CC BY
31
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97»
МОСКВА, МГГУ, 3.02.97 - 7 02.97 СЕМИНАР 6 «ПРОБЛЕМЫ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ И НЕРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ»
B.Н. Ельников, технический директор ОАО “Комбинат КМАруда"
C.Г. Лейзерович, зав. лабораторией подземных работ ОАО “НИ И КМ А"
РЕСУРСОСОЗПАЮЩАЯ 1/1 СБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ
Переход к рыночным отношениям в экономике породил конкуренцию среди отечественных производителей железорудной продукции. В этих условиях предприятия с подземным способом добычи сырья оказываются в наиболее сложном положении, так как издержки производства с учетом действующей методологии их расчета при традиционной технологии разработки оказываются выше, чем при открытом способе.
Ожидание, что с переходом к рыночным отношениям, произойдет реальная экономическая оценка отрицательного воздействия различных технологий, в частности, открытых горных работ, на окружающую среду, не подтвердилось. К сожалению пока экономика стимулирует увеличение вредных выбросов, т.к. темп роста оптовых цен на горнорудную продукцию на порядок опережает темп роста платежей за эти выбросы [1]. Следовательно, реальные затраты на поддержание экологического равновесия стали резко уменьшаться. В результате в целом по народному хозяйству плата за воздействие на окружающую среду в 1994 г. уменьшилась более чем в 2000 раз по сравнению с 1985 г. в сопоставимых ценах [2].
Для сохранения конкурентоспособности предприятия с подземным способом разработки должны найти пути поддержания и развития эффективной деятельности.
Ниже на примере Комбината КМАруда рассматриваются подходы, позволяющие сохранить конкурентоспособность подземной добычи, а затем занять ведущее место в способах разработки.
Известно, что уровень затрат определяется стоимостью ресурсов, потребляемых при создании товарной продукции. Традиционно продукцией комбината является концентрат. Но по технологии работ в процессе деятельности создаются два вида отходов: хвосты и пустоты.
Задача заключается в том, чтобы на первом этапе превратить отходы из помехи деятельности в ресурсы для внутреннего потребления вместо извне потребляемых ресурсов, а затем в товарную продукцию, имеющую спрос. Это позволит снижать затраты на производство концентрата и улучшать технико-экономические показатели предприятия.
Рассмотрение технологии производства традиционной продукции, вновь создаваемых ресурсов, их взаимосвязей и возможностей превращения вновь созданных ресурсов в товарную продукцию должно вестись в комплексе.
Необходимость “ресурсного” подхода обусловлена прежде всего тем, что складирование, содержание, поддержание хвостового хозяйства и мониторинг этого комплекса требует уже значительных затрат. Так, стоимость содержания хвостового хо-
зяйства предприятия в целом за последние пять лет увеличилась на 50% и достигает в настоящее время 15% от себестоимости продукции, а доля затрат в оптовой цене увеличилась в 3 раза (1985 г.).
Рост затрат на энергию, платежей за ресурсы, необходимые для функционирования производства (земля, вода, выбросы) увеличит эти издержки в ближайшее время до 20-25%.
Приведение платежей за вредные выбросы в соответствие с требованием общечеловеческих ценностей и международными стандартами вообще может поставить крест на традиционной технологии горных работ.
Так, если за складирование хвостов на поверхности будет введена плата как за складирование обычных отходов в настоящее время (5000 р/т), то сегодняшние затраты на хвостовове хозяйство почти удвоятся.
Рассмотрим потенциальные предпосылки превращения отходов деятельности в ресурсы, а затем и в товарную продукцию.
Пустоты. На комбинате к настоящему времени скопилось более 40 млн.м3 пустот. Они представляют собой камеры размером 30(20) х 55-50(65)м, объемом 70-100 тыс.м3 с вертикальными стенками, с плоской либо сводчатой кровлей. Днище камер изрезано выработками. На днище и откосах каждой камеры находится отбитая руда в количестве 15-20 тыс.т. Наблюдение за состоянием камер и междукамерных целиков ведутся в течение многих лет. Зафиксированы разрушения в центральной части лишь нескольких целиков. Причины разрушения -искривление взрывных скважин за контур камеры, были устранены изменением проектного местоположения оконтуривающих скважин. Кроме объемных (камерных) пустот имеются протяженные, которые также могут стать ресурсом для определенных задач.
Таким образом, в шахте имеются емкости, которые являются потенциальным ресурсом, т.е. тем, что может быть потреблено при деятельности человека, направленной на продолжение добычи полезного ископаемого, так и в других направлениях. Емкости (помещение), как ресурс при традиционной технологии необходим для складирования хвостов обогащения вместо поверхностных хвостохранилищ, как отстойник для осветления и накопления воды, как сооружение для размещения мощностей по обогащению.
Эти же емкости могут стать ресурсом для производств, не связанных с горнорудной промышленностью: для размещения промышленных отходов области или региона КМА, для размещения аккумулятора воды при строительстве гидроаккумулирующей электростанции, для строительства подземных АЭС, для размещения различных складских и производственных помещений, требующих постоянной температуры (+ 12°) и влажности. Реализация последнего варианта (склады) упрощается, т.к. имеются незагруженные и малозагруженные стволы шахты. При появлении экономически обоснованного спроса эти ресурсы становятся товаром и будут снижать издержки производства по основной деятельности.
