НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ ДОНБАССА
М.А.Писковой, С.А.Пелипенко, А.М.Назаренко, И.С.Руев
Науково-практична конференція «Донбас-2020: охорона довкілля та екологічна безпека», 21-22 листопада 2001 р., м.Донецьк, 2001.
Проблемы и направления развития минерально-сырьевой базы, восстановления природных ресурсов, рационального природопользования и ресурсосбережения, охраны окружающей среды, экологической безопасности, поведения с отходами в техногенно напряженных регионах закреплены рядом законодательных актов Украины, Указами Президента Украины, Постановлениями Кабинета Министров, нашли свое отражение в Государственных и областных программах.
Стратегической отраслью Украины является угольная, пути развития которой отражены в проектах Государственной Программы «Украшське вугілля», программы научно - технического развития Донбасса на период до 2020 г.
В качестве таковых на сегодняшний день рассматриваются:
- Продление срока службы действующих рентабельных предприятий за счет прирезки угля свободных участков.
- Организация нового шахтного строительства на базе имеющегося фонда объектов.
- Модернизация добычного оборудования действующих угледобывающих предприятий.
Кроме этого, с позиций рационального недропользования, необходимо учитывать особенности Донбасса, где 50 % запасов сосредоточено в тонких пластах мощностью до 0,7 м. Применяемые на сегодняшний день технологии отработки таких пластов приводят к отрицательным экономическим показателям, ухудшению качества угля за счет присечки боковых пород, а соответственно - к увеличению объема вырабатываемых отходов, увеличению техногенной нагрузки в регионе.
С другой стороны отказ от отработки таких запасов повлечет за собой невосполнимую потерю значительного количества угля. Маломощные угольные пласты являются ценными и с точки зрения их комплексного использования, так как содержат более высокие концентрации металлов по сравнению с мощными пластами.
Положительный опыт отработки таких пластов имеется. На очень тонких пластах (0,4-0,8 м), а также на пластах углей и антрацитов средней крепости при любой мощности наиболее целесообразна струговая выемка, отличающаяся от комбайновой и имеющая преимущества по многим показателям: производительности, безопасности, сортности и качеству угля. При струговой выемке достигаются минимальные энергозатраты при высоком товарном качестве угля (без обогащения). Кроме этого успешную обработку тонких угольных пластов позволяют производить бурошнековые комплексы - БШК.
Для углей и антрацитов выше средней крепости наиболее приемлема комбайновая выемка. При этом открывается больше возможности добычи при внедрении узкозахватных комбайнов с шириной захвата не только 0,8 и 0,6 м, но и 0,4 м (комбайн 1К-101УД Горловского маш. завода).
Вопрос состоит в крайне низких темпах внедрения новой техники, в связи с чем на современном этапе необходимы разработка и внедрение высокопроизводительной техники для отработки тонких пластов. Сырьевая база в Донбассе для внедрения такой техники - значительная.
Проблема чрезмерного накопления в пределах Донецкой области разнообразных отходов промышленности и необходимость их утилизации в последние годы становится все более актуальной.
В масштабе Украины область обеспечивает не менее 20 % ежегодного прироста всех промышленных отходов и занимает первое место по накопленным золошлаковым отходам (35% от общеукраинских), металлургическим шлакам (90%), шахтным породам (50%), шламовым отходам (85%) и отходам стройматериалов (80%).
На территории области сосредоточено около 4 млрд. тонн промышленных отходов при ежегодном объеме их производства 40-50 млн. т. Утилизируется в области около 14 % годового их выхода при сохраняющейся тенденции снижения доли утилизации (в 1990 г. утилизировалось около 23 % производимых отходов).
По результатам ранее проведенных специалистами ГРГП «Донецкгеология» была установлена возможность использования отходов угледобычи и углеобогащения в качестве сырья для строительной промышленности.
Отходы угледобычи в основном пригодны для земляных строительных работ (обратная закладка, планировка территории, насыпи), реже - как сырье для производства керамического гравия, керамических стеновых материалов, удобрения, добавки к глинистому сырью, производства кирпича, строительного щебня, керамзита, аглопорита, бутового камня, производства цемента, дренажных труб.
Отходы 35 углеобогатительных фабрик были рекомендованы для использования в различных целях: основное сырье для производства стеновых материалов, для производства аглопоритового щебня и песка, кирпича, дренажных труб, топливно-технологической добавки в глиноземное сырье, удобрения в сельском хозяйстве, профилактического заиливания.
Слабо изучена на сегодняшний день возможность их использования в топливной и коксохимической промышленности для получения коксующегося и энергетического угля.
