергеевич - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник ФГУП ВИОГЕМ.