vchilka.in.ua   1 2 3

5.основні технологічні операції ГВК

Розвідка розділяється на попередню і детальну. При попередній розвідці з'ясовують форму залягання корисної копалини, площу і напрямок її поширення, глибину її залягання, кількість, мінералогічний і хімічний склад корисної копалини, потужність покладу й ін. На основі попередніх розвідницьких робіт (буріння, копання шурфів, штолень, штреків) роблять побудову геологічних розрізів.

При детальній розвідці остаточно встановлюють запаси корисної копалини, її розподіл по окремих ділянках і уточнюють умови залягання. На основі детальної розвідки приймається остаточний висновок про промислове значення родовища корисної копалини і про її запаси.

Методи розвідки. При пошукових і розвідницьких роботах широко застосовують геофізичні методи розвідки: сейсмометрію, гравіметрію, магнітометрію й електрометрію.

Збагачення корисних копалин - це процес обробки корисних копалин із метою відділення їх від порожньої породи. Після збагачення утворюються концентрати (корисні мінерали) і хвости, тобто відходи (порожня порода і шкідливі домішки). Збагачення корисних копалин роблять у тих випадках, коли без відділення концентрату від хвостів економічно недоцільно або неможливо одержання потрібного продукту із сировини.

Збагаченням не досягається повне відділення корисних матеріалів від інших. Техніко-економічною характеристикою процесів збагачення є ступінь витягу із сировини концентрату. Застосування в народному господарстві дуже поширене, тому що цим шляхом здешевлюється переробка сировини і розширюються запаси корисних копалин, що можуть бути використані.

Збагачення роблять різними способами, але усі вони засновані на використанні розходжень у фізичних або фізико-хімічних властивостях мінеральної сировини.

Спочатку звичайно сировину дроблять а потім просівають і сортують.

Власне збагачення корисних копалин буває наступних видів: гравітаційне, флотаційне, електростатичне, електромагнітне. Крім того, існують комбіновані методи. Вибір методу залежить від характеру і властивостей корисної копалини, що підлягає переробці.


Способи видобування.

6. Відкритий і шахтний метод добування корисних копалин

Корисними копалинами називаються гірські породи і мінерали, що видобуваються з надр землі для використання в народному господарстві.

Корисні копалини по фізичному стану діляться на тверді, рідкі і газоподібні.

У залежності від складу і характеру використання викопні копалини розділяються на рудні копалини, нерудні копалини, паливні копалини й ін.

Відкритим способом добувають мінеральні будівельні матеріали, торф і інші нерудні матеріали. У деяких родовищах таким способом добувають вугілля і руду. Роботи, здійснювані при відкритому способі, діляться на вскришні і видобувні і полягають у відбійці, навантаженню, транспортуванню і розвантаженню порожніх порід і корисної копалини.

При відкритому способі родовище по глибині розділяється на горизонтальні шари. Кожний шар розробляється самостійними засобами виїмки і транспорту. У процесі відпрацювування шар набуває форми щабля, називаного уступом. Уступи бувають вскришними і видобувними. Торець уступу, або його укіс, що служить безпосереднім об'єктом виймальних робіт, називається вибоєм.

Відкритий спосіб розробки корисних копалин у даний час є найбільш досконалим способом видобутку, тому що дає можливість підвищити продуктивність праці, знизити собівартість видобутку корисних копалин, поліпшити умови праці, скоротити терміни введення в експлуатацію кар'єру. В той же час цей спосіб породжує цілу низку екологічних проблем на поверхні землі.

Шахтним способом добувають головним чином вугілля і руди чорних і кольорових металів.

При підземному способі розроблене поле називається шахтним полем. По вертикалі воно розділяється на поверхи. Один із них є відкаточним корінним горизонтом; у ньому розміщають споруди для обслуговування шахтного поля.

Варто підкреслити, що скидання шахтних вод багато в чому визначає не тільки гідрологічний, але і гідрохімічний режим більшості малих річок. шахтні води привносять у річки забруднюючі і токсичні речовини, а також велика кількість завислих матеріалів, вміст яких практично в усіх випадках перевищує гранично допустимі концентрації.


7. шахтний метод видобутку

Шахтним способом добувають головним чином вугілля і руди чорних і кольорових металів.

