Петин А.Н. (отв. редактор) и др. Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике

Подождите немного. Документ загружается.

141

гическую – создание новых технологий и оборудования, пригодных для регенерации как отра-

ботанных масел, так и нефтешламов, малозатратных, рентабельных, приемлемых для предпри-

ятий любых типов, экологически безопасных и вместе с тем достаточно эффективных.

Способы утилизации должны непосредственно зависеть от состава исходного масла (ко-

личества и типа присадок, компонентного состава углеводородов) и степени воздействия нако-

пившихся в нем вредных веществ на окружающую среду и человека. Населению и организаци-

ям регионов должен быть предоставлен перечень рекомендуемых (а правильнее, обязательных)

схем утилизации и рационального использования образующегося отхода.

Литература

1. Мазлова Н.Б., Мещерякова С.В. Проблемы утилизации нефтешламов и способы их переработки. М.: Из-

дательский дом «Ноосфера», 2001 г.

2. Паульгунов П.П., Сумарков М.В. Утилизация промышленных отходов. М.: Стройиздат, 1990 г.

3. Приказ №786 от 02.12.02 г. «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов».

НЕОБХОДИМОСТЬ СЕЛЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Кетов С.Б.

E-mail:sjao_2009@mail.ru

Научный руководитель: Ермолович Е.А., к.т.н.

Частное предприятие «НПП Нео-Тех», г. Харьков, Украина

В настоящее время в хвостохранилищах ГОКов Украины накопились большие объемы

железорудных отходов обогащения, под которые отчуждена значительная площадь земель

сельскохозяйственного назначения. При этом, из-за несовершенства существующих технологи-

ческих схем обогащения железной руды, в хвостохранилищах происходит накопление железо-

рудных минералов, что позволяет рассматривать их как искусственные (техногенные) месторо-

ждения, повторная разработка которых, путем дообогащения, может дать значительный эконо-

мический эффект.

Отходы обогащения представляют собой измельченный материал исходной руды с на-

рушенной структурой и текстурой, измененным минеральным и химическим составом. Кроме

того, складирование хвостов в хвостохранилищах сопровождается гравитационной дифферен-

циацией измельченного материала и созданием четких и пространственных зон повышенных

концентраций рудных минералов. Происходит формирование залежей техногенных железных

руд россыпного типа со средним содержанием железа до 25 – 35% и более.

Исследованиями последних лет подтверждено уменьшение размеров частиц хвостов с

увеличением расстояния от места сброса. Установлено, что на участках, непосредственно приле-

гающих к хвостосливам, концентрируются наиболее крупные (до 3 мм) частицы текущих хво-

стов, содержащие, в основном, мономинеральные частицы кварца и отдельные сростки магнетита

с кварцем. С удалением от хвостослива осаждаются более мелкие фракции (менее 0,160 мм) с от-

носительно высоким содержанием рудных минералов. В наиболее удаленных частях хвостохра-

нилищ наряду с кварцем и железосодержащими минералами наблюдаются карбонаты.

Таким образом, в пределах одного объекта могут существовать несколько разновидно-

стей техногенной железной руды, которые отличаются между собой по грансоставу, структуре

и количеству примесей. В то время как одни разновидности сравнительно легко поддаются обо-

гащению, другие, наоборот, являются труднообогатимыми, а некоторые, даже при самом тща-

тельном обогащении дают конечный продукт неудовлетворительного качества. Следовательно,

качество обогащенного материала непосредственно зависит от качества материала, поступаю-

щего на технологическую линию. Также следует учитывать наличие нерудной части хвостов,

которая состоит в основном из зерен кварца и может быть использована для производства

142

стройматериалов. Переработка данной части отходов имеет свои особенности. В частности до-

полнительное измельчение может уменьшить возможность использования крупной части хво-

стов для строительных целей.

В этой связи, чрезвычайно большое значение приобретает технология селективной добычи

и переработки отходов обогащения железных руд. Данная технология позволяет, с одной стороны,

осуществить максимальное извлечение рудных минералов, с другой стороны организовать произ-

водство товарной продукции из нерудного сырья. При селективной переработке полностью учиты-

ваются особенности всех компонентов отходов и реализуются наиболее рациональные схемы их

использования, тогда как валовая добыча и переработка приводит к усреднению качества материа-

ла, а значит усложнению технологии обогащения и увеличению затрат.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Климова Е.В.