По результатам многолетних работ установлено, что наиболее перспективными объектами в настоящее время с позиции их промышленной переработки и народно-хозяйственного значения являются шламы угольных шахт и углеобогатительных фабрик. Это является особенно актуально в настоящее время в связи с необходимостью восполнения снизившегося уровня угледобычи за счет закрытия ряда угольных шахт.
На территории области расположено более 100 шламо- и илонакопителей, в которых сосредоточено более 60 млн. м отходов, под которые занято около 1500 га преимущественно плодородных земель. Из отмеченного объема отходы обогащения коксующихся углей составляют 40 млн. м3, или 67%.
В последние 2-3 года к этим объектам проявлен большой интерес со стороны многочисленных организаций различных форм собственности с целью организации отработки, переработки и реализации накопленных шламов, причем, в большинстве случаев, за счет внебюджетных источников финансирования. Однако следует отметить, что в большинстве случаев их отработка осуществляется без разработки технических условий на продукцию и с нарушением экологической безопасности, не учитывается необходимость комплексного и рационального использования ресурсов.
В этой связи необходимо отметить следующее.
Опыт разработки шламонакопителей с использованием современных методов обогащения указывает на возможность получения угольных концентратов зольностью 10-30 % при их выходе 30-40 % от перерабатываемого сырья.
Значения основных оценочных показателей (мощность и зольность) в толщах шламонакопителей варьирует в значительных пределах. Мощность изменяется от единиц до десятков метров, зольность - от 30-35 до 80-90 %.
Работами специалистов предприятия установлены значительные колебания качественных показателей как по площади и в разрезе накопителей, так и во времени.
Толща шламонакопителя может включать линзообразные угольные тела зольностью до 30 - 40 % при средневзвешенном ее значении 50 - 70 %. Кроме этого установлено ухудшение пластометрических показателей угля при их длительном хранении в шламонакопителях, что в конечном итоге влияет на марочный состав и качество угля, определяет его направления использования, стоимость и др.
В этой связи проблемным вопросом является отсутствие кондиций на сырье для оценки запасов (ресурсов) полезного ископаемого и последующей классификации объектов в качестве техногенных месторождений.
Учитывая вышеизложенное, а также необходимость наиболее полного и рационального использования указанного сырья, организацию государственного учета и контроля за использованием техногенных месторождений, ГРГП «Донецкгеология» поручено проведение специализированных работ, в ходе которых предполагается решить большинство поднятых проблем.
Угли Донецкого бассейна, наряду с их традиционным направлением использования, являются стабильным и долговременным источником получения таких металлов, как германий и галлий.
Так, по состоянию на 01.01.2001 г. на площади Донбасса в коксующемся и энергетическом угле по 129 участкам и шахтным полям запасы германия оценены в коксующемся угле в объеме 24,6 тыс. тонн; в энергетическом - 14,2 тыс. тонн Из этих запасов около 30 % содержится в отрабатываемых действующими предприятиями запасах угля.
В балансовых запасах угля, отрабатываемого действующими предприятиями Донецкой области, содержится около 8 (коксующиеся угли) и 44 (энергетические угли) тыс. тонн германия.
Учитывая прогнозируемый рост спроса на германий в Европе и в мире для использования его в электронно-строительной промышленности, а также необходимость комплексного и рационального использования природных ресурсов считаем целесообразным организацию попутного извлечения германия и галлия из углей Донбасса.
Коксующиеся угли с 1957 года являлись стабильным источником германия до момента ликвидации установок по его извлечению на коксохимических заводах Украины. В отдельные годы во времена СССР объемы извлечения германия достигали 10 тонн. Современные объемы переработки коксующегося угля, при условии совершенствования технологии извлечения германия в количестве не менее 10 % от ресурсов в угле, позволят ежегодно получать до 10 т германиевого концентрата.
Другим источником получения германия (и галлия) является энергетический уголь Донбасса. Исследовательскими роботами по сжиганию высокогерманиеносных углей марок Д и Г Донецкого бассейна на отдельных теплоэлектростанциях, проведенными в 60-70 годы, доказана рентабельность производства, возможность получения зол с содержаниями металлов, значительно превышающими уровень содержания в сырье, ранее поставляемого на заводы Украины с Сахалина. Уровень извлечения германия от его ресурсов в угле может составить до 50 %.
При организации селективной разработки наиболее высокогерманиеносных частей угольного пласта с дальнейшей переработкой этого угля можно получить еще более высокогерманиеносные зольные уносы.
При полном использовании годового объема добычи энергетического угля можно получать ежегодно до 12 тонн германия.
Для организации извлечения указанных металлов, в первую очередь, необходимо подготовить основу - разработать технологическую схему их извлечения (шахта - углеобогатительная фабрика - КХЗ (ГРЭС)). В дальнейшем необходимы средства (возможно и инвестиционные) на технологическую реконструкцию действующих предприятий.
26.04.2009.
|