Обоснование технологии открытой разработки мощных пологозалегающих угольных пластов
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 156
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-7638-3924-1
Артикул: 765700.01.99
Приведены результаты исследований процессов вскрышных, добычных и рекультивационных работ. Описаны механизмы взаимосвязи между этими процессами в зависимости от горнотехнических условий разработки месторождений полезных ископаемых. Изложена методология определения срока существования горнодобывающих предприятий с учетом проведения горнотехнического и биологического этапов рекультивации.
Предназначена для научных сотрудников, аспирантов и инженерно-технических работников. Может быть полезна специалистам для проектных организаций, а также и студентам, обучающимся по специальности «Открытые горные работы».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Приведены результаты исследований процессов вскрышных, добычных и рекультивационных работ. Описаны механизмы взаимосвязи между этими процессами в зависимости от горнотехнических условий разработки месторождений полезных ископаемых. Изложена методология определения срока существования горнодобывающих предприятий с учетом проведения горнотехнического и биологического этапов рекультивации. С. А. Бобров, В. Е. Кисляков ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГОЗАЛЕГАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
– 1 – Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Сибирский федеральный университет С. А. Бобров, В. Е. Кисляков ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГОЗАЛЕГАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Монография Красноярск СФУ 2019
– 2 – УДК 622.271.32 ББК 33.31,26 Б725 Р е ц е н з е н т ы: Ю. М. Овешников, доктор технических наук, профессор Забайкаль ского государственного университета, заведующий кафедрой «Открытые горные работы»; И. И. Вашлаев, кандидат технических наук, старший научный со трудник лаборатории проблем освоения недр Института химии и химической технологии СО РАН Бобров, С. А. Б725 Обоснование технологии открытой разработки мощных поло гозалегающих угольных пластов : монография / С. А. Бобров, В. Е. Кисляков. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2019. – 156 с. ISBN 978-5-7638-3924-1 Приведены результаты исследований процессов вскрышных, добычных и рекультивационных работ. Описаны механизмы взаимосвязи между этими процессами в зависимости от горнотехнических условий разработки месторождений полезных ископаемых. Изложена методология определения срока существования горнодобывающих предприятий с учетом проведения горнотехнического и биологического этапов рекультивации. Предназначена для научных сотрудников, аспирантов и инженерно технических работников. Может быть полезна специалистам для проектных организаций, а также и студентам, обучающимся по специальности «Открытые горные работы». Электронный вариант издания см.: УДК 622.271.32 http://catalog.sfu-kras.ru ББК 33.31,26 ISBN 978-5-7638-3924-1 © Сибирский федеральный университет, 2019
– 3 – ВВЕДЕНИЕ Программа действий по охране земельных ресурсов обычно осу ществляется после обоснования направления развития горных работ, схемы вскрытия, системы разработки, режима горных работ и т. д. Это становится причиной того, что уже после принятой технологии горных работ, в сущности, обусловливаются размеры нарушенных земель. При разработке мощных пологозалегающих угольных пластов, ко гда приёмная емкость отвальной заходки в несколько раз превышает объем вскрышной заходки, при отсыпке внутренних отвалов до уровня дневной поверхности происходит отставание отвальной зоны от рабочей зоны. Вследствие этого происходит увеличение нарушаемых и уменьшение восстанавливаемых земель, а также образуется возрастающий разрыв во времени между нарушенными и восстановленными землями. В результате этого несвоевременно осуществляется восстановление нарушенных земель, что негативным образом влияет на окружающую среду. В числе важных решений является целесообразность открытой разработки месторождений, определяемая главными параметрами разреза, к которым относятся: параметры рабочей зоны (длина, ширина и глубина); производственная мощность и промышленные запасы; срок существования предприятия; параметры вскрывающих выработок, а также установление начального положения и направления развития горных работ, календарное распределение размеров площадей нарушений и восстановлений, объемов вскрышных, добычных и рекультивационных работ по годам за весь срок существования разреза. Технология разработки месторождения – это совокупность спосо бов и приемов, взаимосвязанных, с одной стороны, процессов горных работ, с другой – рекультивации нарушенных земель. Поэтому необходимо рассматривать технологию разработки как единое целое, взаимосвязанное в процессах вскрышных, добычных и рекультивационных работ. В связи с этим для обоснования технологии разработки необходимо проводить исследования механизмов взаимосвязи между процессами горных и рекультивационных работ в зависимости от природногеологических условий разработки месторождений полезных ископаемых. При этом оценка эффективности воспроизводства земельных ресурсов при открытой разработке будет производиться, прежде всего, по показателям размеров площадей нарушений и восстановлений земель, которые определят режим горных работ как режим нарушения и восстановления земель или режим управления техногенным рельефом (РУТР).
