Эльгинское каменноугольное месторождение находится в местности, где расположены два объекта, отнесенные к государственным заказникам: оз. Большое Токко и селение представителей коренных малочисленных народов Крайнего Севера в верховьях р. Алгома. В этих заказниках находятся уникальные места со своеобразным растительным и животным миром, которые из-за трудной доступности до настоящего времени сохраняются почти в первозданном виде, что предъявляет повышенные экологические требования на всех этапах ввода в эксплуатацию месторождения.
Поэтому при выборе технологических решений необходимо минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.
До недавнего времени варианты освоения Эльгинского месторождения были посвящены, в основном, принципиальным решениям технологии открытых горных работ, при этом экологические вопросы на достаточном уровне не рассматривались. Во многих вариантах рассмотрено применение только цикличной технологии на базе буровзрывных работ, одноковшовых экскаваторов и автотранспорта. В настоящее время в проектные решения отработки первоочередного участка месторождения также заложена цикличная технология с буровзрывной подготовкой.
Как показывает анализ, и практический опыт эксплуатации месторождений максимальный объем вредных выбросов при добыче угля образуется при применении цикличной технологии с предварительной буровзрывной подготовкой [1].
В связи с этим достаточно актуальным является рассмотрение новых решений разработки Эльгинского месторождения в части применения технологий и оборудования.
Перспективным с позиции экологии горного производства и в плане селективной разработки месторождения является применение безвзрывной технологии на базе роторно-конвейерных комплексов, или погрузочно-выемочных машин (комбайнов) непрерывного действия типа КСМ-2000Р с фронтальным расположением роторных колес [2-4].
Применение комбайнов КСМ-2000Р, кроме обеспечения принципа селективной отработки, повышения чистоты выемки полезного ископаемого, позволит снизить затраты энергии на добычу по сравнению с традиционной цикличной технологией, уменьшить пылевые и шумовые выбросы.
С учетом горно-геологических условий, технико-экономических и экологических требований авторами рассмотрено три технологических варианта разработки месторождения. Для всех вариантов рассчитано требуемое количество оборудования при объеме добычи 30 млн. т угля и 108 млн. м3 вскрыши в год, исходя из Квск. – 3,6 м3/т. [5].
Первый вариант – цикличная технология с применением БВР на вскрышных и добычных работах. Оборудование на вскрышных работах – экскаваторы ЭКГ–1500К ОМЗ с объемом ковша 40 м3, автосамосвалы БелАЗ–7501 (280 т), буровые станки СБШ-250 МНА-32. На добычных работах – экскаваторы ЭКГ-10 с емкостью ковша 10 м3, буровые станки СБШ-160. Доставка угля с верхних горизонтов до промышленной площадки 130-тонными автосамосвалами БелАЗ–75131. На нижних горизонтах, где фронт работ более протяженный (3-3,7 км) и находятся самые мощные пласты, на добычных работах рассмотрены экскаваторы ЭКГ–15ХЛ с емкостью ковша 15 м3, 220-тонные автосамосвалы БелАЗ–7530, буровые станки СБШ-160.
Второй вариант – на вскрышных работах та же цикличная технология, с соответствующим набором оборудования, а на добыче угля комбайны КСМ-2000Р в комплексе с автосамосвалами и ленточными конвейерами.
Третий вариант – для разработки вскрыши используются мехлопаты и частично КСМ-2000Р с автотранспортом. Как показали предварительные расчеты, до 30 % вскрышных пород Эльгинского месторождения могут разрабатываться комбайнами КСМ-2000Р в т.ч. с предварительным разупрочнением с помощью ПАВ, при этом их средняя производительность может составить до 1000 м3/ч. На добычных работах применяются, как и во втором варианте, комбайны КСМ с автотранспортом и ленточными конвейерами.
С использованием программного комплекса НПО «Интеграл», «Горные работы»; «АТП-Эколог», в соответствии с «Методикой расчета вредных выбросов (сбросов) для комплекса оборудования открытых горных работ (на основе удельных показателей)» (Люберцы, 1999), «Методикой проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом)» (М., 1998 г.), по рассматриваемым вариантам были произведены расчеты количества вредных выбросов и платы за выбросы. Результаты расчетов приведены в таблице.
