Использование подземного пространства горных предприятий для размещения твердых отходов

Московский 
'-' 
государственныи 

горный 

университет 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е 
Т 

Председаmель 

Л.А. ПУЧКОВ 

Зам. председаmеля 

л.хгитис 

Члены редсовета 

ИВ. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. К4РТОЗИЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И ОСИПОВ 

Э.М. СОКОЛОВ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЯ 

Е.ИШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕJIЬСГВО 
московского 

ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор МГГУ, 

чл.-корр. PAI-I 

диреюпор 

Издаmе.i?.Ьсmва МГГУ 

акад~vtuк РАЕН 

акаде.iиик РАЕН 

академик РАЕН 

акаде.;ник РАН 

акаде..мик РАН 

академик МАНВШ 

акаде1.1ик РАН 

профессор 

академик РАН 

акад~ник РАН 

И.М. Закоршменный 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 
ПОДЗЕМНОГО 
ПРОСГРАНСГВА 
ГОРНЫХ 
ПРЕДПРИЯТИЙ 
ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ 
ТВЕРДЫХ 
mходов 

Допущено Учебно-методически.,,, объединением 

вузов Российской Федерации по образованию 

в области горного дела в J,:ачестве учебного пособия 

для студентов вузов, об _ 
_v·чаЮЩlL'<СЯ по специальности 

rrП одземная разработка полезных ископаемыХ!! 

направления подготовки дunqоАтрованны..х 

специалистов «Горное дело!! 

Высшее 

горное 
--------образование------------~ 

МОСКВА 

ИЗДАIЕПЬСIВО МОСКОВСКОГО 

ГОСУ,ДАРСIВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИIЕIА 
2005 

УДК 622.012.2.00.68:502 

ББК 33.1 
3 19 

Экспертиза проведена 

Учебно-методически.м объединением вузов РФ по образованию 

в области горного дела (письмо М 51-11116 от 12. 09.2005). 

R"нига соответствует 

«Ги.гuенuческим требованИЯ!'vt к изданиям кни:ж:ным для взрослых 

СанЛиН 1.2.1253-03», утвержденным Главны.м государственным 

санwпарны;н врачом России 30 марта 2003 г. 

Рецензенты: 
• 
главный научный сотрудiШк ИПКОН РАН д-р техн. наук, проф. 

А. Т Айруни; 
• 
генеральный директор ЗАО «Горный конгресс» д-р техн. наук, 

проф. МИ 
Щадов 

Закоршмеввый И.М. 

3 19 
Использование подземного пространства горных пред
приятий для размещения твердых отходов: Учебное пособие 

для вузов. -М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005.-87 с.: ил. 
ISBN 5-7418-0392-Х 

Рассмотрены объемы и структура подземного пространства, технические, гидрогеологические, геомеханические и экологические требования к подземному пространству. Описаны принципиальные технологические схемы многофункционального использования подземного пространства. Дана экономическая оценка технологии и перспе11:тивные направления ее использования. 

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Подземная 

разработка месторождений полезных ископаемых» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». Может быть полезно инженерно-техническим работникам щахт. 

ISBN 5-7418-0392-Х 

УДК 622.012.2.00.68:502 

ББК 33.1 

© И.М. 3акоршменный, 2005 
© Издательство МIТУ, 2005 
© Дизайн книги. Издательство 

МIТУ,2005 

ВВЕДЕНИЕ 

Проблема рационального использоваiПIЯ подземного 

пространства закрываемых по различным причинам 

горных предприятий становится в последние годы все 

более актуальной. Это связано с большими затратами и 

возникновением социальной напряженности при их 

ликвидации. Значительное ухудшение экологической 

обстановки в горняцких регионах заставляет вести поиск решений по размещенmо отходов в подземном пространстве шахт и рудников. 

Опыт использования угольных шахт и рудников в 

Германии для размещеiПIЯ в них отходов показывает, 

что при определенных условиях можно рационально 

использовать их подземное пространство без экологического ущерба и со значительной экономической выгодой. Опыта размещения отходов в подземных выработках горных предприятий России нет. 

В книге рассматривается концепция использования 

подземного пространства горных предприятий России 

для размещения отходов. Решения даны применительно к горно-техническим условиям закрываемых утольных шахт. 

Приведенный анализ структуры закрывае:!\IЫХ угольных шахт России в различных регионах позволил обосновать диапазон производственной мощности перепрофилируемого предприятия по количеству размещаемых 

отходов и продолжительности его функционироваЮIЯ. 