При підземному способі розроблене поле називається шахтним полем. По вертикалі воно розділяється на поверхи. Один із них є відкаточним корінним горизонтом; у ньому розміщають споруди для обслуговування шахтного поля.

Варто підкреслити, що скидання шахтних вод багато в чому визначає не тільки гідрологічний, але і гідрохімічний режим більшості малих річок. шахтні води привносять у річки забруднюючі і токсичні речовини, а також велика кількість завислих матеріалів, вміст яких практично в усіх випадках перевищує гранично допустимі концентрації.

8. Відкритий спосіб видобутку

Відкритим способом добувають мінеральні будівельні матеріали, торф і інші нерудні матеріали. У деяких родовищах таким способом добувають вугілля і руду. Роботи, здійснювані при відкритому способі, діляться на вскришні і видобувні і полягають у відбійці, навантаженню, транспортуванню і розвантаженню порожніх порід і корисної копалини.

При відкритому способі родовище по глибині розділяється на горизонтальні шари. Кожний шар розробляється самостійними засобами виїмки і транспорту. У процесі відпрацювування шар набуває форми щабля, називаного уступом. Уступи бувають вскришними і видобувними. Торець уступу, або його укіс, що служить безпосереднім об'єктом виймальних робіт, називається вибоєм.

Відкритий спосіб розробки корисних копалин у даний час є найбільш досконалим способом видобутку, тому що дає можливість підвищити продуктивність праці, знизити собівартість видобутку корисних копалин, поліпшити умови праці, скоротити терміни введення в експлуатацію кар'єру. В той же час цей спосіб породжує цілу низку екологічних проблем на поверхні землі.

9.зберігання порожньої породи та відходів збагачувальних фабрик

Збагачення корисних копалин - це процес обробки корисних копалин із метою відділення їх від порожньої породи. Після збагачення утворюються концентрати (корисні мінерали) і хвости, тобто відходи (порожня порода і шкідливі домішки). Збагачення корисних копалин роблять у тих випадках, коли без відділення концентрату від хвостів економічно недоцільно або неможливо одержання потрібного продукту із сировини.


Збагаченням не досягається повне відділення корисних матеріалів від інших. Техніко-економічною характеристикою процесів збагачення є ступінь витягу із сировини концентрату. Застосування в народному господарстві дуже поширене, тому що цим шляхом здешевлюється переробка сировини і розширюються запаси корисних копалин, що можуть бути використані.

Збагачення роблять різними способами, але усі вони засновані на використанні розходжень у фізичних або фізико-хімічних властивостях мінеральної сировини.

Спочатку звичайно сировину дроблять а потім просівають і сортують.

Власне збагачення корисних копалин буває наступних видів: гравітаційне, флотаційне, електростатичне, електромагнітне. Крім того, існують комбіновані методи. Вибір методу залежить від характеру і властивостей корисної копалини, що підлягає переробці.

Операції обробки, яким піддають на фабриці гірничу масу, підрозділяють на: основні (власне збагачувальні); підготовчі і допоміжні.

Гравітаційні методи

Мокре гравітаційне збагачення

Повітряне гравітаційне збагачення.

Флотаційний метод.

селекційної флотації

Електростатичний і електромагнітний методи.

електростатичному збагаченні

Електромагнітне збагачення

мокре магнітне збагачення.

Відвали бувають зовнішніми та внутрішніми. Зовнішні відвали формують поза рудними розробками. Ними можна нарощувати дороги, утворювати з них терикони і териконники, що займають значну площу й отруюють довкілля. Найдоцільніше використовувати під зовнішні відвали яри, балки та інші знижені форми рельєфу, які слід засипати до брівки, а згодом, після осідання, їх рекультивують під сільськогосподарські угіддя. Внутрішні відвали утворюються тоді, коли пуста порода переміщується на вже вироблені ділянки родовища. Це найбільш економний із погляду втрати сільськогосподарських угідь метод відкритого добування корисних копалин. Проте для створення розрізної траншеї все-таки необхідно формувати зовнішні відвали.


10.забруднення поверхневих вод Г.В. комплексу

Виконання підготовчих і гірничо-видобувних робіт практично в усіх випадках ускладнюється наявністю в геологічному розрізі горизонтів підземних вод, відвід яких із гірських виробок являє собою одну з найважливіших екологічних задач у Донбасі.

