CC BY
35
---------------------------------------------- © Д. С. Сенченко, 2009
УДК 622:.002.68 Д.С. Сенченко
СОКРАЩЕНИЕ ПЛОЩАДИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ МИХАЙЛОВСКОГО ГОКа ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ ВМЕСТИМОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА
Семинар № 10
Существование человека и его деятельность нельзя рассматривать отдельно от понятия биосфера.
Во многом это определяется тем, что мы часть биосферы, несмотря на то, что в ученом мире принято разделять биосферу и техносферу или ноосферу, как на самостоятельные системы. Мы - один из этапов развития биосферы [1].
Известно, что движущей силой эволюции живых организмов на всех этапах развития является противоречие между безграничной способностью живых организмов к размножению и ограниченностью доступных материальных ресурсов. Это противоречие в процессе жизнедеятельности организмов разрешается путем использования новых источников вещества и энергии. Для человеческого общества характерно противоречие между безграничной способностью людей к развитию материального и духовного производства, направленного на удовлетворение своих потребностей, и ограниченностью материальных ресурсов, которые человечество использует на каждой стадии своего развития.
Характер взаимодействия общества с окружающей средой играет всю большую роль в развитии самой природы. Это взаимодействие все больше влияет на перемещение и превращение вещества и энергии, на развитие биосферы в целом.
История эволюции показывает, что каждый этап развития общества, как пра-
вило, заканчивается экологическим кризисом [2]. Для удовлетворения растущих потребностей человек использует материальное производство, которое в свою очередь использует естественные условия производства, лежащие в его основе, до тех пор, пока они не будут исчерпаны. Так возникает кризис антропогенного происхождения.
Если этот кризис рассматривать на примере горной промышленности, то негативными сторонами будут являться, во-первых, истощение природных ресурсов и, во-вторых, опасное нарушение баланса вследствие загрязнения окружающей среды:
• проведения горных выработок для добычи полезных ископаемых;
• транспортирование горной массы на переработку;
• переработка полезных ископаемых;
• складирование полезных ископаемых и минеральных отходов и их последующая утилизация и т.д.
На современном этапе техногенной эволюции конечным этапом при добычи полезного ископаемого должно быть воссоздание окружающей среды как объекта, имеющего ценность не только в хозяйственном, но и экологическом отношении. Поэтому для горнодобывающей промышленности должны быть решены две взаимоисключающие задачи:
• максимальное извлечение полезного компонента;
• минимизация отчуждаемых земель
На сегодняшний день земли, нарушенные при добыче полезного ископаемого открытым способом, занятые отвалами вскрышных и вмещающих пород, хвостохранилищами и т.п., составляют более 40 % от общей площади нарушенных земель или более 1.2 млн.га [3].
Решение проблем возможно с учетом инженерно-геологического обоснования комплекса горных разработок. Подобные решения базируются на совокупном изучении схематизации техногенных массивов, которые включают в себя ин-женерно-геоло-гическую, гидрогеологическую и геомеханическую информацию [4].
Одним из распространенных видов техногенных массивов в горнодобывающей промышленности являются хвостохранилища. Главными технологическими функциями хвостохранилищ являются:
• складирование твердой фазы отходов обогащения;
• необходимое осветление воды и снижение содержания флотореагентов до значений, при которых воду можно использовать в технологическом процессе;
• создание накопительной емкости для водоснабжения при замкнутой системе водооборота.
Негативное воздействие техногенного массива, в данном случае хвостохранилища, выражается в следующем:
• занятие значительных площадей и преобразование рельефа местности (более 4 га на 1 млн. м3 укладываемого материала);
• нарушение гидродинамического режима поверхностного стока в месте расположения хвостохранилища;
• аккумуляция воды и заболачивание территорий;
• интенсивное пыление поверхности хвостохранилища вследствие ветровой эрозии;
• изменение химического состава подземных вод за счет растворения минеральных составляющих отложений инфильтрующими водами;
• изменение физических полей [5].
На горнодобывающих предприятиях
черной и цветной металлургии РФ эксплуатируется более 300 хвостохранилищ, в которых уложено более 4 млрд.м3. Половина из них находится в аварийном состоянии, но продолжают эксплуатироваться.
Отличительной особенностью формирования хвостохранилищ является преимущественное круглогодичное наращивание намывного массива. Высота хвостохранилищ достигает 150 м и более при интенсивности намыва 20 м/год [6].
Кроме того, особенностями формирования хвостохранилищ по сравнению с гидроотвалами являются повышенные требования к замкнутой системе водоснабжения в связи с наличием в отстойном пруду реагентов, что определяет создание противофильтрационных экранов. Также необходимо осуществлять пылеподавление на всех этапах существования сооружения и обеспечение эффективного вторичного использования хвостов.
Отрицательное воздействие хвостохранилищ на окружающую среду выражается в изменении природного ландшафта и образовании отраслевого горнопромышленного ландшафта как своеобразной территории с характерным только для нее закономерным сочетанием основных компонентов.
