Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Технология разработки песчано-гравийных месторождений с минимальным изъятием земель

31.10.2018

Большое количество разрабатываемых песчано-гравийных месторождений приводит к значительному изъятию площадей земель и выводу их из строя на длительный период. Одним из путей возврата земель в народнохозяйственное использование является рекультивация, которая должна включаться непосредственно в горную технологию.

Под рациональным землепользованием при производстве открытых горных работ понимается порядок, размеры и интенсивность изъятия земель под горные работы и их возврат для использования в народном хозяйстве при минимальных затратах средств на временное отчуждение земель, что может быть достигнуто рациональным режимом нарушения и рекультивации земель на основе изыскания новых решений в технологии ведения горных работ.

За длительный срок эксплуатации карьеры получили под горные разработки большое количество земель во временное пользование, однако в связи с отсутствием горной и специальной техники для рекультивационных работ проведение работ по восстановлению отработанных земель на карьерах осуществлялось не в полном объеме, в результате чего образовался значительный долг по возвращению земель в народное хозяйство.

Следует отметить и тот факт, что до настоящего времени в расчетах себестоимости готовой продукции предприятий в прочих денежных затратах не предусматриваются средства на рекультивацию земель.

В Единых правилах охраны недр распространено на всю горнодобывающую промышленность страны понятие «выемочная единица», под которой подразумевается «минимальный участок месторождения с относительно однородными геологическими условиями, отработка которого осуществляется единой системой разработки и технологической схемой выемки (уступ, блок, панель, лава, камера и др.), в пределах которого с достаточной достоверностью определены запасы и возможен первичный учет извлечения полезных ископаемых и компонентов».

В соответствии с понятием «выемочная единица» для сокращения земель, изымаемых под разработку, предлагается технология разработки песчано-гравийных месторождений локальными участками — «выемочными картами». При этом экономичность разработки песчано-гравийных месторождений достигается путем формирования в пределах контура месторождения нескольких выемочных карт, которые позволяют резко уменьшить площади земель, одновременно отчуждаемых под разработку, и значительно сократить расходы на внутрикарьерный транспорт.

При применении выемочных карт для разработки месторождений рассматриваются только вскрышной и добычной комплексы оборудования, приведенные на рис. 4.10.

Технология ведения горных работ при разработке песчаногравийных месторождений с использованием выемочных карт предлагается следующей.

После сдачи карьера (выемочной карты) в эксплуатацию должен быть минимум вскрытых запасов Пв песчано-гравийной смеси на 3 месяца работы предприятия (рис. 4.11, а). Затем начинается разработка полезного ископаемого на I карте с одновременной проходкой разрезной траншеи по вскрышному уступу на II карте, строится съезд на добычном уступе для транспортирования вскрышных пород в выработанное пространство I карты, и устраивается внутренний отвал (см. рис. 4.11, б). По мере отработки вскрышного уступа на II карте проводится разрезная траншея по полезному ископаемому на ней, заканчиваются работы по строительству внутреннего отвала и добычные работы на I карте (см. рис. 4.11, в). Далее осуществляется проходка разрезной траншеи по вскрыше на III карте, проводится добыча песчано-гравийной смеси на II карте, и заканчиваются полностью работы по рекультивации на I карте. Следует отметить, что технология разработки месторождений с применением выемочных карт обязательно предусматривает снятие плодородного слоя и нанесение его на рекультивируемую площадь (внутренний отвал).

В дальнейшем при разработке месторождения порядок ведения горных работ на выемочных картах повторяется аналогично.

Для определения параметров выемочных карт согласно методике расчета по выбору выемочно-погрузочного и транспортного оборудования (см. рис. 4.9) была составлена программа для персонального компьютера БК-0010 и проведены расчеты для трех групп месторождений.


Для наиболее многочисленной I группы песчано-гравийных месторождений, характеризующейся незначительными годовыми объемами работ по вскрыше и добыче (соответственно 87 и 475 тыс м3), были проведены расчеты на компьютере БК-0010, результаты которых представлены в табл. 4.9 и на рис. 4.12.

Анализ результатов табл. 4.9 позволил установить для I группы месторождений следующее:
• с учетом минимальных приведенных затрат на вскрышных работах целесообразно применить один экскаватор Э-1252 и три автосамосвала КрАЗ-256Б, на добычных работах — два экскаватора Э-1252 и восемь автосамосвалов БелАЗ-548;

• разработка выемочными картами минимальными размерами 240 к 110 м;

• разработка в течение года 2,48 карты;

• полное восстановление земель площадью 2,64 га в течение года;

• протяженность фронта работ на добычном уступе 200 м.

Песчано-гравийные месторождения II группы характеризуются годовыми объемами производства по полезному ископаемому 1410 тыс. м3 и по вскрышным породам 300 тыс. м3. Естественно, что с увеличением объемов горных работ должны возрастать и площади отчуждаемых земель под открытые горные работы. Поэтому, используя рациональные режимы нарушения и рекультивации земель на основе изыскания новых технологических решений, можно уменьшить размеры нарушений земель горными работами и ускорить их возврат в народнохозяйственное использование.

Так как горные выработки занимают значительные площади земель, вскрытие горизонтов карьера рекомендуется осуществлять внутренними капитальными траншеями, объем которых составляет для II группы месторождений по вскрышному и добычному уступам соответственно 200 и 6000 м3 при уклонах 100 %.