Постійний шахтний водовідлив обумовив різке зниження рівня підземних вод і формування регіональних депресійних лійок в усіх вуглепромислових районах. При цьому розміри знижень природного рівня вод найчастіше перевищують 100 м (Центральний, Донецько-Макіївський, Торезько-Сніжнянський і ін. райони), а в Західному Донбасі ці зниження досягають 50 м. На тлі регіонального зниження рівня підземних вод у Донбасі на полях старих вугільних шахт, що розробляють по 10-15 вугільних шарів протягом 50-80 років, сформувалися локальні депресійні лійки глибиною до 500-800 м і радіусом у декілька кілометрів кожна (шахти "Кочегарка", ім. Рум'янцева, ім. Горького, ім. Калініна й ін.). У межах усіх депресійних лійок водоносні горизонти осушені, а їхні гідродинамічні умови різко порушені.

Внаслідок цього на значній території Донбасу (в основному Центральний Донбас) більшість джерел, колодязів, дрібних свердловин осушено. Підземні водоносні горизонти більшої частини вуглепромислового Донбасу практично припинили розвантажуватися в місцеву гідрографічну мережу, тому що рівень підземних вод під більшістю з них опустився на десятки метрів, оскільки вони сотні разів подпрацьовувались гірничими виробітками на глибинах 20.0-200.0 м і при цьому відбувалося їхнє інтенсивне дренування, аж до тимчасового осушення. У цих умовах різко зросло живлення водоносних горизонтів за рахунок атмосферних опадів, особливо на площах інтенсивного просідання денної поверхні у відкритому Донбасі: у непорушених гідродинамічних умовах розмір атмосферного живлення в середньому складає біля 30 мм/рік (5-6 % річних атмосферних опадів), а в порушених на полях великих шахт цей розмір досягає 130 мм/рік (24 %), тобто збільшується майже в 4,5 рази. Ця обставина дуже істотно позначається на режимі поверхневого і річкового стоків у вуглепромислових районах. З цим явищем зв'язані такі процеси, як заболочування ґрунтів і підтоплення будинків і споруд (мм. Макіївка, Донецьк, Ханжонкове й ін.), що різко порушує природну гідродинамічну обстановку в районі.


Аналіз матеріалів свідчить про те, що велика частина цієї кількості води потрапляє в гірські виробітки більш 20 шахт, що відпрацювали р. Лугань і її притоки. Потім шахтний водовідлив скидається в річкову мережу, звідкіля надходить у гірські виробітки шахт, розташованих нижче за течією р. Лугань. Таким чином, має місце кількаразовий перерозподіл ресурсів, що в десятки разів збільшує інтенсивність і об'єми водообміну як у межах окремих шахтних полів, басейнів річок, так і на площі всього вуглепромислового Донбасу.

Варто підкреслити, що скидання шахтних вод багато в чому визначає не тільки гідрологічний, але і гідрохімічний режим більшості малих річок Донбасу. Загальний винос солей у річки із шахтними водами - біля 70 кг/с (або 6,0 тис. т/доба) при середній мінералізації 3,0 г/дм3. Це обумовило різке зростання мінералізації вод усіх річок Донбасу. Зокрема, ще в 1930-і рр. мінералізація води більшості річок басейну складала 0,8-1,1 г/дм3, а в даний час вона майже повсюдно зросла вдвічі, а по окремих річках досягає 2,3-2,9 г/дм3 (наприклад, р. Лугань у створі м. Луганська), що робить цю воду практично негожою для використання навіть у технічних цілях.

