Автор:Лавровский В.О., Токарева Ю.В., Артамонов В.Н.
Источник:Комплексное использование природных ресурсов / Материалы региональной конференции. — Донецк, ДонНТУ — 2015, 172 с.
Лавровский В.О., Токарева Ю.В., Артамонов В.Н. Выбор и обоснование закладочных работ в хозяйстве шахт донецкого региона. В данной статье обосновали направления по повышению эффективности рационального использования шахтной породы, как для внутришахтных нужд, так и для народнохозяйственных целей.
Горнодобывающая промышленность является одной из важнейших отраслей производства в нашей стране. На угледобывающих и углеперерабатывающих предприятиях наряду с производством основной продукции (углем, угольным концентратом) образуется большое количество газообразных, твердых и жидких отходов (шахтный метан, порода, хвосты обогащения, сточные воды). Существенное влияние на природную окружающую среду оказывает выдача и переработка горной массы и пород от проведения горных выработок, которые выражаются в занятии земель под отвалы.
Ландшафт земной поверхности, загрязнении атмосферы твердыми и газообразными примесями, загрязнении водоемов шламовыми водами. Каждая тысяча тонн подземной добычи сопровождается выдачей на поверхность 110-150 м3 пород, тысяча тонн обогащения угля – складированием 100-120 м3 пород.
На территории Донецком регионе расположено 582 породных отвала (террикона) угольных шахт и обогатительных фабрик, в том числе горящих — 132. В настоящее время эксплуатируется 125 терриконов, из них горящих — 60. Только в областной дирекции ликвидируемых шахт находятся на учете 175 отвалов, из которых 47 — горящие. Наибольшее количество горящих отвалов в гг. Донецке (20), Енакиево (20), Макеевке (21). Под терриконами занято 5000 гектаров, что составляет 0,2 % от общей территории области.
Предприятия угольной промышленности являются значительными источниками загрязнения окружающей среды. На предприятия угольной промышленности приходится 35—38 % (540—580 тыс. тонн) от всех объемов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух в целом по Донецкому региону.
Опасный уровень загрязнения водных источников региона связан с большими объ?мами сточных вод. Ежегодно объ?мы сточных вод в Донецкой области составляют около 2 млрд. куб. м, прич?м на угольную промышленность приходится более 50% всех стоков. Шахтные воды отличаются высоким содержанием взвешенных веществ (до 0,1 65 г/л), повышенной минерализацией (содержание солей до 3 г/литр приходится на 70% всех шахт, от 3 до 7 г/литр на 26% всех шахт), из-за чего в водо?мы и реки ежегодно сбрасывается более 3 млн. т минеральных солей и веществ. Это привело к повышению в ряде случаев минерализации поверхностных водных источников в Донецкой области до 2 – 2,9 г/л, увеличению содержания в водо?мах тяжелых металлов и заиливанию водных объектов.
Закладка выработанного пространства — совокупность процессов по заполнению подземного выработанного пространства шахт закладочными материалами.
Закладка выработанного пространства применяется для управления горным давлением, снижения потерь полезных ископаемых в недрах, выемки законсервированных охранных целиков, предотвращения подземных пожаров и внезапных выбросов угля и газа, уменьшения деформаций поверхности земли и охраны от разрушения объектов на подрабатываемых территориях, оставления в шахте породы от проходческих работ, повышения безопасности горных работ. В зависимости от полноты заполнения выработанного пространства закладка выработанного пространства может быть полной или частичной. По способу транспортирования закладочного материала и формирования из него массива закладка разделяется на гидравлическую, пневматическую, твердеющую, самотёчную, механическую.
Локализация влияния породных отвалов при тушении и рекультивации, переход на плоскую форму складирования породы не обеспечивает необходимую степень экологической безопасности, хотя и эти работы ведутся редко. Приведенные факты указывают на важность и народнохозяйственную значимость поиска технических решений по снижению расходов на породные работы, объемов ее выдачи и складирования. Нестабильность породы по качеству и объемные лабораторные работе по ее определению практически исключает необходимость породы как ресурса для производства строительных материалов и др. Поэтому техническая политика шахты должна базироваться на использовании породы для своих нужд, практическая реализация чего эффективно выполняется методом полной закладки выработанного пространства, что обеспечивает уменьшение количества породы, которая выдается, а также возвращение ее в недра.