Обычно при разработке горизонтальных месторождений, к которым относятся и песчано-гравийные, вскрышные породы стремятся перемещать в выработанное пространство карьера по кратчайшему расстоянию, используя бестранспортные или транспортно-отвальные схемы. В таких случаях внутренние отвалы максимально приближены к рабочей зоне карьера, скорости по-двигания вскрышного и отвального фронтов работ являются равными, а высота отвала зависит от мощности разрабатываемой вскрыши, коэффициента разрыхления пород в отвале, длины вскрышного и отвального фронтов работ.

Поскольку для песчано-гравийных месторождений характерны незначительные объемы работ по вскрыше, применение бестранспортных схем разработки для них экономически нецелесообразно, так как в данном случае требуются машины и механизмы с большими рабочими параметрами, а отвалы в виде конусов и гребней требуют дополнительных затрат для их рекультивации.

Значительный интерес для рассматриваемой группы месторождений представляет выбор выемочно-погрузочного и транспортного оборудования для производства вскрышных и добычных работ.

По разработанной программе для II группы песчано-гравийных месторождений были выполнены расчеты с использованием на вскрышных и добычных работах экскаваторов Э-652, Э-1252, Э-2505, ЭКГ-5А, ЭКГ-8И и автосамосвалов грузоподъемностью от 7 до 40 т, результаты которых приведены в табл. 4.10.


Анализ результатов расчетов показал, что наиболее рациональными являются варианты с применением на вскрышных работах экскаватора Э-1252 в сочетании с автосамосвалами КрАЗ-256Б и на добычных работах — четырех экскаваторов Э-1252 в комплексе с автосамосвалами БелАЗ-548 или одного экскаватора ЭКГ-8И в комплексе с автосамосвалами БелАЗ-548 (см. табл. 4.10). При этом рекомендуется технология ведения горных работ выемочными картами с минимальными размерами 340х195 м, разработка в течение года 3,05 карты, полное восстановление земель в течение года на площади 13,26 га, длина фронта работ на добычном уступе 300 м.

Анализ результатов расчетов для III группы песчано-гравийных месторождений (годовые объемы работ составляют по вскрыше 500 и добыче 870 тыс. м3) показал (рис. 4.13), что наиболее рациональным вариантом сочетания выемочно-погрузочного и транспортного оборудования следует считать V, так как приведенные затраты при этом минимальны и составляют 909063 руб. Применяемое оборудование в данном случае на вскрыше и добыче — экскаваторы Э-1252, работающие на погрузке вскрышных пород и песчано-гравийной смеси в автосамосвалы БелАЗ-540.

Из графиков зависимостей на рис. 4.13 следует также, что приведенные затраты на разработку выемочной карты возрастают с увеличением длины фронта работ на добычном уступе.

Рассматривая графики изменения капитальных затрат на транспортирование вскрышных пород и полезного ископаемого (рис. 4.14 а, б), можно сделать вывод о том, что с увеличением длины фронта на добычном уступе капитальные затраты возрастают. При этом наиболее приемлемы на перемещении вскрыши (вариант III) и песчано-гравийной смеси (варианты II и III) автосамосвалы КрАЭ-236Б.

С точки зрения эксплуатационных затрат на транспортирование вскрышных пород и полезного ископаемого (рис. 4.15 а, б) целесообразно с учетом минимума затрат применение автосамосвалов БелАЗ-540 в карьерах (вскрыша — варианты V и VI; добыча — варианты VI, VII). И в этом случае наблюдается рост эксплуатационных затрат с увеличением длины фронта работ на добычном уступе.

Графики изменения числа автосамосвалов (инвентарного парка) от длины фронта работ на добычном уступе для выполнения заданных объемов работ в карьере приведены на рис. 4.16.


Кроме перечисленных десяти вариантов сочетания выемочно-погрузочного и транспортного оборудования (см. рис. 4.13), были рассмотрены варианты использования на выемке вскрышных пород и песчано-гравийной смеси экскаваторов Э-652, ЭКГ-5А и ЭКГ-8И — табл. 4.11, из которой видно, что приведенные затраты на разработку выемочной карты превышают минимум приведенных затрат (909 063 руб.) по варианту V.

Таким образом, для разработки песчано-гравийных месторождений III группы с учетом минимальных приведенных затрат может быть применено следующее оборудование: 1) на вскрыше и добыче — экскаваторы Э-1252 в комплексе с автосамосвалами БелАЗ-540 или 2) на вскрыше — два экскаватора Э-1252 и семь автосамосвалов БелАЗ-548, а на добыче полезного ископаемого — экскаватор карьерного типа ЭКГ-5А и одиннадцать автосамосвалов БелАЗ-548 (приведенные затраты при этом составляют 915 359 руб — (см. табл. 4.11). Технология ведения горных работ предлагается с применением выемочных карт минимальными размерами 340х140 м при протяженности фронта работ на добычном уступе 300 м. Для приведенной производительности по песчано-гравийной смеси необходимо в течение года отработать 2,56 выемочные карты При этом полное восстановление земель составит 4,76 га. Следует отметить, что резкое уменьшение одновременно отчуждаемых земель, быстрота их восстановления на выемочных картах с последующей передачей основному землепользователю позволяют сохранить экологическое равновесие в районах разработки песчано-гравийных месторождений. Использование выемочных карт при разработке месторождений приводит к снижению эксплуатационных расходов на внутрикарьерный транспорт при проведении вскрышных работ в 1,5—2 раза.

Для рассматриваемых трех групп песчано-гравийных месторождений можно рекомендовать следующие технологические параметры выемочных карт (табл. 4.12).


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: