автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Обоснование природосберегающих технологий разработки подводных сапропелевых месторождений

ЬЗ

1.7 ' ------

1Шистерство-яа^Г'ВДеаважш'й-тохнтеёокой полита« ■■~~ Российской федерации . . . . -.

с Анит- гаггЕи^с^ордад г

•п-:--- ••ш5адвг кЪтк7?щшсо красшго знамени

ГОСУДЛРСТВЕШШ _______утгаёрсйте!)

Руденский Сергей Стаяисхаювхч ОВОСЮВАНИЕ ПРИРбЯОСШРВРАЩйХ

__тдводны^едпропшБШПШоюадшя "

Специальность ОБ. 15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных ископаемых"

Автореферат

'дассертшфш ва соискание ученой степени кандидата техничвс 1<их наук ,

Саш5т-ШтврОург—~ . 1993

Работа выполнена в Санкт- Петербургском Государственном горкой институте им. Г. а Плеханова

Научный руководитель: Хэдодняков

доктор технических наук» Генрих

профессор ' Александрович

Официальные оппоненты: Воробьёв

доктор технических наук, Олег

профессор Генадьевич

кандидат технических наук. Подойников

ведущий научный сотрудник , Станислав

Иванович

Ведущее предприятие - ТО компания "ИнВЭко" (Институт водной экологии) г. Санкт-Петербург.

Защита состоится " и&н-Х 1993 г. в * " час. ыш. на заседании специализированного совета Д. 063.16.01 в Санкт-Петербургском горном институте им. Г. & Плеханова по адресу: 199026, г. Санкт-Петербург, 21-я линия, дом. 2, ауди-торин .

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института. Автореферат разослан " «^л»-? 1993 г.

Ученый секретарь . спецкалквированного совета

проф., д. т. н. ч . Э. И. Богуславский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Штребности экономики нашей страны в продукции горнодобывающей промышленности постоянно увеличиваются. Вместе с тем ограниченность и вевосполюаюсть органо-минеральных сырьевых ресурсов является- главным и вейьма жёстким объективным условием, нагадываемым на возможность роста добыч»! полеглых ископаемы*. Одним ив направлений, которое погпсияе? , увязать увеличение добычи сырья и рациональное использование недр, является переориентация промышленности на освоение нетрадиционных, восполняемых сырьевых источников. С этой точда зрения сапропели, запасы которых в результате эфтофировашш озер ежегодно пополняются на 1 млн. куб. м, а в общем исчисляется-десятками миллиардов кубических метров, представляет огромный. интерес для многих направлений современного и перспективного испольаования в сельскохозяйственном производстве, промыашенности и медицине.

Освоение сапропелевых ресурсов находится в начальной стадии развития. Этим объясняется стремление испольеовать при разработке ужа существующие технику и технологии, применяемые а горнодобывающих отраслях. Одной иа основных проблем природопользования являете? экологическая безопасность внедряемых технологий добычи и те ре работки полезных ископаемых. Прзтоку, учитывая влияние озера на экосистему прилегающего-к месту раа-работки района, актуаланымстановится поиск новых технических и технологических подходов к решению традиционных задач подводной добычи сапропелевых илов. В этом отнопенки большой интерес представляет разработка подводных сапропелевых месторождений методом внедряющегося грунтовайорника. В основу метода положены условия совдания в воне подводного эайо-д игбыгочного давления, обеспечивающего процесс рас консолидации зддонаоыщен-ной илистой массы и всасывание ей в подводящий патрубок пог-рузкного устройства,

Проектирование технологических сх^м на базе.более совершенных методов отработки подводньн сапропелевых месторождений, отвечающих не только требованиям экономической вфйектизнс-сти

разработки, но и обеспечивающих непосредственно в процессе добычи сапропелей восстановление водоемов для хозяйственных нужд, является актуальной научнойзадан-е й.

Цель работы - повышение эффективности разработки подводного сапропелевого месторождения за счет предложения и использования новых технологических схем развития рабочей зоны подводного карьера, обеспечивающих рекультивацию озерной котловины и полноэ восстановление оаера на момент окончания добычи.

Основная' идея работы заключается в том, что для повышения зффегаивности разработки, подводных " сапропелевых ■месторождений необходимо, учитывая физике-механические характеристики сапропелей естественной влажности, использовать взаимосвязь показателей развития рабочей зоны подводного карьера и рельефа ококтуривахчцего месторождение дна котловины озера. В качестве объекта исследований выбранно сапропелевое месторождение оаера Ксдиярви, расположенное в Ррионежском районе Карелии.

Методы исследований. Использован комплекс современных методов исследования, включающий обобщение • передовых достижений науки и производственного опыта, аналитический, математичесюто моделирования, а также сравнительные технике и эколого-экономические анализы существующих и предлагаемых технологий добычи сапропелевых нлос.

Автором предлагаются новые технологические схеш подводкой добычи сапропелевых илов и алгоритмы определения взаимосвязей их основных параметров, Сазирущиэся на сведущих выносимых на защиту научных положениях:

1. Доказано, чте при разработке подводных сапропелевых месторождений необходимо учитывать их особенности, гакиочаоцк-еся в высокой геку^ести сапропелевых 'ллов естественной влажности и четком окоитуругеанил месторождения породами дна озера.

. 2. При разработке педводных сапропелевых месторождений . изводом внедрявшегося грунтозаборкшга аадача по определению

параметров выработок подводного карьера сводится к: определению угла устойчивости откоса выработки, который предлагается рассчитывать с учетам изменяющихся фигигаЗ-механических характеристик сопроцелей и давления вьшелезчаших слоев по мере уве- • личеаия мощности месторождения и глубины озера....... . •

3. Расположение трутневого насоса ниже уровня зеркала во-. ди увеличения диаметра пульповода в два раза позволяет в.. 3-4 раза увеличить длину всасываедего пульповода, протянутого' по дну озера, обеспечивав возмсгс^сть отработки больягй площади сапропелевого месторождения с одной точки стояния дсбышого оборудования.

4. В качэстве экономического критерия при виборе наиболее оптимальной технологической схемы разработки сапропелевого месторожд ния предложена оценка ущерба наносимого экосистеме озера в процессе добычи, определяющего величину дополнительных затрат на природоохранные мероприятия и сроки полного восстановления водоема^........ ....................

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована: применением существующих методов саьнки эффективности гидромеханизкрованной раз-работга! месторолдений полезных ископаемых; широкой ииформациол-ной бааой исследовании; анализом практического опыта эксплу?,-таи/и сапропелевых месторождений; использованием методов математического моделирования о учёты фактических. исходных------

данных; приг~тымч - теоретическими предпосылками, б^ирухишми-ся на закономерностях формирования подводного карьера.

Научная новизна работы заключается а ела-дукщзм: •• --.......— " "......................, ■

- в качество критерия при выборе варианта отработки подводного сапропелевого месторождения воронками или траншеями предложено использовать коэффициент рельефа дна озера, оконту-рияавдрго зто мэсуорокдепие; .. - - •

- установлены зависимости изменения длины всасынахулрго пульповода от расположения грунтового . насоса по - отношению к " поверхнсс-та "зеркала воды, и от изменения диамэтра пульповода;

- рагработан метод эколого-экономичэской оиешеа э.сспауа-

. тации подводного сапропелевого месторождения, обеспечивающий выбор наиболее рациональной - вкологосбврегающей технологии.

Практическая ценность результатов, полученных в диссертации, заключается в разработке технологических схем ведения добычных работ на подводных участках сапропелевых- месторождений обеспечивающих: возможность круглогодичной добычи неразжиженного ила; возможность отработки значительных, объёмов полезного ископаемого с одной точки стояния добычного оборудования; экологическую безопасность добычных работ для окружающей среды и полное восстановление водоема на юиент окончания .добычи. .

Реализация выводов и рекомендации осуществлена при Технико-экономическом обосновании разработки опытных участков сапропелевого месторовдения озера Кодиярви. Расчетный экономический эффект в ценах 1990 года составил 365 тыс. руб. за счет уменьшения негативного влияния добычных работ и увеличения запасов водных ресурсов озера, а также при создании учебного пособия "Гидрамеханизированная разработка сапропеля", предназначенного для студентов специальности 0905.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Всесоюзном совещании "Проблемы рационального освоения миниральных ресурсов'Ч г. Хабаровск, 1991), на'Всесоюзной научио-техйической конференции молодых ученых "Добыча и обогащение комплексных руд" (г.Апатиты, 1991г.), на Республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования технологии подземных горных работ и охраны окру-экающай среды в.условиях перс...ода к рыночной экономике" (г.Новокузнецк, 1992 г.), на кафедре РШС и РГП в СПГИ 1993 г.

Пуб ликации. Основное содержание работы отражено, в 4 печатных работах.

Отру к т ура и о б ъ. ё м. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на/^2-страница мзшшгописного текста, содержит 19 рисунков, 25 таблиц, приложение и список литэратуры из 53 наименований.

*

- б -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОСТОЯНИЙ ВОПРОСА И ЗАДАЧА ШЗЛВДОВАШЯ. Эффективность разработки подводных сапропелевых месторождений во многом зависит от правильного вьбора технологической схемы добычи, ко- ■ торый нельзя проводить без учета свойств разрабатываемых сак-ропе^Гг и влияния технологических факторов на окружающую срз-. ДУ. .....

