Оценка эффективности природоохранных технологий освоения недр Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

--© В.И. Комащенко, В.И. Голик,

Т. Т. Исмаилов, 2006

УДК 622.014.3:502.76

В.И. Комащенко, В.И. Голик, Т. Т. Исмаилов

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДООХРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОСВОЕНИЯ НЕДР

дной из важнейших экосистем окружающей среды являются недра Земли, которым в процессе добычи полезных наносится нередко невосполнимый ущерб при использовании некорректных технологий.

Интегрирующим показателем корректности технологий является качество добываемого сырья, которое характеризуется величиной потерь и разубожива-ния. Количественным показателем полноты использования недр, в свете современных представлений горной экономики, является прибыль при добыче, транспортировке, обогащении и металлургической переработке минерального сырья с учетом показателей ущерба от потерь и разубоживания на 1 т погашаемых балансовых запасов руды. В последнее время этот показатель дополнен учетом ущерба, причиняемого горными работами окружающей природной среде.

Считается, что применение тех-ологий добычи с повышенными потерями руды целесообразно, если ущерб от потерь компенсируется экономией затрат при добыче, снижением ущерба от разубоживания и повышением ценности добытой балансовой руды за счет увеличения выхода машинных классов руды.

Это мнение нельзя признать бесспорным, поскольку безвозвратные потери с точки зрения гуманного подхода к расходованию общечеловеческих ресурсов являются паллиативным. Оно может быть оправданным только в том случае, если технология с повышенными потерями является первым этапом разработ-

ки недр, а повышенные потери формируют техногенное месторождение для последующей эксплуатации другими технологиями.

Например, Садонское месторождение (Северный Кавказ) в течение 170 лет эксплуатируют без компенсации технологической пустотности, что сопровождается высокими потерями и разубожи-ванием. Если в первой стадии выемки потери и разубоживание подлежат контролю, то вторая стадия разработки доводит показатели потерь и разубожива-ния, соответственно, до 20 и 40 %.

В пустотах месторождений Садон-ского типа сформированы техногенные рудные объекты, в которых содержание полезных компонентов превышает содержание в еще неотработанных запасах. Такие месторождения могут повторно отрабатываться специальными методами, например, выщелачиванием металлов в блоках и штабелях.

Однако, такая двухстадийная разработка оправдана только при наличии управляемой во времени и пространстве технологической схемы. В противном случае затраты на доступ к техногенным запасам могут превышать возможную прибыль от второго этапа эксплуатации месторождений.

В настоящее время большинство руд цветных, благородных и редких металлов добывают из жильных месторождений типа Садонских с заполнением пустот твердеющей закладкой. Технологии с заполнением пустот твердеющими смесями одновременно решают обе ос-

новные проблемы управления качеством: уменьшение потерь и разубожива-ния. Ограничение рабочего пространства и снижение величины напряжений в окрестностях очистных выработок ликвидирует основу для потерь руды, а повышение комфортности при выполнении производственных процессов снижает величину разубоживания.

В условиях месторождений Садон-ского рудного пояса возможны к при-енению два варианта технологий: 1-й -добыча подэтажными штреками без закладки и 2-й - горизонтальными слоями с твердеющей закладкой.

При разработке подэтажными штреками неизбежны повышенные потери и разубоживание руды с низкими эксплуатационными расходами. Разработка же горизонтальными слоями с твердеющей закладкой обеспечивает минимальные потери и разубоживание руд, но требует повышенных эксплуатационных расходов на закладочные работы.

В качестве критерия экономичности используется минимум условно-переменных приведенных затрат на добычу руды с учетом ущерба от потерь и разубоживания на 1 т запасов. Широко применявшаяся ранее технология с по-дэтажным магазинированием, несмотря на меньшие затраты, оказалась менее экономичной именно из-за повышенных потерь и разубоживания руды.

Между потерями и разубоживанием руд, производительностью труда и производственной мощностью предприятия существуют адекватные эквивалентные соотношения, являющиеся основой для управления качеством руд и повышения полноты извлечения запасов недр.

Так, для условий Садонских месторождений потери 1 % балансовой руды с содержанием металла 15 кг/т эквивалентны:

- 5,2 % разубоживания по контуру блока с содержанием металла 1,0 кг/т;

- 16,7 % разубоживания руды за счет пропластков с содержанием металла 1,0 кг/т;

- 23,6 % снижения производительности труда на очистных работах;

- 18,4 % снижения производительности блока;

- 14,5 % снижения производительности труда.

В массивах месторождений с незакономерно изменяющимися свойствами, нарушение геодинамического баланса сопровождается увеличением величины потерь до 30 % и разубоживания до 60 %.

Оставление пустот не заполненными, значительные площади горизонтальных и вертикальных обнажений пород, длительные сроки стояния камер перераспределяют напряжения и деформации, что характеризуется увеличением разу-боживания в 1,3-1,8 раз. Состояние массива регулируется закладкой пустот твердеющими смесями.

0' + О' З о" - о'э ЗТ (1 -^р-)+^а++

Т" 0 б Р 0 б

ПУТ =

о» + о; +3 оп + Оп

О е

О б

-АгЦта -

-|Д. + Зр)+(!-АГт)Ут. ]-

а- я*)р

(1 - р)

р

3Т - В(\ + %) ]-. т бд " *

(1 - р)(1 - В)(1 - в)

р

(1 -АГт )УТ я

где

Цт

ценность добытой руды, руб.;

11 - ценность теряемой руды с содер-

Ц Тб ,г

жанием металла аТ, руб.; 3Т - затраты на отбойку, выпуск и транспортировку руды, руб.; 3Т - затраты на нарезные работы,

руб.; Зт - то же на подготовительные

т п

работы, руб.; Зк - то же на закладку, руб/м3; ( _ объем руды, пород и заба-

лансовой руды в границах рудного тела, м3; О'н - объем нарезных работ по руде,

м3; Он - то же по породе, м3; О© - объем подготовительных работ по руде, м3; Оп - то же по породе, м3; р — объемный

вес руды, т/м3; у - ущерб от перера-

Т из

ботки 1т разубоживающей массы, руб.

Даже в сложных условиях месторождений типа Садонских по экономическим соображениям нередко предпочтительнее технологии добычи руд с закладкой пустот твердеющими смесями на основе утилизируемых отходов производства.

— Коротко об авторах -

Комащенко В.И. - доктор технических наук, профессор, Российский государственный геологоразведочный университет.

Голик В.И. - доктор технических наук, профессор, Северо-Кавказский государственный технологический университет,

Исмаилов Т.Т. - кандидат технических наук, профессор, Московский государственный горный университет.

- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАРГИНОВ Казбек Георгиевич Научно-методические основы выщелачивания свинца и цинка из бедных полиметаллических руд 25.00.22 25.00.21 д.т.н.

МАКИЕВ Гайоз Константинович Улучшение состояния биосферы региона нейтрализацией горно-промыш-еного и транспортного загрязнения 25.00.36 к. т. н.

ТЕДЕЕВА Фатима Георгиевна Повышение эффективности природопользования при добыче полиметаллических руд в условиях горных экосистем 25.00.36 к. т. н.