Обоснование формирования внутреннего отвала

УДК

ОБОСНОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ВНУТРЕННЕГО ОТВАЛА
,

Филиал КузГТУ в г. Белово

В настоящее время горнодобывающая промышленность России характеризуется непрерывным ростом объемов добычи, повышением себестоимости и трудоемкости добычи различных видов минерального сырья. Все это объясняется тем, что со временем запасы богатых месторождений истощаются, и появляется необходимость отрабатывать более глубокие горизонты месторождений, а также вести разработку маломощных месторождений, которые залегают на большой глубине.

По сравнению с другими странами в Российской Федерации коэффициент вскрыши на горнодобывающих предприятиях в пять раз больше. Кроме этого, выработанное пространство карьеров и отвалы занимают огромные территории, что приводит к экономическим потерям и экологическому ущербу. Эти потери можно уменьшить, если использовать выработанное пространство в качестве отвалов.

Актуальность. Горнодобывающая промышленность хорошо развита в России. Процесс добычи приносит кроме огромного количества минерального сырья еще экономические затраты и экологический ущерб. В связи с этим целью настоящей научно-исследовательской работы было изучение и анализ информации о формировании на карьерах внутренних отвалов.

Цель: проанализировать причины и условия формирования внутренних отвалов, а также целесообразность их применения на карьерах.

Задачи:

Изучение существующей литературы по вопросу; Подготовка материалов; Изучение формирования внутреннего отвала, использование выработанного пространства.

Отвал — размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостов обогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива. [1]

В зависимости от места расположения отвалы при открытых горных работах могут быть нескольких видов:

Внутренние – отвалы создаются в отработанном пространстве карьера; Внешние – отвалы расположены за границами карьера; Комбинированные.

Использовать выработанное пространство в качестве техногенного ресурса можно при помощи применения внутренних отвалов. Однако есть случаи, когда их применение ограниченно. Основной причиной ограниченного применения внутреннего отвалообразования в этих случаях является несоответствие существующих способов и параметров вскрытия и систем разработки стесненным условиям эксплуатации таких месторождений. [2] Применение внутреннего отвалообразования нецелесообразно, когда необходим дополнительный разнос бортов, для размещения вторичных вскрывающих выработок, который требует не малых объемов. Эти объемы могут достигать десятков миллионов кубометров вскрышных пород.

Распространение области применения внутреннего отвалообразования при разработки глубокозалегающих месторождений можно за счет поярусного формирования внутренних отвалов, что значительно снизит высоту подъема вскрышных пород.

Одна из альтернативных систем, обеспечивающая значительное снижение высоты подъема вскрышных пород и уменьшающая объемы дополнительного разноса бортов, основана на формировании внутреннего отвала наклонными ярусами, высота которых уменьшается по мере углубления пород в карьере второй очереди. Вся вскрыша из карьера второй очереди может быть размещена во внутреннем отвале, представляющая выемочный слой. С целью снижения концентрации вскрышных пород по отдельным горизонтам и высоты подъема, выемочный слой делится по высоте на отдельные выемочные ярусы.

Вскрышные породы нижних горизонтов могут быть размещены на ранее сформированных отвальных ярусах, где находятся вскрышные породы верхних горизонтов. Если породы разместить таким способом, по существу это и будет создание внутреннего отвала второй очереди. Отвалы второй очереди  могут привести к тому, что увеличится длина карьера второй очереди, увеличится удельная экономия внутрикарьерных перевозок и увеличится удельный вес внутреннего отвалообразования.

Размещение внутренних отвалов второй очереди может быть:

на одном крайнем отвальном ярусе внутреннего отвала первой очереди; на двух и более крайних отвальных ярусах внутреннего отвала первой очереди.

В первом случае будет образован одноярусный отвал, во втором случае – двухъярусный. Следует отметить, что реальным является только первый случай. Второй случай возможен, если глубина карьера очень большая, а высота выемочных ярусов достаточно мала.

У внутреннего отвала второй очереди основной особенностью является то, что необходимо, чтобы верхние отметки его отвальных ярусов, соответствовали верхним отметкам отвальных ярусов первой очереди, так как их формирование возможно с транспортных берм.

Согласно исследованиям, которые производились при определении параметров отвалов, установлено, что карьеры глубиной 300-400 м, длина дна которых 1000-1200 м, при соблюдении равенства верхних отметок отвалов первой и второй очереди, одноярусный отвал второй очереди является наиболее эффективным.

Дополнительный разнос бортов является важным показателем, который определяет эффективность применения внутреннего отвалообразования при разработке месторождений ограниченной длины, залегающих весьма глубоко. Сравнить различные показатели, которые показывают эффективно ли использовать внутренние отвалы, можно только с помощью экономической оценки. Экономический эффект может быть определен по формуле:

∑Э = Ээ + Эд – Здv

где Ээ – экономия затрат на внутрикарьерное транспортирование вскрышных пород; Эд – экономия, связанная с транспортировкой вскрышных пород по поверхности, а также на отвалообразование, рекультивацию; Здv – затраты, связанные с разносом бортов для вскрывающих выработок.

И так, основными параметрами, которые определяют целесообразность применения данной системы разработки, являются расстояние перевозки вскрышных пород по поверхности, длина карьера и мощность рудного тела. Увеличение этих параметров ведет к увеличению экономической эффективности этой системы. Применение внутренних отвалов на глубоких карьерах будет эффективным, когда будет применяться углубочная система, основанная на формировании отвала наклонными ярусами уменьшающейся высоты и применение внутреннего отвала второй очереди, то есть размещение вскрышных пород нижних горизонтов на ранее сформированных отвальных ярусах.

Список литературы:

http://ru.wikipedia.org/   Ресурсосберегающие технологии при разработке рудных месторождений с использованием выработанного пространства – 2008. Трубецкой использования малоотходной технологии с внутренним отвалообразованием на глубоких карьерах /, , //Уголь. – 1998. - №1. – С. 24-29.