Хвосты обогащения. В настоящее время хвосты всех горнообогатительных предприятий КМА не находят массового практического применения. В то же время в хвостах обогащения комбината “КМАруда” содержится 8-9% гематитового железа, около одного процента магнитного. В качестве потенциального сырья хвосты могут быть источником получения пигментов для красителей, наполнителем составов для специальных целей, золота и др. редких компонентов.
Следовательно, они уже являются потенциальным ресурсом. Задача заключа-
ется в том, чтобы извлечь при складировании то, что сегодня экономически оправдано, минимизировать затраты по их складированию и складировать их таким образом, чтобы превратить в техногенное либо в комплексе с остающимися запасами природно-техногенное месторождение, т.е. воссоздавать из отходов потенциальные ресурсы.
Кроме того, хвосты, как известно, могут быть сырьем, т.е. ресурсом при применении систем с закладкой выработанного пространства. Известно, как отходы производства технически превратить в ресурсы. Задача состоит в том, чтобы это стало экономически более выгодным, чем расходовать традиционные ресурсы.
Рассматривая в комплексе технологию получения железорудного концентрата и отходы производства как частичные ресурсы для этого, можно уже сегодня обеспечить повышение рентабельности производства.
Известно, что складирование хвостов под землей может быть в виде твердеющей либо гидравлической закладки. Первая может обеспечить быстрое извлечение целиков. Но при определенной степени обеспеченности запасами возникает вопрос: есть ли необходимость вкладывать сегодня средства в цементацию хвостов, если потребность в запасах целиков появится в лучшем случае через 30-50 лет. При отрицательном ответе хвостов целесообразно складировать в подземные пустоты в виде гидравлической закладки, а их цементацию (при технической необходимости) провести в период появления экономической целесообразности.
Исходя из этих принципов, разработана технология подготовки хвостов обогащения и выработанного пространства и складированию отходов под землей. Она позволяет примерно в 2 раза снизить сегодняшние затраты на хвостовое хозяйство. В
связи с исчерпанием емкостей поверхностного хвостохранилища ежегодно требуется примерно 3 га земли только для размещения собственно хвостов ( без воды и откосов). По сегодняшним ценам Белгородской области это дополнительные затраты 1 млрд. руб. на отвод земли, без учета перемонтажа трубопровода. Перекачка оборотной осветленной воды из хвостохранилища ЛГОКа обходится примерно в 2,5 млрд.руб в год. Это связано с тем, что в обороте находится 32 млн.м3 воды в год. По новой технологии в шахту с пульпой надо будет подавать 2 млн.м3, из них 400 тыс^ составят потери в уложенных хвостах.
В настоящее время идет составление проекта опытно-промышленных испытаний и подготовка к заполнению хвостами 2-х камер. Размещение отходов под землей решает ряд перспективных горнотехнических проблем:
• снижает опасность накопления подземных пустот;
• позволяет рассмотреть возможность увеличения параметров камер, так как срок стояния обнажений уменьшается;
• уменьшаются экологические последствия от разноса пыли с поверхностного хвостохранилища.
Одновременно при подземном складировании отходов создаются условия для воспроизводства новых ресурсов. Возможно создание нескольких видов ресурсов, таких как сырье для пигментов и техногенноприродное месторождение железных руд.
Сырье для получения пигментов и тяжелых металлов. В шахту должна подаваться пульпа с содержанием твердого 50%. Это позволяет в процессе сгущения на поверхности провести выделение обогащенных полезными компонентами фракции как сырья для получения пигментов и тяжелых металлов и складировать их отдельно.
Воспроизводство техногенно-
природного месторождения железных руд. Среднее содержание магнитного железа после заполнения камер с учетом содержания железа в хвостах и целиках составит 17,1%, а общего 22,7% при минимальном бортовом содержании 12% во вновь разведываемых залежах [1].
Разработка целенаправленной технологии укладки хвостов в камеру позволит иметь в определенных зонах повышенное содержание компонентов, ныне не извлекаемых из кварцитов, например, золота.
Таким образом, комплексная технология подземной добычи и переработки кварцитов позволяет не только экономить потребляемые внешние ресурсы (земля, воды, электроэнергия), но и создавать новые ресурсы для внутреннего (емкости для заполнения отходов и осветления воды) и внешнего потребления. Для внешнего потребления будут пригодны емкости для
размещения полостей гидроаакумулирую-щих электростанций, для складирования промышленных отходов региона, для размещения новых мощностей по переработке кварцитов, складских помещений, так же воспроизводимые техногенно-природные месторождения железных руд и сопутствующих компонентов, ныне не извлекаемых. Необходимо, чтобы налоговая политика не только учитывала потребление ресурсов, но и поощряла их производство.
1. В.Н. Ельников, С,Г, Лейзерович. Экологически безопасная технология подземной добычи железистых кварцитов КМА. Горный журнал 1996 - № 1 ,2.
2. Н.Н.Чаплыгин Проблемы экологизации освоения недр и новые подходы к ее обоснованию. Горный журнал 1996, № 6.
©В.Н. Ельников, С.Г. Лейзерович
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
