Рисунок 1 – Видобуток породи на ш. "Україна", використання і складання породи у відвал по роках
Розробка родовищ вугілля нерозривно пов'язане з комплексом робіт підготовки, розкриття й видобутку корисної копалини. Поряд із цим, всі роботи із проведенням основних і допоміжних виробіток пов'язані з одержанням великої кількості порожньої породи, що доводиться витягати з надр на поверхню, складати і зберігати там тривалий час. Великі обсяги породи, які складаються в терикони, є джерелом забруднення й порушення навколишнього природного середовища. Одним з головних напрямків зниження шкідливого впливу цих джерел забруднення на НПС є залишення породи в шахті. У цьому випадку порожня порода використається як матеріал для зведення штучних споруджень для керування покрівлею в очисних вибоях й охорони підготовчих виробіток при розробці вугільних шарів.
Підземний видобуток корисних копалин системами із закладкою виробленого
простору передбачає виконання ряду технологічних операцій
по виїмці корисної копалини й закладці порожніх порід або
інших закладних матеріалів у порожнечі, що утворилися. Ці
операції певним чином сполучені в часі й просторі й характеризуються
строгою послідовністю, що може визначатися характером розв'язуваних
при цьому завдань. До них варто віднести:
- закладку (повну або часткову)
виробленого простору очисних вибоїв, як міру захисту об'єктів на поверхні;
- зведення бутових смуг, для охорони пластових підготовчих виробіток;
- закладка виробленого простору, як спосіб удосконалювання технології видобутку в
особливо складних гірничо-геологічних умовах;
- утилізація породи в виробітках, які погашають.
Покажемо на гістограмі кількість породи, яка дістається з надр ш. "Україна", використовується і складається в породний відвал по роках, рисунок 1.
На представленому рисунку ми спрогнозували подальші тенденції видобутку породи її використання, та складання у породний відвал і отримали залежності, що описують діяльність шахти в майбутньому, відповідно:
Аналіз отриманих даних і рівняння залежності (1), дозволяє зробити висновок, що видобуток породи з кожним роком буде зростати. І, отже, дану породу потрібно утилізувати чи складувати у породний відвал.
Частину породи, що видобувається, шахта використовує для закладки виробленого простору. Вплив діяльності шахти на надра зменшується. Залежність (2), указує, що породу майже не використовують. Велика кількість породи буде складатися у породний відвал.
Прогнозована ситуація по складанню породи у породний відвал описується рівнянням (3). Змінення Qс характеризується подальшим зростанням. Отже, будуть збільшуватися і займані ним родючі землі.
Розрахуємо коефіцієнт використання породи на ш. "Україна" по формулі:
Відповідно у 2005 році коефіцієнт дорівнює 0,33, у 2006 – 0,06, у 2007 – 0. Наслідком розміщення породи, що попутно добувається, у породний відвал є порушення і забруднення навколишнього природного середовища, а саме: літологічні, гідрологічні, атмосферні і біосферні. При розміщенні породи на поверхні землі порушується природний ландшафт, погіршується стан атмосфери через пилоутворення, розчинення шкідливих речовин і шкідливих випарів з поверхні відвалу, порушується гідравлічний баланс підземних вод, зменшується кількість придатних для господарської діяльності земель. За нанесений збиток підприємство оплачує збори за забруднення навколишнього середовища.
Таким чином потрібно впроваджувати технологічні рішення по утилізації породи, за рахунок закладання у виробленому просторі, тим самим знизивши показники по забрудненню і порушенню природного середовища.
Дослідженнями, проведеними для умов шахти "Україна" м. Українська Донецької області, встановленні можливі напрямки утилізації шахтної породи. Більш за все підходить повна закладка відпрацьованого простору на усіх дільницях. Для закладки виробленого простору в лаві на пологому пласті, для умов ш. "Україна" підходить пневматична закладка.
Використання системи із закладкою виробленого простору забезпечить зменшення або часткове виключення зсування порід і збереження земної поверхні від зрушень. Для цього може використовуватися порода, яка складалася у відвал раніше. Це дасть скорочення земельної площі, яка відводиться під відвал, та зменшення порушення НПС.