Крім того, шахтні води привносять у річки забруднюючі і токсичні речовини (роданіди, нафтопродукти й ін.), а також велика кількість завислих матеріалів, вміст яких практично в усіх випадках перевищує гранично допустимі концентрації. Значною мірою це пояснюється дуже низькою ефективністю роботи ставків-освітлювачів і ставків-відстійників, що у більшості випадків перевантажені. Передбачені проектами технологічні операції на них (нейтралізація, знезаражування, демінералізація, видалення завислих часток, флокуляція й ін.) проводяться або частково, не в повному комплексі, або зовсім не проводяться. У результаті вода, що скидається з цих ставків у річкову мережу, фактично нічим не відрізняється від тієї, що до них надходить із шахт. Негативний вплив на геологічне середовище в Донбасі роблять і ставки-накопичувачі, в які скидаються високомінералізовані шахтні води, в основному в західній частині Донбасу (балки Миколина, Косьминна, Свідовок, Таранова й ін.). Внаслідок інтенсивної фільтрації з цих накопичувачів навколо кожного з них на значній площі забруднені і засолені підземні води, у тому числі і перспективного бучакського водоносного горизонту, на базі якого організоване централізоване господарсько-питне водопостачання основних населених пунктів Західного Донбасу. Скидання вод із цих накопичувачів у річкову мережу обумовило різке (до 5,0 г/дм3) зростання мінералізації вод основної водної артерії цього району - р. Самари.


Значне техногенне навантаження на геологічне середовище в Донбасі роблять також затоплені шахти (затоплено 117 великих шахт, намічається в найближчі роки перевести на мокру консервацію ще 15 шахт). При розвантаженні їхніх вод утворяться заболочення, підтоплення значних територій, засолення річкових вод, вимокання рослинності. Інтенсивний видобуток флюсової сировини в смузі Новотроїцьке - Докучаєвськ - Комсомольське в 12 кар'єрах глибиною до 100-150 м і одночасна експлуатація карбонового водоносного горизонту з великими водозаборами привели до зниження рівня підземних вод більш, ніж на 100 м, викликали інтенсивне вилуження карбонатних відкладів і обумовлене ним карстоутворення.

Істотне техногенне навантаження на гідросферу й атмосферне повітря дають терикони і відвали гірських порід, яких у Донбасі виявлено 1187, із них 397 – горять. Загальний об'єм гірських порід, що містяться в териконах, складає понад 2.0 км3 (до 6 млрд. т), загальна площа – 72.0 км2 (7.2 тис. га). Кількість забруднюючих речовин, що викидаються з відвалів і горять, перевищує 160 тис. т/рік. Серед них відзначена вуглекислота, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, сірководень. Навколо териконів створюються "мертві зони" (200-400 м), де рослинність відсутніх зовсім, а на більшій відстані вона пригнічена.

Перспективним планом розвитку вугільної промисловості в Донбасі до 2010 р. намічається закрити декілька десятків нерентабельних і ввести в експлуатацію 13 нових шахт, після чого в експлуатації буде знаходитися 232 шахта. Щорічне поглиблення шахт складе біля 10 м. Сумарний шахтний водовідлив при цьому збільшиться незначно, але мінералізація шахтної води зросте на 10-15 % і в середньому по регіону складе 3.7 г/дм3. Отже, винос солей із шахтними водами збільшиться на 90 кг/с, тобто на 11,5 %.

Природно, що мінералізація значної частини річкових вод зросте і складе 2.5 г/дм3 і більше, і ще більше техногенне навантаження почнуть витримувати підземні води, особливо в заплавах забруднених річок. Буде продовжуватися також інтенсивне просідання денної поверхні і пов'язані з ним заболочування і підтоплення значних по площі територій. У даний час у Донбасі існує 24 великих водоймища. Якщо і надалі буде продовжуватися скидання солоних шахтних вод у поверхневий стік, то, по експертних оцінках, мінералізація вод водоймищ може досягти розмірів, при котрих неможливо використання їх навіть для технічних цілей.


Головною причиною забруднення поверхневих і підземних вод є недосконалість споруджень сховищ промстоков і недосконале збереження відвалів порожніх порід і окислених руд. В усіх випадках експлуатації сховищ промстоків відбуваються інфільтраційні втрати рідкої їхньої фази, наступає початковий етап забруднення порід зони аерації і потім підземних вод. Від джерела забруднення починається міграція токсичних компонентів у підземних водах головним чином по водоносному горизонту й у меншому ступені по вертикалі.

Міграція хімічних забруднень підземних вод звичайно є дуже стійким процесом у часу і просторі і часто вимагає дуже складних інженерних мір захисту.

Тверді високодисперсні домішки промстоків після їхнього осушення легко піддаються руйнації вітром, також легко переносяться по повітрю, створюючи періодично пилові бурі, що приводить до розсіювання хімічних забруднень у ґрунтовому шарі, а потім у поверхневих і ґрунтових водах.