, Ростовцева А.А.

, Рыбка О.А.

, Галицкий И.С.

E-mail: rostovtseva@bsu.edu.ru

Научные руководители: Храмцов Б.А., доцент, к.т.н.,

Абдул Батен Абдул Захир, проф., к.т.н.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова,

Россия

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный

исследовательский университет», Россия

Согласно Федеральному Закону № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных

производственных объектов» открытые горные работы являются опасными производственными

объектами.

В Российской Федерации под надзором находятся более 7000 карьеров по добыче руды

черной и цветной металлургии и золотодобывающей промышленности, а также карьеров по до-

быче общераспространенных полезных ископаемых.

Динамика материального ущерба от аварий на горных предприятиях по данным Ростех-

надзора РФ за 8 лет с 2002 г. по 2009 г. представлена на рис.1.

27,1

21,012

10,997

22,406

1109,808

7,12

290,86

6,409

200

400

600

800

1000

1200

Материальные потери, млн. руб.

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

годы

Рис. 1. Материальный ущерб от аварий на горных предприятиях

143

Основные аварии, оказывающие негативное влияние на окружающую среду при ведении

открытых горных работ связаны с оползневыми процессами бортов и уступов карьеров и ярусов

отвалов.

Примером тому является оползень, произошедший на отвале №7 ОАО «Михайловский

ГОК» в 1998 году, объем которого составил более 25 млн. м

. Оползень вышел за пределы земель-

ного отвода и перекрыл реку Чернь, что привело к подъему воды и затоплению жилых домов. Ма-

териальный ущерб составил более 1,0 млн. руб.

Основной причиной возникновения оползня является несоответствие проектных парамет-

ров отвала физико-механическим характеристикам пород, слагающих тело отвала.

На кафедре инженерной геологии и гидрогеологии Белгородского государственного нацио-

нального исследовательского университета разработан графо-аналитических метод определения

физико-механических свойств в массиве горных пород, который учитывает параметры откоса до

обрушения и после обрушения [1]. Метод прошел опробование на ГОКах КМА, показал хорошую

сходимость результатов фактических данных с расчетными. В качестве примера приведены резуль-

таты определения физико-механических свойств на отвале «Стрелица» Стойленского ГОКа.

Таблица 1

Параметры обрушений и результаты определения физико-механических свойств

мело-мергельных пород

Объект деформации Дата Высота

уступа, м

Угол наклона

уступа, градус

Ширина приз-

мы обрушения,

Расчетный

угол внутрен-

него трения φ

Расчетное

сцепление с,

МПа

Уступ горизонта +166

м восточного борта

13.10.05 28,3 53,4 15 16,9 0,051

Уступ горизонта +162

м восточного борта

13.10.05 31,6 60,5 17 16,7 0,049

Уступ горизонта +150

м восточного борта

03.11.05 27 55 15 16,8 0,050

Уступ горизонта +150

м восточного борта

12.0.05 30 55 18 16,7 0,051

Погрешность определения угла внутреннего трения пород составила 7,3%, а сцепления

11,8%.

Использование данного графо-аналитического метода позволит геолого-

маркшейдерской службе горнорудных предприятий проводить контроль за геомеханическими

процессами происходящими в приоткосном массиве бортов карьеров и отвалов, управлять их

устойчивостью, а следовательно снизить негативное влияние открытых горных работ на окру-

жающую среду и возможность возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций.

Литература

1. Храмцов Б.А., Ростовцева А.А. Определение физико-механических свойств массива горных пород по

результатам обрушения откосов // Известия ТулГУ. Науки о Земле. Вып. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010, 329 с.

ПРЕДПОСЫЛКИ РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

КЫРГЫЗСТАНА

Лоцев Г.В.

Камчыбеков Д.К.

Воробьев А.Е.

