Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ТЕХНОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БЕЗВЗРЫВНОЙ РАЗРАБОТКИ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД И УГЛЕЙ ЭЛЬГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Ермаков С.А. 1 Хосоев Д.В. 1
1 Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН
Предложены технологические варианты разработки Эльгинского угольного месторождения. Выполнена оценка воздействия технологий на окружающую среду. Показано, что наименьший объем выбросов достигается при применении безвзрывной технологии с использованием комбайнов КСМ и конвейерного транспорта.
окружающая среда
экологические требования
выбросы
комбайн
безвзрывная технология
1. Мазикин В.П., Шевелев Ю.А, Наседкин С.Ю. Перспективы снижения негативного воздействия угольной промышленности на экологию Кузбасса // Уголь. – 2005. – № 7. – С. 3-4.
2. Коваленко С.К. Интенсификация угледобычи на основе применения машин типа КСМ: применительно к условиям Талдинского каменноугольного месторождения // автореф. в форме научного доклада.
3. Бульбашев А.П., Билюкин А.Б., Супрун В.И., Трубчанин В.В., Данилов В.Н. Безвзрывная селективная выемка сложноструктурных залежей // Горный журнал. – 1996. – № 11-12.
4. Краснянский Г.Л, Штейнцайг Р.М, Рудольф В., Коваленко С.К. Опыт создания и перспективы освоение в горнодобывающей промышленности машин нового поколения КСМ-2000РМ // Уголь. – 1998. – № 4 – С. 17.
5. Баулин, А.В. и др. Освоение Эльгинского каменноугольного месторождения // Уголь. – 2002. – № 1. – С. 22-23.

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: 23.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074