Анализ технологических мероприятий, обеспечивающих рациональную разработку обводненных месторождений песков и песчано-гравийной смеси

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Иванов В. В., Басов Т. С. Анализ технологических мероприятий, обеспечивающих рациональную разработку обводненных месторождений песков и песчано-гравийной смеси // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 2156–2160. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53434.htm.
Аннотация. Представлены горно-геологические и горнотехнические особенности обводненных месторождений песков и песчано-гравийной смеси. Проведен анализ технологических мероприятий, обеспечивающих повышение уровня рационального природопользовании и охраны недр при разработке обводненных месторождений песков и песчано-гравийной смеси открытым способом.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Иванов Владимир ВикторовичКандидат технических наук, доцент, Национальный минеральносырьевой университет «Горный», СанктПетербургvladimirivanov@inbox.ru

Басов Тимур СергеевичСтудент, Национальный минеральносырьевой университет «Горный», СанктПетербургtimba_016@mail.ru

Анализ технологических мероприятий,обеспечивающих рациональную разработку обводненных месторождений песков и песчаногравийной смеси

Представлены горногеологические и горнотехнические особенности обводненных месторождений песков ипесчаногравийной смеси. Проведен анализ технологических мероприятий,обеспечивающих повышение уровня рационального природопользовании и охраны недр при разработке обводненных месторождений песков и песчаногравийной смеси открытым способом.

Ключевые слова:месторождения песков,карьер,рациональное природопользование, обводненная толща.

Месторождения песков и песчаногравийной смеси чаще всеговключают в себя часть обводненных запасов полезного ископаемого. Границей сухой и обводненной толщи обычно является абсолютная отметка на 0,5 м,превышающая максимальный уровень грунтовых вод, который наблюдается чаще всего в весенний период.Для разработки карьера на участке прироста запасов проводитсятехническое обследование лесных площадей площадьюземельиспрашиваемых к отводу из состава лесов,не входящих в лесной фонд.Отработка обводненной толщи месторождений в основномпроизводитсягидромеханизированным способом, в некоторых случаях используются экскаваторы с оборудованием типа обратная лопата или драглайн с целью осуществления нижнего черпания породы из обводненного забоя.Основными источниками загрязнения воздушного бассейна являютсязагрязняющие вещества в виде неорганической пыли, сажи и газов,выделяющиеся при работе двигателей внутреннего сгорания. Основными источниками пылеобразования являются вскрышные, добычные, погрузоразгрузочные и транспортные работы.К основным источникам загрязнения водного бассейна можно отнестивзвешенные вещества и адсорбированные на их поверхности нефтепродукты, а также нефтепродукты в виде пленки в карьерных водах и водах площадки карьера.Кмероприятиямпо снижению загрязнения воздушного бассейна относятсяследующие:орошение зон экскавации;поливка дорог;сокращение до минимума времени работы оборудования на холостом ходу;оснащение карьерного оборудования нейтрализаторами выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания (при их отсутствии);контроль за содержанием вредных веществ в отработанных газах при ежегодном техническом осмотре оборудования и технологического транспорта.С цельюснижениязагрязнения водного бассейна проводитсяочисткаповерхностных вод площадки карьера в локальных очистных сооружениях.В процессе разработки на площади обводненных месторождений песков и песчаногравийной смесиформируется водоем, который используется как общественное место отдыха и источник пожарного водоснабжения.Бытовые сточные воды собираются в накопительной части и вывозятся на очистные сооружения.