Горно-технический колледж, г. Кызылкия, Кыргызстан

Минприроды Кыргызстана, г. Бишкек, Кыргызстан

РУДН, г. Москва, Россия

Научной основой подхода к проблеме и решению основных задач реструктуризации уголь-

ной отрасли Кыргызстана явился предшествующий богатый теоретический и практический опыт

ученых, работавших в этом направлении в России, разных странах дальнего и ближнего зарубежья:

144

А.Е. Воробьева, С.Б. Алиева, А.В. Астахова, А.С. Астахова, Е.Р. Говсиевича, М.М. Гурена,

В.Л. Иноземцева, Г.Л. Краснянского, В.А. Кузнецова, С.Л. Климова, Г.И. Козового, Ю.Н. Малыше-

ва, Н.В. Мельникова, А.С. Некрасова, К.Н. Трубецкого, М.И. Щадова, В.И. Эдельмана, А.Б. Янов-

ского и др.

Так, вопросами совершенствования систем разработки только одного Кызыл-Кийского

месторождения угля занимались в разное время несколько комиссий и бригад. В частности,

1936 г. в Кызыл-Кия работала комиссия под руководством академика Л.Д. Шевякова, в 1938 г. –

комиссия Главугля, а в 1939 и 1940 гг. – бригады научно-исследовательских институтов Куз-

бассугля и Московского научно-исследовательского института угольной промышленности. В

1946 г. был предложен проект освоения этого месторождения разработанный ВУГИ (при уча-

стии профессоров В.Ф. Парусимова, В.И. Барановского и др.).

В результате исследований этих и других ученых появилась возможность для выявления

характерных национальных особенностей современной политики в угольной отрасли.

В частности, территориальное размещение угольных предприятий (шахт, разрезов) четко

предопределено тем или иным местоположением угольных запасов (месторождений). Причем,

их значительная часть обычно залегает в промышленно неразвитых регионах, что предопреде-

ляет повышенный уровень инфраструктурных, социальных и особенно - транспортных затрат.

При этом необходимо учитывать то, что выбор мест заложения новых угольных шахт

существенно ограничен транспортным фактором. Так, в Кыргызстане на транспортные расходы

приходится в среднем около 60% стоимости 1 т угля, оплачиваемой потребителем.

Основополагающее значение для угольной отрасли и ее экономики имеет громадное

разнообразие горно-геологических условий залегания и природного качества угольных запасов.

Ими, в первую очередь, определяются значительные (в 5–10 раз) различия в уровнях затрат и

прибыльности отдельных действующих шахт и их участков. Так, шахты с наихудшими эконо-

мическими показателями характеризуются не столько плохой организацией производства,

сколько особо сложными горно-геологическими условиями залегания угольных пластов.

Причем по мере эксплуатации любого угледобывающего предприятия горные работы

все более опускаются вглубь земных недр. Это неизбежно сопровождается удлинением их всех

производственных коммуникаций и, как результат, снижением общей производительности.

Подобные неблагоприятные изменения особенно явно проявляются на отдельных звень-

ях технологической цепочки угольной шахты (отбойка, вентиляции, транспортировка добытого

угля и породы). В результате чего они становятся «узкими звеньями» в работе угольной шахты

в целом. В итоге объемы добычи любой работающей шахты постепенно снижаются, а ее эконо-

мические показатели - ухудшаются.

Кроме этого, обычно принятыми проектами строительства угольных шахт предусматри-

вают вскрытие и подготовку к выемке запасов только одного, верхнего добычного горизонта.

Но по истечении 10-12 лет шахта, как правило, полностью отрабатывает данную часть уголь-

ных запасов. Поэтому к этому моменту на ней должны быть завершены вскрытие и подготовка

следующего, нижерасположенного горизонта (чего, зачастую, не наблюдается).

Во многих случаях это означает осуществление большого комплекса горно-капительных

работ (именуемого реконструкцией) и вложения весьма крупных инвестиций (основная их

часть затрачивается на горно-капитальные работы).

Поэтому периодическая реконструкция угольной шахты является не только (как в дру-

гих отраслях экономики) средством ее экономически выгодного обновления, но и обязательным

условием непосредственного физического существования.

Причем потребность в своевременном осуществлении реконструкции на угольной шахте

лишь в незначительной степени зависит от чисто экономических соображений: она является

категорическим императивом и не может отодвигаться «на потом», поскольку всегда весьма

жестко связана с продвижением фронта горных работ.

Любой производственный объект (в том числе – угольные шахты) имеет свой опреде-

ленный срок жизни t

сл

и неизбежно проходит цикл воспроизводства t

воспр

. Цикл воспроизводст-

ва, помимо срока службы объекта, включает в себя еще и время на создание объекта, его заме-

няющего, t

стр2

воспр

= t

сл

+ t

стр2

145

Срок жизни угольной шахты начинается с момента ее ввода в эксплуатацию. В своем

последующем развитии на протяжении периода t

сл

угольная шахта проходит одну за другой по-

следовательные фазы своего развития и разделяющие их критические точки

Применительно к угольной шахте (разрезу) указанные фазы именуют периодами освое-

ния проектной мощности, стабильной эксплуатации и завершения отработки запасов шахтного

(карьерного) поля.

Воспроизводственный цикл включает в себя все эти фазы плюс дополнительно еще пе-

риод реализации работ по созданию нового объекта, который возьмет на себя функции выбы-

вающего после его закрытия.

Возможны два альтернативных способа обновления промышленного потенциала уголь-

ной шахты – частичная и полная замена принципиально новым.

Частичное обновление обычно осуществляют в виде капитального ремонта объекта,

проведение которого имеет целью восстановление (хотя бы частично) утраченной объектом ра-

ботоспособности и продление срок его дальнейшей эксплуатации. Восстановленная работоспо-

собность объекта дает возможность эффективно эксплуатировать его в течение еще одного

цикла. По истечении второго цикла объект может быть восстановлен повторно, вследствие это-

го его можно эксплуатировать в течение еще одного цикла и т.д.

Однако после проведения нескольких капитальных ремонтов приносимый ими эффект

начинает существенно уменьшаться: затраты на очередной ремонт неизбежно растут, а восста-

новление утраченной работоспособности объекта становится все более неполным.

В результате, после определенного числа ремонтов, становится более выгодным купить

новый объект вместо выполнения очередного капитального ремонта.

С учетом изложенного, жизненный цикл t

сл

таких объектов, как машины и оборудование,

состоит из нескольких межремонтных циклов t

м.р

сл

= t

м.р

+ t

м.р2

+…+ t

м.р.n

Полное обновление промышленного объекта заканчивается завершением срока сущест-

вования изношенного объекта t

сл

, ликвидацией этого объекта и заменой его новым.

Конечный срок службы угледобывающего предприятия также довольно жестко ограничен

имеющимися запасами угольного поля: средний срок службы шахты составляет около 40 лет.

ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ ВОДЫ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ ИОНАМИ ХРОМА

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УРУТИ МУТОВЧАТОЙ (MYRIOPHYLLUM VERTICILLATUM)

Максина Е.В., Заводская О.Ф.

E-mail: olgazavodskaya@gmail.com

Научный руководитель: Копнина А.Ю., к.х.н., доцент

Самарский государственный технический университет, Россия

В последние годы в развитии технологий борьбы с загрязнением среды большое место

стали занимать подходы, основанные на использовании зеленых растений. Это объясняется, в

первую очередь тем, что способ очистки сточных вод с помощью макрофитов, так или иначе,

приближен к условиям процесса естественного самоочищения водоёмов. Не секрет, что после

прохождения основных последовательных стадий очистки стоки необходимо подвергать до-

очистке остаточных количеств загрязнителя, что может осуществляться с помощь применения

фитотехнологии.

Зелёное растение обладает поистине колоссальным набором свойств, которые позволяют

очистить водную среду от загрязнителей самого разного рода. К таким способам относятся: ри-

зофильтрация (процесс всасывания корнями растения воды и химических элементов, необхо-

димых для жизнедеятельности), фитоэкстракция (накопление в организме растения опасных

загрязнений), фитоволатилизация (испарение воды и летучих химических элементов листьями

растений), фитотрансформация, фитостимуляция (стимуляция развития симбиотических мик-

роорганизмов, принимающих участие в процессе очистки).

За последние десять лет приобрела большую популярность такая технология, как фито-

146

ремедиация. Она подразумевает использование растений и ассоциированных с ними микроор-

ганизмов для очистки окружающей среды. В этой технологии используются природные процес-

сы, с помощью которых растения и ризосферные микроорганизмы деградируют и накапливают

различные поллютанты. Фиторемедиация является высокоэффективной технологией очистки от

ряда органических и неорганических поллютантов.

Исследование авторов связано с очисткой сточной воды от ионов хрома. Наибольшее

внимание уделялось именно иону шестивалентного хрома, поскольку он является более ток-

сичным, чем трехвалентный.

Эксперимент проводился на рабочих и модельных растворах. Рабочим раствором явля-

лась сточная вода, отобранная с пруда-накопителя кожевенного предприятия, на котором ис-

пользуется технология дубления комплексными соединениями хрома; а модельные растворы с

различными заданными концентрациями приготавливались с помощью бихромата калия.

В качестве тест-объекта была выбрана уруть мутовчатая Myriophyllum verticillatum L.

сем. Сланоягодниковые, которая растет в основном в стоячей воде на открытых солнечных мес-

тах или в полутени, морозоустойчива, поэтому лабораторные условия жизни для нее более чем

приемлемы. Растение помещалось в колбу с раствором, содержащим ионы загрязнителя. Кон-

тактирование урути и водной среды осуществлялось в течение 24 часов. После чего определя-

лась конечная концентрация шестивалентного хрома в растворе с помощью титриметрического

метода анализа.

В результате проведения серии экспериментов было установлено, что уруть способна

очищать сточную воду от ионов хрома. Эффективность очистки достигает свой максимум при

работе с малыми количествами загрязнителя. Таким образом, следует сделать вывод о том, что

фитоочистка может использоваться как одна из стадий доочистки сточных вод кожевенных

предприятий от ионов хрома.

ПРАКТИКА УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ (НА ПРИМЕРЕ ООО «ГОФРОТАРА»)

Меркулов Р.Ю., Мосиенко А.C

E-mail: mosienko00@rambler.ru

Научный руководитель: Соловьев А.Б., к.г.н., доцент

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный

исследовательский университет», Россия

Утилизация макулатуры имеет очень большое экологическое значение, так как её примене-

ние позволяет экономить древесное сырьё и снижает стоимость готовой продукции. Макулатура в

1,5-2,5 раза дешевле, чем обычные волокнистые полуфабрикаты. 1 т использованной макулатуры

сберегает около 4 м

древесины. Количество утилизированной макулатуры в некоторых странах,

например Нидерландах, Японии, Германии, достигает 50% от всего количества потребляемой бу-

мажной продукции. Россия в последние годы стала активно стремиться следовать к экологическим

стандартам Евросоюза и отрасль переработки вторсырья, в частности, макулатуры, активно разви-

вается. В связи с этим особой популярностью стали пользоваться прессы для макулатуры.

По прогнозам экспертов, к 2015 г. за счет увеличения спроса и расширения производст-

венной базы доля макулатурного тарного картона в общем объеме российского производства.

Остается пожелать российским бизнесменам научиться извлекать прибыль даже из таких, вроде

бы, валяющихся под ногами материалов.

Одним из важных результатов является вывод о том, что с экономической точки зрения

главная проблема в обращении с отходами – катастрофическая нехватка средств на реализацию

эколого-экономического механизма управления отходами.

Общество с ограниченной ответственностью «Гофротара» работает изготовителем и по-

ставщиком гофрокартона и гофротары с 1999 года. В настоящий момент ООО «Гофротара»

представляет собой комплекс с полным циклом производства: бумаги для гофрировании (ГОСТ

7377-85) , гофрокартона (ГОСТу 7376-89), из которого изготавливаются как стандартные 4-х

147

клапанные ящики, так и гофропродукция (поддоны, лотки) простой и сложной высечки с нане-

сением одно-, двух и трехцветной печати, а также комплектующие изделия (прокладки, решет-

ки, обечайки, вкладыши).

ООО «Гофротара» закупает макулатуру указанных марок у частных и юридических лиц

в любых объемах. Оплата возможна как наличным, так и безналичным расчетом. Цены зависят

от качества макулатуры и от объемов поставки. Возможен вывоз транспортом предприятия.

Наиболее серьёзной проблемой предприятия является загрязнение вод которые участву-

ют в производстве гофрокартона. Очистка их трудоёмка и требует пристального внимания и

постоянного финансового вложения.

Расчетный расход воды из водопроводной сети на нужды обслуживающего персонала

составляет 23,6 м

/сут., на технологические нужды – 30,2 м

/сут. Расход воды постоянный в те-

чение года.

Химическое потребление кислорода ХПК явно велико по сравнению с содержанием других

элементов. Нормальное содержание ХПК для питьевой воды составляет 5 мг/ л. Видимо это связа-

но с превышенным количеством в воде активных элементов, которые реагируют с кислородом, тем

самым вызывая большое его потребление. Так же большое содержание взвешенных веществ.

Экологическая политика предприятия направлена на снижение выбросов производства,

вредных газов, отходов, снижение шума и вибрации и загрязнения подземных и поверхностных вод.

ЗАКЛАДКА ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА РУДНИКОВ

Молдабаева Г.Ж.

, Воробьев А.Е.

КазНТУ, Аламаты, Казахстан,

РУДН, г. Москва, Россия

Первоначально закладка выработанного пространства рудников применялась в основном

для обеспечения сохранности камер и выработок от разрушения, а также увеличения объемов

извлечения высокоценных полезных ископаемых и снижения их разубоживания.

В дальнейшем к этим функциям закладки добавилась функция утилизации (захоронения)

в выработанном пространстве минеральных и жидких (зачастую – токсичных) отходов горного

и обогатительного производств.

На современных горных предприятиях (в основном использующих технологию

подземной разработки месторождений разнообразных твердых полезных ископаемых –

металлических руд, калийных солей, горючих сланцев, угля и т.д.) себестоимость закладки

выработанного пространства в добыче минерального сырья зачастую доходит до значения 30-

35 %. Такой довольно высокий показатель обусловливает необходимость разработки по

главным классификационным признакам и таксонам (табл. 1) научной группировки различных

способов и видов закладки выработанного пространства.

Таблица 1

Классификационные признаки группировки закладки выработанного пространства

N/N Классификационный признак

1. Агрегатное состояние закладки

2. Фазовое состояние закладки

3. Гранулометрический состав закладки

4. Физическая природа перемещения закладочного материала в выработанное пространство

5. Последовательность закладки выработанного пространства и ведения горных работ

6. Вид закладочного материала

7. Состав и характеристики закладочного материала

8. Вид активизации закладочного материала

Первоначально, в соответствии с представленными классификационными признаками

группировки закладки выработанного пространства, необходимо выделять твердеющие

бесцементные

ее виды, а также различать жидкую и сухую формы закладки.

148

В частности, в настоящее время при подземной добыче полезных ископаемых (в связи с

углублением горных работ и усложнением горно-геологических условий) широко используется

твердеющая закладка

выработанного пространства.

Что касается формы закладки, то к настоящему времени разработан и применяется

способ гидрозакладки

, в соответствии с которым производят подачу хвостов обогатительной

фабрики по кольцевому трубопроводу с возможностью отвода в несколько закладочных

комплексов, расположенных последовательно по всей его длине.

На каждом закладочном комплексе из кольцевого трубопровода отводят часть хвостов, с

их последущим разделением в гидроциклоне на пески и слив. Из слива гидроциклона выделяют

сгущенный продукт, который совместно с песками подают на формирование закладочной

смеси, и слив, который возвращают обратно в кольцевой трубопровод. А уже в смесителе

образуют закладочную смесь из песков, сгущенного продукта и различных добавок.

Также известен еще один способ гидрозакладки, который включает гидротранспорт

пульпы по вертикальному и горизонтальному пульпопроводам к закладываемым участкам и

последующую закладку выработанного пространства.

Гидротранспорт пульпы по вертикальному участку производят по одному

пульпопроводу, а гидротранспорт пульпы по горизонтальному участку осуществляют

одновременно по основному горизонтальному пульпопроводу и присоединенному к нему

горизонтальному пульпопроводу меньшего диаметра. При этом потери напора в малом

пульпопроводе ниже места его соединения с основным должны быть равны потерям напора в

основном (при чем расход пульпы в основном пульпопроводе после места соединения его с

малым поддерживают не менее критического).