Отсутствие надежного инженерногеологического и геотехнического обоснования технологии формирования и рекультивации хвостохранилищ приво-
№ ГОК Общий выход хвостов 1*106 м3/год Площадь х/х, га Проектная высота дамб, м Вместимость х/х, 1*106м3 Класс капиталь- ности Объем воды в прудке, 1*106м3
1 Стойленский 7.76 1787 74 536.7 1 12.5
2 Лебединский 19.35 1080 94.5 597 1 15.8
3 Михайловский 12.32 2250 52 350 2 49.7
дит к аварийным ситуациям: скоротечным и катастрофическим деформациям намывных массивов.
Характеристика некоторых хвостохранилищ черной металлургии на 2001 год приведена в таблице.
Исходя из данных таблицы можно рассчитать среднее значение по вместимости хвостохранилищ, площадь отчуждаемых земель и сколько приходится 1 2
хвостов на 1 м .
Средняя вместимость по КМА составляет:
Гор = [(536.7+597+350)73]-10б =
=495-106м3
Средняя площадь, занятая комплексами хвостохранилищ Михайловского, Лебединского и Стойленского ГОКов по КМА, составляет:
Sоp = (1787+1080+2250)73=
=1705.6 га или 17056666 м2
Полученные результаты свидетельствуют, что на 1 м площади укладывается 29 м3 хвостов.
Хвостохранилище Михайловского ГОКа, предназначенное для складирования твердой фазы хвостов обогащения, эксплуатируется с 1974 года.
Проектный срок эксплуатации хвостового хозяйства закончился в 1988 году. На 01.01.89 г. фактическая отметка заполнения хвостохранилища составляла +222.3 м, что на 4.2 м ниже проектной отметки. Разница в проектных и фактических отметках уровня заполнения хвостохранилища вызвана объективными причинами технологического процесса добычи и обогащения руды.
По состоянию на 01.01.01 г. в хвостохранилище площадью более 1300 га уложено около 227.5 млн. м3 хвостов. Мощность намывных отложений достигает МГГУ в течение последних 20 лет, свидетельствуют, что коэффициент устойчивости головной дамбы составляет 1.3.
Следовательно, последующее наращивание опорной призмы, несомненно, снизит устойчивость этого откосного сооружения.
Поэтому необходимо предопределить проектирование дамб геомеханиче-скими расчетами с дальнейшим совершенствованием системы контроля устойчивости, созданной МГГУ в середине 90-х годах прошлого века.
Решения по дальнейшему использованию территории техногенного массива принимается на заключительной стадии его эксплуатации. Следовательно, хвостохранилища можно рассматривать в качестве объекта экологически безопасного формирования массива и разработки мероприятий по ускоренному возврату нарушенных земель.
Отвалообразование на хвостохрани-лищах имеет свои преимущества, которыми являются: уменьшение землеем-кости сооружения, ускорение процессов уплотнения намывных отложений, следовательно, ускоренная подготовка территории к последующей рекультивации. Но при этом необходимо избегать складирования плодородных и потенциаль-но-плодо-родных грунтов совместно со вскрышными породами.
В связи с этим сокращение отчужденных земель, возможно, рассматривать только в совокупности с рекультивацией. Поэтому выбор направления рекультивации должен соответствовать общему плану развития территории. Ос-
1. Вернадский В.Н. Биосфера.- М.:
Мысль, 1967.
2. Ердаков Л.Н. Человек в биосфере. -Новосибирск: Изд.: ИСАР-Сибирь, 2002.
3. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды РФ в 2003». - даны сайта http ://www.waste .ru/
4. Кириченко Ю.В. Геоэкологические аспекты формирования техногенных массивов.-М.: Геология и разведка, №6, 1999.
5. Астахов А.С., Малышев Ю.Н., Пучков Л.А., Харченко В.А. Экология: горное дело и природная среда.- М.: Изд. АГН, 1999.
новной задачей должно быть исключение из природно-тех-нической системы ее технической составляющей и восстановление нарушенной территории с точки зрения хозяйственной ценности и эстетического восприятия местности.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Справочник. Открытые горные работы/ К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Винницкий, Н.Н. Мельников и др.- М.: Горное бюро, 1994.
7. Гальперин A.M., Зайцев B.C., Кириченко Ю.В. Инженерно- геологическое и геотехническое обеспечение возведения, консервации и рекультивации гидроотвалов и хвостохранилищ (анализ 30-летнего опыта). М.: геоэкология, №4, 2000. ІЕШ
— Коротко об авторе -------------------------------------------------------------
Сенченко Д. С. - ИЗОС-03, Московский государственный горный университет.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 10 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Е.А. Ельчанинов.
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
САЛТАНОВА Татьяна Викторовна Математическое моделирование избыточных остаточных поровых давлений методом конечных элементов 05.13.18 к.ф.-м.н.