– 4 – Отдавая главенствующую роль режиму горных работ при решении задачи рационального использования земельных ресурсов, необходимо устанавливать методику обоснований рациональных направлений развития горных работ, то есть принимать такое направление развития горных работ, при котором возможно наиболее эффективно производить выемку и укладку вскрышных пород в тело отвалов. Основные процессы горных работ и горнотехнического этапа ре культивации предопределяют контур рабочей зоны разреза, элементами которой являются вскрышные, добычные и рекультивационные работы, устанавливающие технологию открытой разработки. Распределение процессов горнотехнического этапа (например, первичная, вторичная планировка отвала, выполаживание или террасирование откосов отвала) производится на участках земель, равных годовому подвиганию отвального фронта. Процессы горнотехнического этапа проводятся после усадки отвалов. Для этого устанавливается время усадки пород отвала. Это позволит в целях своевременности и повышения качества рекультивационных работ установить рациональные параметры и сроки их проведения. Сформированные горные выемки, представляющие собой вырабо танное пространство от вскрывающих капитальных траншей и разрезной траншеи, характеризуются как остаточные. В результате этого происходит загрязнение прилегающих к району разработок площадей земель, воздушного и водного бассейнов. Поэтому естественно, что для изоляции и ликвидации вредного воздействия горных работ на ландшафтную систему необходимо стремиться к сокращению времени вредного воздействия за счет своевременного проведения рекультивации, эффективность которой, как следовательно и всей разработки месторождения, будет зависеть от установленного объема рекультивационных работ по восстановлению площадей земель от остаточных горных выработок. Определение объема этих работ позволят с точки зрения рационального использования земельных ресурсов получить прогнозную оценку их размеров. Выбор наиболее эффективного варианта направления развития горных работ в режиме рационального нарушения и восстановления земель, в зависимости от горнотехнических условий разработки, возможен при условии проведения горно-геометрического анализа месторождения, построения календарного графика вскрышных, добычных и рекультивационных работ и следования ему с целью рационального использования земельных ресурсов. Для выявления состояния использования земель на разрезах долж на производиться оценка земельных отводов горных предприятий, прежде всего, по основным показателям: площади нарушаемых и восстанавливаемых земель; коэффициенту рекультивации; землеемкости добычи;
– 5 – размерам теряемых земель (абсолютных и относительных); степени использования земель. Они служат не только основанием для прогнозирования различных землеустроительных мероприятий, но и позволяют создать реальные предпосылки для системного поиска своевременного проведения рекультивационных работ и сокращения нарушений территорий земель при добыче полезных ископаемых открытым способом. Применение основных показателей использования земельных ре сурсов в совокупности с главными параметрами разреза позволит в полной мере объективно подойти к оценке последствий открытой разработки на земельные ресурсы. В этой связи обоснование технологии мощных пологозалегающих угольных пластов по основным показателям использования земельных ресурсов и в совокупности с главными параметрами разреза является актуальной научной и важной практической задачей.