Статистический метод. Статистическое исследование массовых повторяющихся событий начинают со сбора наблюдений с образованием статистической совокупности результатов наблюдений. Далее результаты наблюдений систематизируют (формируется представительная выборка) и методами корреляционного или регрессионного анализа выявляют математическую зависимость 66 между изучаемыми величинами. Полученная зависимость (эмпирическая формула) анализируется с точки зрения ее объективности, универсальности, надежности.
Эмпирические зависимости отражают прошлое и настоящее объекта, поэтому их применение ограничивается некоторым периодом времени. Тем не менее, они могут быть полезны при выявлении взаимосвязей между основными параметрами явления и прогнозировании тенденций развития.
Сущность аналитического метода состоит в том, что путем технико- экономического анализа задача решается в общем виде, т. е. устанавливается расчетная формула и искомое неизвестное находится подстановкой в формулу исходных числовых значений. При решении задач в горном деле под аналитическим методом понимают нахождение оптимальных значений искомой величины путем использования математического анализа.
Очевидно, что для повышения технико-экономических показателей работы угольных предприятий необходимо изыскание решений, направленных на повышение технического уровня производства, на приведение шахт в состояние, отвечающее современным требованиям по комплексу всех факторов, включая экономические. На основании исследований, сотрудниками лаборатории технологии закладочных работ ДонУГИ, разработаны принципиальные рекомендации, которые могут быть положены в основу решения проблемы оставления породы в шахтах.
В настоящее время объем породы, получаемой в шахтах Донецкого региона, достиг 930 т на 1000 т угля и по мере увеличения глубины разработки имеет устойчивую тенденцию к дальнейшему росту. Сложные условия разработки крутых пластов, связанные с наличием неустойчивых вмещающих пород и изменяющиеся как. в пределах этажа, так и в направлении простирания пластов, могут быть скомпенсированы применением универсальных способов управления кровлей. К такому способу следует относить полную закладку выработанного пространства. Общеизвестно, что за счет оставления породы в шахте могут быть успешно решены такие сложные инженерные задачи, как создание условий для безопасной выемки запасов под охраняемыми объектами, управление горным давлением на пластах с трудно обрушаемыми кровлями, сползающими почвами и с самовозгорающимися углями. Кроме того, возможно снижение высоких температур в очистных забоях и создание предпосылок для разработки технологии безлюдной выемки угля.
Анализ технических разработок по комплексу проблем оставления породы в шахтах и использования ее для решения инженерных задач показывает, что основным направлением в организации закладочного хозяйства в ближайшее время должно быть использование участковых дробильно-закладочных комплексов. Использование закладки выработанного пространства позволяет весьма эффективно решать следующие инженерные задачи: применение механизированных крепей, возведение около штрековых бутовых полос и поддержание пластовых выработок за счет заполнения их дробленой породой в период погашения.
2. Смірний М.Ф., Зубова Л.Г., Зубов О.Р. Екологічна безпека териконових ландшафтів Донбасу: Монографія. – Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2006.C.182-202.
3. Архипов Н.А., Ельчанинов Е.АК., Горбачев Д.Т. Добыча угля и рациональное природопользование.-М.:Недра,1987.–C.177-236.
4. Бакка М.Т., Гуменик І. Л., Редчиць В.С. Екологія гірничого виробництва: Навчальний посібник. – Житомир: ЖДТУ, 2004. – C. 272-278.
5. Дузь А.И. Охрана среды и использование отходов угольного производства/ А.И. Дузь, Б.В. Пичугин, И.И. Дуденко. – Донецк: Донбас, 1990. – C. 14-34. 6.Николин В.И., Матлак Е.С. Охрана окружающей среды в горной промышленности. – К.: Д.: Вища школа. Головное издательство, 1978. – C. 172-186.