РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ СКАЛЬНЫХ НЕРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ВНУТРИКАРЬЕРНЫМ СКЛАДИРОВАНИЕМ ОТХОДОВ И ПОПУТНОГО СЫРЬЯ
2.1. Обоснование концептуальных положений стратегии освоения нерудных месторождений
В связи с развитием технического прогресса в середине 70-х годов учеными-горняками и проектировщиками были намечены перспективные направления развития технологии открытых горных работ на ближайшие 20-30 лет. Основными из них явились переход от цикличных и прерывистых технологических процессов к поточным; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, электроэнергии и топлива, что давало возможность свести к минимуму или полностью ликвидировать отходы производства и осуществить комплекс мероприятий по оздоровлению окружающей среды; устранение вредных последствий эксплуатации недр для окружающей среды; обеспечение комплексности использования разрабатываемых пород в народном хозяйстве. Отмеченные направления успешно реализованы в технологии открытой разработки месторождений с применением новых решений, описанных в трудах
М.Г. Новожилова [4, 40, 59, 78], Б.Н. Тартаковского [4, 49, 82], А.Ю. Дриженко [42, 44, 89, 101, 147, 113], И.Л. Гуменика [59, 84, 85], В.И. Прокопенко [65, 66, 86], А.Г. Шапаря [44, 51, 69, 79, 83], М.С. Четверика [91, 125], В.В. Ржевского [116, 154], В.С. Хохрякова [141], Ю.И. Анистратова [171], В.С. Коваленко [81], В.П. Мартыненко [52, 77], П.И. Томакова [80, 104, 108], В.А. Щелканова [113, 125], И.А. Тангаева [187], Ю.И. Леля [188] и других ученых [12, 48, 49, 51-53, 56, 73-76, 78, 79, 87, 90, 94, 97, 106, 107, 111, 112, 114-116, 119, 120, 137, 152, 155, 158, 164, 170-173].
Основываясь на понятии концепции, как определенного способа понимания и конструктивного принципа в стратегии освоения месторождений полезных ископаемых, можно выделить концептуальные положения такой стратегии. Они должны базироваться на известных основополагающих принципах концепции разработки месторождений полезных ископаемых: а) полноты выемки полезных ископаемых из недр; б) поточности процессов разработки; в) комплексности использования добываемого сырья; г) минимальной нарушаемости окружающей природной среды; д) эффективности используемого способа (технологии) разработки.
Обобщая результаты научных исследований (см. 1.2) и существующего состояния освоения месторождений на горнодобывающих предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и химической промышленности применительно к нерудным месторождениям можно выделить и кратко охарактеризовать следующие концептуальные положения их освоения:
- использование ЦПТ на карьерах ? привело к резкому улучшению всех технико-экономических показателей предприятий;
- максимальное комплексное использование извлекаемого из недр минерального сырья и рациональное размещение отходов производства в пределах горного отвода ? существенно улучшило использование земельных ресурсов;
- формирование техногенных месторождений из добываемых попутных полезных ископаемых, которые в основной период эксплуатации не могут быть использованы для передела в товарную продукцию ? обеспечивает минимальную себестоимость горных работ за счет сокращения потребляемых энергетических ресурсов;
- утилизация вскрышных пород, а также отходов обогащения и переработки сырья ? снижает выход пустых пород при существенном уменьшении грузооборота по доставке их в отвалы;
- использование электрифицированных видов транспорта для перемещения горной массы, а также складирование отходов производства в выработанном пространстве в совокупности с применением на взрывных работах бестротиловых ВВ ? снижает выбросы вредных газов и пыли в атмосферу, обеспечивая улучшение экологического состояния природной среды;
- переработка вторичного минерального сырья из вскрышных пород и отходов производства (ППИ) в товарную продукцию непосредственно на горнодобывающих предприятиях ? уменьшает затраты относительно аналогичной продукции, изготовленной на специализированных предприятиях;
- рекультивация и воспроизводство плодородия на близко расположенных неплодородных или малопродуктивных землях, а также консервация техногенных месторождений ППИ с культивированием на их поверхности кормовых многолетних трав ? уменьшает степень экологической нарушенности природы и обеспечивает дополнительное восстановление и введение в хозяйственный оборот промышленных и природных пустырей, снижает экологические потери народного хозяйства.
При освоении нерудных месторождений со скальными полезными ископаемыми данные положения реализованы частично, но на них необходимо ориентироваться в ближайший период. Они будут определять нормы деятельности предприятий и экономическую их эффективность. Рассмотрим подробнее состояние реализации указанных выше положений на нерудных карьерах.
Перспективность использования ЦПТ при разработке ряда нерудных месторождений флюсового, цементного и щебеночного строительного сырья подтверждена практикой, о чем отмечалось выше (см. 1.2). По исследованиям автора [46, 82, 185, 186] эту технологию следует использовать более широко. Использование на нерудных карьерах в качестве ППИ суглинков, глин, песчано-галечниковых отложений, песков, некондиционных известняков, песчаников, гранитов, сланцев, диоритов и других будет эффективно по аналогии с попутным сырьем на буроугольных, рудных и железорудных карьерах [77, 85, 89, 191, 195, 197], что подтверждено также и нашими исследованиями [183, 189-194, 196].
Нерудные месторождения характеризуются относительно небольшой мощностью покрывающей вскрыши и значительной вертикальной мощностью полезных ископаемых при соотношении в среднем как 2,3-2,5. При сравнительно небольшой производительности нерудных карьеров по выемке горной массы территория земельных отводов под внешними отвалами пустых пород и отходов переработки превышает площадь горных отводов в 1,4-1,6, а на отдельных предприятиях и в 2 раза [11, 14, 16,23-28, 31-36, 79, 198]. В масштабах