Система разработки и технология ведения горных работ при отработке сухой и обводненной частей обводненных месторождений песков и песчаногравийной смеси выбираютсяна основании геологических и горнотехнических условий месторождения.Комплекс горного производства по эксплуатации карьера включает в себя следующие технологические процессы:экскавация и погрузка вскрышых пород и полезного ископаемого сухой толщи месторождения;транспортирование полезного ископаемого и вскрыши;разработка полезного ископаемого обводненной толщи месторождения и транспортирование пульпы в карты намыва;формирование и разработка карт намыва;отвалообразование.В качестве основного технологическогооборудования принимаются:одноковшовые экскаваторы –вскрышные и добычные работы на сухой толще;погрузчики –разработка карт намыва;землесосныеснарядыили экскаваторы с оборудованием типа обратная лопата или драглайн–добычные работы на обводненной толще;бульдозеры –формирование карт намыва и отвалов;автосамосвалы транспортирование сухих и обезвоженных песков.Подготовка полезного ископаемого и вскрышных породк экскавации не требуется, за исключением работы в зимний период. При промерзании грунта более чем на 40 см проводятся работы по механическому рыхлению промерзшего слоя. Эти работы могут выполняться экскаватором или рыхлителем, установленным на бульдозере.В соответствии с "Нормами технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов" и физикомеханическими свойствами рассматриваемых полезныхископаемыхи пород вскрыши, принимаютсяследующие углы откоса[2]:угол естественного откоса –35°;рабочий угол добычного уступа –45°;бортов карьера в конечном положении –30°.Высота уступов по сухой толще месторождений песка и песчаногравийной смеси принимается не более высоты черпания в соответствии с кинематической схемойработы экскаватора с учетом траектории движения его ковша.При разработке толщи обводненных песков средствами гидромеханизациидобычной уступ складывается из подводной и надводной части (обрушаемая часть уступа).Нижней границей подводной части уступа является нижняя граница подсчета запасов и дно карьера. Верхней границей подводной части уступа является уровень воды в водоеме карьера, который колеблется в течение добычного сезона.Формирование майны на всю глубину обводненнойчасти месторождения производитсяподводным способом земснарядом в два этапа по схеме обрушения. Первоначально при подработке с папильонированием образуют вруб у подошвы уступа, в результате чего происходит обрушение забоя. На втором этапе производят подбор обрушенного полезного ископаемого. Благодаря хорошему подтеканию полезного ископаемого в зону всасывания возрастает консистенция пульпы, и при критической скорости пульпы может наступить кавитационный режим работы со срывом вакуума. Поэтому существенное значение имеет предотвращение срыва вакуума и завала полезным ископаемым всасывающего наконечника, то есть определение оптимальной высоты надводной части уступа, разрабатываемого земснарядом.Гидросмесь (пульпа) –смесь песка с водой, по пульповоду от земснаряда подается в карты намыва.Намыв песка производится в несколькокарт, расстояние между которыми должно быть не менее 10м, а их вместимость рассчитываетсяна девятисуточный объем добычи песков.