Загальна кількість твердих відходів складає 1,3 – 1,5 млрд. т на рік. По попередніх оцінках, під їхнє складування відведено більш 53 тис. га земельних угідь. Рідкі і тверді відходи промислових підприємств складуються в спеціальних нагромаджувачах промислових стоків (хвосто- і шламосховищах). Вони являють собою ємності, утворені на поверхні землі греблями, що огороджують, і дамбами. Висота споруджень сучасних нагромаджувачів, що огороджують, доходить до 100 м, а об'єм - до декількох сотень мільйонів кубічних метрів. Склад умісту нагромаджувачів досить різноманітний, а багато його компонентів токсичні.

Значна частина нагромаджувачів промислових стоків (промстоків) була побудована десятки років тому, коли в повному об'ємі не враховувався їхній негативний вплив на навколишнє природне середовище, і тому не передбачалися спеціальні природоохоронні заходи. Нагромаджувачі промстоків забруднюють поверхневі води (періодичні й аварійні скидання), підземні води (фільтрація через ложе і борти нагромаджувачів), підтоплюють низинні ділянки прилягаючої території, забруднюють повітря (куріння збезводнених поверхонь) і можуть викликати затоплення і руйнацію на значній території (прориви дамб). Вид і інтенсивність того або іншого негативного впливу нагромаджувачів на природне середовище визначається низкою чинників, що можна умовно розділити на внутрішні і зовнішні. До основних внутрішніх чинників, що визначають ступінь екологічної безпеки нагромаджувачів, варто віднести: конструктивні параметри нагромаджувача, склад і токсичність складованих відходів, наявність, тип і надійність протифільтраційних і пристроїв, що обгороджують, фактична періодичність і види технічних заходів щодо боротьби з курінням і підтопленням. Зовнішні чинники, взаємодіючи з внутрішніми або діючи самостійно, можуть сприяти або, навпаки, перешкоджати міграції забруднень із нагромаджувача. Впливи зовнішніх чинників на відміну від внутрішніх найчастіше уникнути неможливо, хоча несприятливий вплив деяких із них у ряді випадків піддається нейтралізації. Найбільшому техногенному навантаженню на території України піддаються Донбаський і Криворізький регіони. Однак по розмірах нагромаджувачів Кривбас займає перше місце не тільки по Україні.


На сьогоднішній день водоносні горизонти Криворізького басейну забруднюються високомінералізованими шахтними водами, що скидаються в нагромаджувачі промстоків. Крім того, у водоносні горизонти надходять інфільтрати з територій промислових підприємств і нагромаджувачів твердих і рідких відходів, що містять хлориди, сульфати, нафтопродукти, з'єднання азоту і важких металів.

Боротьба з курінням на хвостосховищах не ведеться. У проектах іноді згадуються деякі заходи, але на практиці вони не реалізовані.

Крім того, для деяких хвостосховищ не були розроблені заходи для їхньої консервації, без виконання яких сховища можуть бути джерелом забруднення навколишнього середовища і після припинення їхньої експлуатації.

Таким чином, на нагромаджувачах промстоків необхідно терміново реалізувати природоохоронні заходи. Основними з них представляються наступні:

1. Зменшення об'ємів рідин, що скидаються в нагромаджувачі, у тому числі за рахунок сгущення пульпи.

2. Усунення фільтраційних втрат із нагромаджувачів шляхом організації протифільтраційних і дренажних заходів.

3. Організація спеціальних дослідних робіт із вибору і відпрацьовування найбільше ефективного методу боротьби з курінням пляжів хвостосховищ.

4. Проведення гідравлічних розрахунків аварійного прориву дамб для всіх експлуатованих нагромаджувачів, виходячи з результатів проектування захисних споруджень.

5. Впровадження на нагромаджувачах системи швидкого реагування на аварію.

6. Організація систем моніторингу стану природного середовища в районах нагромаджувачів промстоків. Основною задачею спостережень повинен стати контроль за якістю і режимом підземних вод, а також за станом повітряного басейну.