Количество вредных выбросов
Основные технологические процессы |
Масса выбросов, т/год |
Сумма платы за выбросы руб./год |
|||||
Пыль неорг. до 20 % SiO2 |
Углерод окись |
Азот (IV) оксид |
Взвешенные вещества |
Азот (II) оксид |
Углерод черный, сажа |
||
1 вариант |
|||||||
БВР: 1. По углю 2. По вскрыше |
540.1 4103.8 |
39.7 840.3 |
57.3 929.9 |
353.3 2735.8 |
– – |
– – |
42672.7 260893.1 |
Выемочно-погрузочные работы (ВПР) |
|||||||
1. По углю 2. По вскрыше |
325.5 3260.7 |
– – |
– – |
217 2173.8 |
– – |
– – |
132777.7 208141.3 |
Транспортирование 1. По углю 2. По вскрыше |
15522 13987 |
802 1831 |
2219.2 5720.5 |
10348.8 9324.7 |
360.6 828.2 |
90.8 135 |
1371008.6 1840259 |
Всего: 1. По углю 2. По вскрыше |
16317.6 21351.5 |
841.7 2671.3 |
2276.5 6650.4 |
10872.1 14234.3 |
360.6 828.2 |
90.8 135 |
1546459 2309293.4 |
Итого |
37669.1 |
3513 |
8926.9 |
25106.4 |
1188.8 |
225.8 |
3855752.4 |
2 вариант |
|||||||
БВР вскрыша |
4103.8 |
840.3 |
929.9 |
2735.8 |
– |
– |
260893.1 |
ВПР: 1. На вскрыше 2. На добыче |
3260.7 14 |
– – |
– – |
2173.8 9.3 |
– – |
– – |
208141.3 892.4 |
Транспортирование автотранспорт 1. По углю 2. По вскрыше Конвейера 1. По углю |
2683.8 13987 1023.5 |
141 1831 – |
392 5720.5 – |
1789.2 9324.7 682.3 |
63.7 828.2 – |
16.2 135 – |
238502 1840259 39200 |
Всего: 1. По углю 2. По вскрыше |
3721.3 21351.5 |
141 2671.3 |
392 6650.4 |
2480.8 14234.3 |
63.7 828.2 |
16.2 135 |
278594.4 2309293.4 |
Итого |
25072.8 |
2812.3 |
7042.4 |
16715.1 |
891.9 |
151.2 |
2587887.8 |
3 вариант |
|||||||
БВР вскрыша |
2248 |
455 |
503.3 |
1499 |
- |
- |
217556 |
ВПР: ЭКГ–1500К ОМЗ на вскрыше КСМ-2000Р на вскрыше КСМ-2000Р на добыче |
2282.5 15.1 14 |
– – – |
– – – |
1521.6 10.2 9.3 |
– – – |
– – – |
145697 969 892.4 |
Транспортирование Автотранспорт 1. По углю 2. По вскрыше Конвейера 1. По углю |
2683.8 13999 1023.5 |
141 1477.6 – |
392 4085.5 – |
1789.2 9332.7 682.3 |
63.7 663.7 – |
16.2 114.3 – |
238502 1581609.4 39200 |
Всего: 1. По углю 2. По вскрыше |
2697.8 18544.6 |
141 1932.6 |
392 4588.8 |
2480.8 12363.5 |
63.7 663.7 |
16.2 114.3 |
278594.4 1945831.4 |
Как показывает анализ, максимальный объем вредных выбросов при добыче угля образуется в случае применения цикличной технологии с предварительной буровзрывной подготовкой (1 вариант). Выбросы по пыли и взвешенным веществам в первом варианте в 1.5 и 1.7 раз больше чем во втором и соответственно в третьем вариантах. Наименьшие выбросы окиси углерода – 2073 т, диоксида азота – 4981 т и оксида азота – 727 т, составляют по третьему варианту, что в среднем в 1.7 раза меньше, чем при первом варианте с цикличной технологией.
Таким образом, из рассмотренных технологических вариантов разработки месторождения с экологической точки зрения, применение безвзрывной технологии на базе комбайнов КСМ с автосамосвалами и конвейерным транспортом на добычных работах в 1.5 раза уменьшит негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с цикличной технологией. При этом частичное применение КСМ на вскрышных работах позволит еще больше снизить негативное воздействие – до 1.7 раза.
Для уменьшения вредные выбросов при разработке месторождения возможно также применение следующих мероприятий:
- бурение взрывных скважин с применением водо-воздушной смеси сухого и влажного пылеподавления;
- орошение забоев и дорог в теплый период времени водой;
- применение ВВ с нулевым или близким к нему кислородным балансом;
- установка каталитических газонейтрализаторов на автосамосвалах;
- применение специальных средств СПГО на рабочих местах;
- формирование отвалов вскрышных пород с параметрами, обеспечивающими максимальные условия естественного проветривания карьерного пространства.
В целом, применение безвзрывной технологии на базе комбайнов КСМ для разработки Эльгинского месторождения позволит минимизировать негативное воздействие на окружающую среду, в т. ч. уменьшить простои карьера из-за загазованности после массовых взрывов, сократить потери и повысить качество добываемого угля. Перечисленные факторы являются особенно важными с учетом территориального расположения месторождения и существующих экологических требований.
Библиографическая ссылка
Ермаков С.А., Хосоев Д.В. ТЕХНОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БЕЗВЗРЫВНОЙ РАЗРАБОТКИ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД И УГЛЕЙ ЭЛЬГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-1. – С. 56-58;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=3846 (дата обращения: 05.10.2024).