Формирование дамб производится бульдозером, объем дамб составляет около 15%от общего объема карты намыва.Карты намыва оборудуются водосбросными шандорными колодцами, по одному на каждую карту, которые предназначены для сброса верхнего слоя воды.Сброс воды из карты производится во внутренний водоем карьера (майну), таким образом не происходитсброса вод за границы карьерного поляина карьере формируетсязамкнутое оборотное водоснабжение практически без потерь в системе гидротранспорта. Восполнение уровня воды во внутреннем водоеме происходит за счет притока грунтовых вод и поступления водыиз карт намыва.Разработку и отгрузку песка с карт намыва предусматривается осуществлять погрузчиками, а понижение высоты карт до высоты разработки погрузчика осуществляется бульдозером.Понижение осуществляется путем срезания и сталкивания песков горизонтальными слоями с поверхности карты к ее основаниюВесь объем удаляемых вскрышных пород предусматривается складировать во внешнем отвале.Для обеспечения возможности дальнейшей рекультивации отвала, в процессе ведения отвальных работ предусматривается формирование откоса его яруса под углом 18°.Отвальные работы с формированием откоса под углом 18° выполняются бульдозером путем распределения доставленных автосамосвалами к верхней бровке отвала пород вскрыши по поверхности откоса отвала.Для предотвращения случайных проливов горючесмазочных материалов на территории горнодобывающего предприятиярекомендуется применение специальных поддонов. Случайные проливы промакиваются ветошью или сливаются из поддонов в предназначенные для этого емкости, которые должны быть у машинистов оборудования и водителя бензозаправщика.Наличие в стоках загрязняющих веществ в значительныхконцентрациях требует их предварительной очистки перед сбросом в гидрографическую сеть района.Технология очистки от взвешенных веществ и нефтепродуктов включает последовательное прохождение стоками нефтеулавливающего устройства, блоков тонкослойного отстаивания и глубокой доочисткина сорбционных углетканных фильтрах (углеткань типа "бусофит"), сорбирующая способность которых на 2 порядка выше, чем на фильтрах с активированным углем.Параметры очистки должны соответствоватьтребованиям, предъявляемым к качеству очищенных сточных вод, сбрасываемых в открытые водоемы (по взвешенным веществам –5 мг/л; по нефтепродуктам –0,05 мг/л).Все автосамосвалы должны иметь санитарноэпидемиологическое заключение установленного образца.Для осуществления всех видов перевозок предусматриваются соответственно внутриобъектные (карьерные) автодороги, связывающие проектируемое предприятие с существующей (подъездной) автодорогой, проходящей вдоль югозападной границы месторождения.На карьерных автодорогах может быть предусмотреноткрытый водоотвод, которыйосуществляется путем придания уклона проезжей части на поперечном профиле (на однополосных дорогах уклон односторонний) и проведением на обочинах дорог водоотводных кюветов.В зимнее время автодороги систематически очищаются от снега, льда, посыпаютсяпеском, в летнее время для предотвращения пылеобразования дороги поливаются водой.При эксплуатации автотранспорта должны соблюдаться требования "Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом" ПБ 0349802[1].Доставка горючих, смазочных, вспомогательных материалов и запасных частей осуществляется хозяйственным или арендуемым автотранспортом.В летний период поддержание автодорог, подъездов и рабочих площадок производится при помощи карьерных бульдозеров, а орошение их с целью пылеподавления поливомоечной машиной.В зимний период расчистка карьерных автодорог, подъездов и площадок от снега также выполняется бульдозерами.

Напора, создаваемогогрунтонасосной установкой, предусмотренного к применению земснаряда должно быть достаточно для перекачки пульпы на карты намыва с расчетной производительностью.Рабочие точки пульпопровода переменны в зависимости от длины пульпопровода, чем короче пульпопровод, тем выше годовая производительность землесоса, так как уменьшаются потери по длине.Береговой пульпопровод укладывается на деревянные подкладки, расстояние между которыми должно быть не более 12 м.При пересечении с автодорогой пульпопровод прокладывается в кожухе диаметром 700 мм (внутренний диаметр кожуха должен быть больше наружного диаметра пульпопровода на 200 мм), при этом пульпопровод прокладывается под дорогой,арасстояние от верхнего слояпокрытия автодороги до верхней частикожуха подземного участка пульпопровода должно быть не менее 1,0 м, с учетом, чтоконцызащитного кожуха должны выступать за очертания насыпи автодороги не менее чем на 3,0 м.Организационная структура управления производством на проектируемом карьере должна обеспечиватьрациональное содержание, разделение и кооперирование труда рабочихс учетом максимально возможного совмещения профессий и равномерности загрузки оборудования.Численный и профессиональнотехнический состав работающих по группам производственных процессов подлежит уточнению в процессе эксплуатации карьера.Санитарнобытовое обслуживание работающих на карьере обеспечивается соответствующими службами подрядной организации,разрабатывающейместорождение, в функции которых входит организация питания, медицинское обслуживание работающих, организация стирки спецодежды, починка обуви и спецодежды и т.д.Вибрация, создаваемая при работе экскаваторов, бульдозеров и автотранспорта относится к 1 категории вибрации и не должна превышать предельнодопустимых уровней по виброускорению ивиброскорости. Снижение шума на карьерном оборудовании достигается осуществлением своевременной и полноценной смазки и содержанием в исправном состоянии механизмов, особенно зубчатых передач, редукторов и т.п., а также использованием различных подкладок из резины, войлока и других эластичных материалов. Сидения в кабинах (экскаваторов, бульдозеров) должны устанавливаться на амортизирующей подкладке. Амортизаторами должны быть также снабжены педали и рукоятки рычагов. Машинисты горного оборудования должны пользоваться перчатками с мягкой прокладкой.Орошениезон экскавации и поливка автодорог производится только при продолжительной сухой погоде, при этом расчетное количество таких дней принимаетсяпо аналогии с действующими предприятиями.В качестве источника системы технического водоснабжения используется заполненное водой выработанное пространство карьера. Для забора воды предусматривается собственная или арендованная поливомоечная машина, заполнение которой ведется с помощью инвентарного насоса.Горнотехническая рекультивация карьерапо добыче песка и песчаногравийной смесии внешнего отвала проводится в процессе разработки месторождений.Впроцессе разработки сухой толщи месторождения, борта карьера формируются под углом 18°, в обводненнойчастиместорождения формируется водоем, который будет использоваться как общественное место отдыха и источник пожарного водоснабжения.Впроцессе ведения отвальных работ предусматривается формирование его откоса под углом 18°, также на поверхность отвала наносится рекультивационныйслой(искусственно создаваемый при рекультивации земель слой с благоприятными для произрастания растений свойствами).В качестве пород рекультивационного слоя принимается торф, обладающий хорошими почвообразующими свойствами.Биологическая (лесохозяйственная) рекультивация заключается в озеленении бортов карьера, а также в облесении поверхности отвала и озеленении его откосов.Основной породой при облесении принимаются деревья хвойных пород.Облесение следует проводить ранней весной, когда почвогрунт еще не уплотнился и отсутствует