Тобто, коротко характеризуючи гірничовидобувну промисловість можна зауважити наступне. У силу історично сформованих обставин (велике гірничопромислове виробництво по видобутку і переробці вугілля, залізних і марганцевих руд почалося ще в XIX сторіччі) створений дуже потужний гірничопромисловий комплекс, що пронизує всі господарсько-економічні і соціальну сфери. Тому, якщо додати сюди ще кризові явища в економіці і неминучі труднощі перехідного періоду від однієї соціально-економічної суспільної системи до іншої, швидка перебудова мінерально-сировинного комплексу України і повної утилізації накопичених за багато років відходів нереальні. У зв'язку з цим нам можна говорити лише про зниження техногенних навантажень на природне середовище і поступове нарощування об'ємів переробки гірничопромислових відходів. Дуже неоднозначне розуміння "природоохоронних заходів". Всі природні системи багатокомпонентні, взаємозалежні і, саме головне, збалансовані. Однак збалансованість ця дуже тендітна. Для ландшафтних систем, поверхневих і підземних вод, гірських порід, також як і для біоценозів, зміна навіть одного компонента системи приводить до трансформації всієї системи. Чинники, сприятливі для одних компонентів природних систем, згубні для інших. Тому поняття "природоохоронні заходи", незважаючи на красиве звучання, дуже невизначене і не у усіх випадках зрозуміле.


Завжди необхідно задаватися метою – що і від кого ми збираємося охороняти. Тому що, охороняючи один елемент навколишнього середовища, ми можемо наносити шкоду іншому.

Що ж ми повинні "охороняти" при гірничопромисловому виробництві? Об'єктами природоохоронних заходів повинні бути:

1. Самі "надра" як елемент геологічного середовища. Для цього нам необхідно:

а) домогтися максимального вилучення руди з надр, тобто знижувати мінімальні утримання корисних компонентів у рудах;

б) домогтися максимального вилучення корисних компонентів із руди при збагаченні шляхом розробки нових оптимальних технологічних схем збагачення;

в) організовувати повне вилучення побіжних компонентів;

г) домагатися селективного складування порід і забалансових руд;

д) організовувати складування хвостів руд збагачувальних фабрик, що містять корисні компоненти.

2. Ландшафтні системи, як елемент літо- і біосфери - середовище проживання людини:

а) з огляду на те, що гірничопромислове виробництво є рельєфоутворюючий чинник, домагатися мінімальних перетворень природних морфоструктур;

б) мінімізувати відторгнення сільгоспугідь для гірничопромислових підприємств;

в) намагатися максимально зберегти тваринний і рослинний світ від фізичного знищення;

г) охорона сільгоспугідь, тварин і рослинний світ від забруднень через гідро- і атмосферу.

Як бачимо, захист (охорона) одних елементів природного середовища заходить у суперечність з іншими. Так "охорона надр", повинна супроводжуватися збільшенням вилучення руди з надр при зниженні мінімальних утримань корисних компонентів, що приведе до зростанню об'ємів гірської маси, що переробляється, збільшенню породних відходів, загазованості територій: селективне складування - до розширення відторгнення сільгоспугідь; застосування нових хімічний реагентів при збагаченні руд і вилученні побіжних компонентів - до хімічного забруднення ландшафтних систем, поверхневих і ґрунтових вод.


Проблема ця дуже складна, багатопланова і неоднозначна. Так, хижацька експлуатація родовищ із "вихоплюванням" тільки багатих блоків корисних копалин, незважаючи на зниження техногенного навантаження в районі, родовище може не окупити витрат на створення гірничо-збагачувального підприємства і привести до необхідності залучення в експлуатацію нових альтернативних родовищ, що спричинить нові капітальні витрати і погіршить екологічну обстановку в інших районах. При цьому варто враховувати і те, що мінеральна сировина є непоправним, періодично не відтвореним природним продуктом. Тому втрати мінеральної сировини в надрах при експлуатації загрожує в майбутньому великими економічними й екологічними втратами.

Практичне рішення екологічних проблем України в даний час лежить у площині науково-технічних розробок природоохоронних заходів, що стосуються нових раціональних схем і способів видобутку, збагачення і переробки корисних копалин, рекультивації не тільки сільгоспугідь, але і всіх порушених гірничими роботами земель.



<< предыдущая страница   следующая страница >>