Определенный практический интерес представляет способ гидрозакладки

выработанного пространства, включающий ограждение отработанной камеры или блока камер

перемычками и подачу за них пульпы с измельченными горными породами в две стадии (с

дозакладкой во второй стадии).

При чем вторую стадию закладки начинают после горизонтальной усадки закладочного

массива первой стадии на 1-1,5 % и заканчивают не позднее, чем начнется стадия

прогрессирующей ползучести в целиках.

К настоящему времени разработан и применяется способ гидрозакладки отработанных

камер, который включает формирование изолирующих перемычек с водопропускными

элементами и подачу пульпы в камеры через специальные каналы.

Согласно этому способу, в нижней части камеры создают фильтрующий слой. Отвод

воды из камеры выполняют из ее верхней части, удаленной от места подачи пульпы, а

осушение закладочного массива происходит фильтрацией, с выпуском воды через

водопропускные элементы. Помимо этого отвод воды из камеры может производиться под

давлением столба пульпы в подающем канале. Пульпу в камеру подают по ее борту.

Кроме этого, для приготовления жидкой (гидравлических) закладки из высокотоксичных

компонентов существует способ, включающий сгущение хвостов обогатительных фабрик,

содержащих цианиды, в гидроциклоне и последующую разгрузку песков в накопительную

емкость.

Согласно такому технологическому решению, слив гидроциклона, содержащий

дисперсные глинистые частицы, удаляют. А в накопительную емкость подают воду в

количестве, обеспечивающем доведение рН и концентрации цианидов в пульпе до

существующих норм ПДК.

Подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление жидкой

закладочной смеси осуществляют после сгущения пульпы из накопительной емкости,

обеспечивающего содержание дисперсных глинистых частиц в готовом инертном заполнителе

в пределах 0,5-1,0%.

Технический результат применения данного решения состоит в повышении качества

текучей закладочной смеси за счет снижения в ней концентрации вредных веществ до норм ПДК,

при содержании дисперсных глинистых частиц, обеспечивающем заданные модуль крупности и

расход цемента для достижения установленных норм прочности закладочного массива.

149

Для сухой закладки выработанного пространства рудников также имеется ряд

эффективных технических решений.

Согласно одному из них, производят проведение этажных выработок, выемку

подсечного слоя, засыпку его сухой закладкой, настилку ограждающего мата, который

настилается на почву подсечного слоя после его выемки.

Затем на мат производится отсыпка сухой закладки в объеме подсечного слоя через

восстающий, соединенный с откаточной выработкой, а в подсечный слой из доставочной

выработки проходятся выработки выпуска, через которые из подсечного слоя отгружается

сухая закладка в объеме воронок выпуска.

В следующем аналогичном способе применения сухой закладки для защиты

выработанного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых

от возможного обрушения, в выработанном пространстве (еще до подачи сухого закладочного

материала) предварительно размещают емкости с быстротвердеющей полимерной

расширяющейся жидкостью (например, пенополиуретаном) и создают полимерно-рудную

защитную прослойку в днище камеры путем взрывания этих емкостей в отбитой рудной толще

зарядами ВВ.

После чего производят подачу основного объема сухого закладочного материала в

выработанное пространство.

При чем защитную полимерно-рудную прослойку формируют мощностью,

определяемой из следующего соотношения:

(1)

где: А - ширина днища камеры, м;

В - длина днища камеры, м;

Н - высота камеры, м;

- масса 1 м

закладочного материала, т;

- нагрузка, выдерживаемая полимерно-рудной защитной прослойкой, т/м

Важным классификационным признаком являются различные силы перемещения

закладочного материала в выработанное пространство. Здесь возможна самотечная закладка

или же ее перемещение под действием гидродинамического давления.

В соответствии с этим признаком была разработана специальная технология,

включающая замешивание в воде цемента и угольной пыли до состояния пульпы, с

последующим добавлением измельченной горной породы с формированием пастообразной

твердеющей смеси и её доставку по трубопроводу самотёком до выработанного пространства.

Помимо этого, возведение искусственного массива осуществляют забрасыванием

порций закладочной смеси сжатым воздухом

Кроме этого важным представляется такой классификационный признак, как

последовательность закладки нескольких или одной отдельной камеры, а также различная

последовательность ведения горных работ (обусловленная формированием или наличием

закладочного массива).