– 6 – 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОХРАНЫ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ КАНСКО-АЧИНСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА 1.1. СОСТОЯНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ Наибольшее и наименьшее количество нарушенных сельскохозяй ственных угодий (2100 и 981 га, из них 90,4 и 100 %) – это пашни, соответственно, в Назаровском и Шарыповском административных районах. При этом общее количество восстановленной пашни составляет всего лишь 14,9 %, а в указанных районах не восстановлено ни одного гектара пашни (табл. 1.1). Увеличение доли восстановленных земель до 64,1 % под лес и снижение её до 8,1 % для кормовых угодий указывает на изменение приоритетности восстановления нарушенных земель. Приоритет в пользу леса и кормовых угодий продиктован прежде всего более жесткими требованиями к восстановленному рельефу для пашни и, следовательно, высокими затратам горнотехнического этапа рекультивационных работ. Так, стоимость 1 га пашни составляет 211 млн руб., под лес – 13 млн руб., естественное зарастание – 2,6 млн руб. Биологический этап рекультивации 1 га пашни составляет 5,6 млн руб. за га (данные Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края). Следует отметить в этом случае, что при стремлении недропользователей восстанавливать нарушенные горными выработками земли под лес и кормовые угодья приводит к увеличению продолжительности биологического этапа рекультивации под указанные угодья, что существенно задерживает срок сдачи земель прежним землепользователям и землевладельцам. Например, длительность периода биологического этапа для земель под пашню составляет с нанесением плодородного слоя почвы (ПСП) 4–6 лет, а для кормовых угодий (сенокос, пастбище) с нанесением ПСП –2–8 лет, без ПСП – 6–10 лет. Период лесохозяйственной рекультивации принимается равным периоду развития лесных культур до смыкания крон, что в регионе разработки месторождений Канско-Ачинского угольного бассейна при посадке на рекультивированных землях, например, сосны составит не менее 18–25 и более лет [23]. В связи с этим при проектировании и планировании развития горных работ необходимо устанавливать оптимальный вариант (варианты) направления рекультивации.
– 7 – Таблица 1.1 Земельный баланс территории формирования Канско-Ачинского угольного бассейна* по состоянию на 2006 г. Административный район Нарушено, га Общая площадь Восстановлено, га Строительство и другие цели, га Землевание, га Создание искусственных водоёмов, га Прочее, га Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Рыбинский 1 759,9/100 1 759,9/100 -//-//876,7/100 827,3/94,4 236,4/27 560,4/63,9 30,5/3,5 0,0/0,0 -//4,4/0,5 45/5,1 Назаровский 2 100/100 1 899/90,4 -//201/9,6 447,3/100 297,7/66,6 -//200,8/44,9 96,9/21,7 98/21,9 -//0,6/0,1 51/11,4 Шарыповский 981/100 981/100 -//-//256,1/100 251,1/98 -//251,1/98 -//-//-//2/0,8 3/1,2 Итого 4 840,9/100 4 639,9/95,8 -//201/4,2 1580,1/100 1376,1/87,1 236,4/14,9 1012,3/64,1 127,4/8,1 98/6,2 -//5/0,3 99/6,4 Примечание. В числителе – тыс. га; в знаменателе – % от общей доли. *По данным ОАО «СУЭК-Красноярск» и Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края.
– 8 – Таблица 1.2 Земельный баланс разрезов Канско-Ачинского угольного бассейна * по состоянию на 1995 г. Административный район Нарушено, га Общая площадь Восстановлено, га Землевание, га Создание искусственных водоёмов, га Прочее, га Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Рыбинский (разрез «Бородинский») 1 571/100 1 571/100 -//- -//381/100 58/15,2 58/15,2 -//-//-//-//323/84,8 Назаровский (разрез «Назаровский») 1 919/100 1 919/100 -//- -//120/100 100/83,3 9/7,5 19/15,8 72/60 -//-//20/16,7 Шарыповский (разрез «Березовский») 737/100 737/100 -//- -//5/100 -//-//-//-//-//-//5/ Итого 4 227/100 4 227/100 -//- -//506/100 158/31,2 67/13,2 19/3,8 72/14,2 -//-//348/68,8 Примечание. В числителе – тыс. га; в знаменателе – % от общей доли. * По данным Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края.
– 9 – Таблица 1.3 Земельный баланс разрезов Канско-Ачинского угольного бассейна * по состоянию на 2000 г. Административный район Нарушено, га Общая площадь Восстановлено, га Землевание, га Создание искусственных водоёмов, га Прочее, га Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Всего сельхозугодий Пашня Лес Кормовые Рыбинский (разрез «Бородинский») 1 519/100 1 519/100 -//-//40/100 8/20 8/20 -//-//-//-//32/80 Назаровский (разрез «Назаровский») 1 796/100 1 796/100 -//-//64,5/100 17/26,4 -//8/12,4 9/14 -//-//47,5/73,6 Шарыповский (разрез «Березовский») 737/100 737/100 -//-//–/100 -/-//-//-//-//-//-// Итого 4 052/100 4 052/100 -//-//104,5/100 25/24 8/7,7 8/7,7 9/8,6 -//-//79,5/76 Примечание. В числителе – тыс. га; в знаменателе – % от общей доли. * По данным Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края.