травяной покров.Облесение проводят методом посадки, а вкачестве посадочного материала используются двухлетние сеянцы.Озеленение откосов производится гидропосевом путем их полива гидросмесью.Значение предельнодопустимых концентраций (ПДК) пыли в воздухе рабочей зоныне должно превышать величину ПДК кремния диоксида кристаллического при содержании в пыли от 10 до 70% равного 2 мг/м3(SiO2от 20 до 70%). Одновременно с этим рабочие должны быть снабжены индивидуальными средствами защиты (респираторами, берушами, специальной обувью и перчатками).Изза несоблюдения условий и положений законодательных, нормативных и разрешительных документов, регламентирующих требования промышленной безопасности, на карьере могут возникать чрезвычайные ситуации –аварии, нарушающие нормальный цикл производственных процессов и вызывающие приостановку эксплуатации карьера.При возникновении чрезвычайных ситуаций оповещение работающего персонала осуществляется оператором с использованием сетей автоматической и радиопоисковой связи.На предприятии должны быть организованы формирования гражданской обороны и ликвидации чрезвычайных ситуаций из персонала предприятия.Приведенные в работемероприятияуже не однократно использовались и используются на карьерах по добыче песков и песчаногравийной смеси, а этодает основаниес уверенностью утверждать, что их полное выполнение позволит производить рациональную и природоохранную разработку рассматриваемых месторождений.

Список цитируемой литературы1.Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. ПБ 0349802. СПб.: ЦОТПБСП, 2003.132 с.2.Общесоюзные нормы технического проектирования предприятий нерудных строительных материалов. ОНТП 18 85., Л.: Стройиздат, 1988.

IvanovVladimirViktorovichPhilosophyDoctor, Associate Professor, National Mineral ResourcesUniversity, St.Petersburgvladimirivanov@inbox.ru

Basov Timur SergeevichStudent, National Mineral ResourcesUniversity, St.Petersburgtimba_016@mail.ru

Analysis of technological actions ensuring the rational development of waterencroached deposits of sand and sandgravel mixture

Presents geological and mining engineering fields especially watered sand and sandgravel mixture. The analysis of technological measures to ensure improved management ofnatural resources and protection of mineral resources in the development of waterbearing deposits of sand and sandgravel mixture open pit.

Keywords: sand deposits, quarry, environmental management, aquifer thickness.