Так, в соответствии с этим признаком была разработана инновационная технология,

основанная на различной последовательности закладки нескольких камер, которая включает в

себя следующие стадии:

- в начале осуществляется очистная выемка первого слоя с выдачей руды через

добычной орт;

- при достижении камерой определенной высоты, строится первый короткий добычной

орт, а порода от проходки орта закладывается в камеру;

- материал от проходки доставочного штрека и других коротких ортов, параллельных

первому, также используется для закладки первого слоя камеры.

Далее в камере бетонируется лежачий бок рудного тела, тем самым позволяя отработать

треугольную область залежи.

150

Таким образом, решается проблема размещения отходов горного производства, а также

увеличивается скорость проведения подготовительно-нарезных работ и увеличивается

коэффициент извлечения руды.

Также известен способ, который включает выемку полезного ископаемого слоями

сверху вниз в границах выемочного участка, отработку участков камерами первой и второй

очереди, формирование межкамерных целиков и закладку выработанного пространства подачей

в них различных закладочных смесей.

Отрабатываемые камеры первой и второй очереди формируют из разрезного штрека,

причем камеры располагают по обе стороны разрезного штрека в шахматном порядке

относительно оси разрезного штрека, а межкамерные целики - напротив друг друга.

После отработки камер первой и второй очереди верхнего слоя осуществляют их

закладку и закладку выработанного пространства межкамерных целиков твердеющими

смесями, армируя ее в нижней части на высоту 1/3 высоты верхнего слоя.

Затем осуществляют отработку нижнего слоя камерами первой и второй очереди с

оставлением межкамерных целиков и их последующей отработкой.

Камеры первой и второй очереди нижнего слоя закладывают твердеющими смесями, а

выработанное пространство межкамерных целиков нижнего слоя - бесцементной закладкой на

основе глины с добавлением инертного наполнителя и золы.

Разрезной штрек каждого слоя после отработки участка в целом закладывают с

использованием твердеющих смесей.

Целью следующего технического решения является обеспечение безопасности

подработки водозащитной толщи и сооружений на земной поверхности при уменьшении

объема закладочных работ.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления кровлей

пологих калийных пластов, включающем выполнение подготовительных, очистных и

закладочных работ с оставлением незаложенных очистных камер, над которыми образуются

своды, незаполняемые закладкой камеры регулярно оставляют через блоки заложенных.

Минимальное значение ширины блоков камер с закладкой делают равной величине, при

которой конечные оседания от разрушения междукамерных целиков равняются конечным

оседаниям от заполнения сводов породами кровли, а максимальное значение - величине, при

которой верхняя часть трапецеидальных целиков, сформировавшихся в кровле пласта между

сводами, приходит в запредельное состояние на высоте от кровли вынимаемого пласта,

находящегося ниже отметки предельно допустимого разрушения налегающей толщи, выше

которой еще сохраняются ее водозащитные свойства, на величину конечных оседаний от

заполнения сводов кусками разрушенной верхней части трапецеидальных ленточных целиков.

При этом незаложенные очистные камеры оставляют за пределами внутренней границы

краевой части мульды сдвижения, которая бы образовалась при закладке всех камер.

Известен и способ закладки отработанных камер, включающий подачу в камеру

закладочных смесей с различным содержанием вяжущих.

При этом закладку камер смесями, содержащими вяжущие, производят в нижней ее

части до уровня верхней границы отработки нижележащего горизонта, а далее до отметки

почвы бурового горизонта осуществляют закладку смесями без вяжущих.

После усадки заложенного массива, фильтрации и испарения воды по периметру камеры

в усадочную щель размещают арматурную конструкцию.

В заложенном массиве вдоль стенок камеры бурят скважины до отметки, находящейся

ниже верхней отметки слоя закладки в нижней части камеры. После чего часть горного массива

между стенками камеры и стенками скважин разрушают.

В скважины вставляют арматурные стержни с превышением их над уровнем

заложенного твердеющего массива. А затем скважины и усадочную щель заливают раствором,

содержащим вяжущие. После чего верхнюю часть камеры заполняют смесью без вяжущих.

В способе разработки мощных крутых пластов гидроотбойкой с литой твердеющей

закладкой, включающем вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и