Методы определения характеристик подземного nро
странства с позиций длительной устойчивости выработок, гидрогеологии, существующих схем вентиляции, 

транспорта, подъема, имеющегося шахтного оборудоВаiПIЯ использованы при разработке требований к под
5 

земному пространству, заполняемому твердыми бытовыми и промытленными отходами (ТБО и ПО). С учетом этих требований и экологии разработаны научные 

основы создания прmщипиальных технологических 

схем использования подземного пространства горных 

предприятий для размещения ТБО и ПО. 

АНАЛИЗ 

СГРУКIУРЫ 
ПОДЗЕМНОГО 

ПРОСГРАНСГВА 
ЗАКРЫВАЕМЫХ 
ШАХТ 

1.1 

ОБОСНОВАНИЕЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ 

ИСПОЛЬЗОВАIШЯ ПОДЗЕМНОГО 

ПРОСТРАНСТВА ЗАКРЫВАЕМЫХ ГОРНЫХ 
ПРЕДПРИЯТИЙ 

Достаточно сложная процедура санации иереитабельных 

угольных шахт одним из своих исходов предлагает закрытие 8-12 

шахт в год даже при наличии значительных запасов. С другой стороны, ежегодно происходит закрытие нескольких шахт в связи с 

отработкой промытленных запасов. В обоих случаях проекты на 

закрытие шахт не предусматривают полезного использования их 

подземного пространства. В лущпем случае используется незначительная часть выработок (теплицы, для нужд гражданской обороны 

и т.п.), однако такие проекты, как правило, оказываются экономически невыгодными. 

В последнее время все более широко дискутируется вопрос о 

более полном использовании подземного пространства закрываемых горных предприятий, в частности для размещения в них отходов разной степени токсичности. Поэтому при анализе горно-технической ситуации закрываемых угольных шахт необходимо оценить ситуацию с размещением отходов в России и мире и изучить 

мировой опыт использования подземного пространства шахт для 

размещения отходов в нем с учетом требований к подземным хранилищам. 

Одной из важнейших экологических проблем 1ородов, в которых в СШ 
проживает около 70 % населения, является проблема 

утилизации всех видов муниципальных и промьlшленных отходов. 

Отходы представляют эпидемическую опасность, нарушают эстетический облик городов и прилегающих территорий. В то же время 

в отходах содержатся и ценные компоненты, которые могут использоваться в качестве вторичного сырья. 

Источником образования отходов являются жилые, общественные, административные и другие учреждения, промытленные предприятия, территории общего пользования. 

9 

В среднем годовое количество бытового мусора, приходящееся 

на одного европейского жителя в городах, принято 400 кг, а в сельской местности- 170 кг [1]. 

Промытленные отходы (ПО) можно разделить на отходы производства и потребления [1]. Отходами производства следует считать остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образовавшиеся 

при изготовлении продукции, полностью или частично утратившие 

свои 
потребительские 
свойства, 
а 
также продукты физикохимической или механической переработки сырья, получение которых не являлось целью производственного процесса. В процессе 

производства образуются сточные воды и их осадки, дымовые газы 

ит.п. 

Отходами промытленного потребления считаются различного 

рода изделия, комплектующие детали и материалы, которые по тем 

или иным причинам непригодны для дальнейшего использования 

(металлолом, вьШiедшее из строя оборудование, изделия технического назначения из резины, пластмасс, стекла и т.п.). 

Классификация ПО основана на систематизации их по отраслям 

промышленности, возможностям переработки, агрегатно!\fУ состоянию, токсичности и т.д. Каждая отрасль промышленности имеет классификацию собственных отходов. 

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» все ПО делятся на четыре 

класса: первый чрезвычайно опасные, второй высоко опасные, 

третий умеренно опасные и четвертый малоопасные. Так, например, наличие в отходах ртути, сулемы, хромовокислога ка.пия, 

оксида мьШiьяка и других высокотоксичных веществ позволяет отнести их к первому классу. Ко второму классу опасности относят 

отходы с содержанием хлористой меди, хлористого никеля, трехокисной сурьмы, азотно-кислого свинца и др. Отходы, содержащие 

сернокислую медь, щавелевокислую медь, оксид свинца, четыреххлористый углерод и др., относятся к третьему классу. Наличие в 

отходах МпSО4, Р2О5, ZпS04, ZпС12 дает основание отнести их к 

четвертому классу опасности. 

Конечным этапом обезвреживания большинства неутилизируемых городских ПО, исключая особо токсичные, а также инертный 

строительный мусор и т.п., в настоящее время является сжигание, 

10