Разнообразие условий образования сапропелевых месторождений, широкий диапазон физического состояния, большое различие по размерам шгагчздей и мощности месторождений предопределяете выбор принципиально различных технологий добычи, транспортирования и первичной переработки сырья.

Решению технических к технологических сторон проблемы добычи сапропелевых илов посвящены труды докторов технически?: наук К. Г. Асатура, & Б. Добрецова, ИЗ. Лзяотко, А. В.Смирнова? и других; кандидатов технических мук С, К. ДуОияина, Е Н. Дудина, IIЕ Ермакова, И, Е йосаревича, Э. Г. Кшондзера^ А. П. ."¡едко, А. С. Овчинникова и других.

Анализ этих работ позволяет выделить два подхода к решз- -нию данной проблемы. Первый подход предусматривает использование техники, полутон гтй широкое распространение в горзюдобшза-жщих отраслях при гидромеханизированной и механизированной добыче. Однако в этом случае воэниказт проблема последующего восстановления водоема.

Второй подход предусматривает использование для экскавации сапропе*евых илов специальной техники. Теоретические исследования гидравлических систем замкнутого объёма, проведенный в Саякг-Петербургском горном институте под руководством д.т.н. Е Б. Добрецсва, позволили создать различные даджлиации погрулного кизконапорного грунтового насоса осозого тина со специальной камерой и рабочим колесом, обеспечивавшим перекя-чивште праггически неразикжзнного ила.

При выборе технических средств для рс.¡работки подеодньк сапропелевых мес:'0;кжделий наиболее актуальными являются 'следующие характеристики добычных малшн:

- ма'се;;малыга возможная глубина разработки;

- максикгиы'эк кскепот^гаия пульпы или влажность дибквзе-

мого сырья. '

Определяющим является физическое состояние добываемого полезного ископаемого - влажность ила или содержание, твердого компонента в пульпе, так как это, а конечном итоге, влияет на щюиойодиг&льность оборудования и дальнейшую технологию обеа-волсивания саарспелей.

С учетом изложенного б соответствии с идеей и целью работы основными задачами исследования являются технологические решения, обеспечивающие эффективное использование в качестве добычного оборудования погружного ниакона-порного грунтового насоса - ПЬТН.

йспоиьаованис ШЗ'Н наиболее целесообразно в тех случаях, когда всасываемая насосом пульпа перекачивается непосредственно в транспортные сосуды, практически минуя напорный тракт. ДсСыча нераэжиженнаго ила ПНГН достигается благодаря подводному располоу^нию рабочей камеры и тому, что всасывающий наконечник насоса постоянно внедряется в аабой в процессе работы.

ДИНАШи ПРОЦЕССОВ В ЗАБОЕ подводных ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК. На процесс экскавации основкоо влияние оказывают технологический иг ход добычи и свойства разрабатываемого грунта.

При разработке сапрспелсй свободным всасыванием происходит постоянной изменение условий контактирования иаконечника грунтоэаборника с &абоам, что влияет на консистенцию гидросмеси и параметры скоростного поля всасывания. Недостатков, присущих свободному всасыванию, ыокнс набежать, заглубляя всасывающий нзкоиечитс в разрабатываете еааровелавую толщу (размыв при рассредоточенной филмрацдк). йри таком методе ведения, работ ш? •увлекается в гсунтсзайорник фижьтрааиошшм потоков, ctiopccji. которого равла

Vr-\b'V, М/с (1)'

где -скорость дбшкшшя пульпы в' рыгсматриваемом се-

чэкин aoHei гсасыагння, м/с,

^ -ноиугньЕля скгрссть ве^ьшадмого потока, при которой начинается массовый этрь-в частиц груяга от забоя и перенос их к грумоааОорвику. м/с.

Bocnojrtsoeafisucb уравнением «зраарызности аеаскиююго " иотот опредадазм зжэдадь раЗочей '¿они фильтрационного алък*.

Sdc.mo> " Ste.n ' , M2 (2)

(У ' p

где ^fc« -плопрдь сечения, всасывавшего наконечника, м.

Образование сапропелевых' 'кесторождешгй в водоёмах предопределяет полное водонэаьгаэние осадка, а содержание ь порах болыаого количества влвги и' валэгшткв под водой обусловливает высока« текучесть сааропвлой при каруке.ч*:и их структурной лостаостн. В результате -угого образующаяся в рабочей аоие фильтрационного потока птлость; и-. заполняйте« сапроте- • • '

левой массой, "подтект-пз^й" из еьшлеАйедис слоев.

Гфоцесс. формирования воронки мокно рассмотреть в даа эта па:

1) Эрозия грунта под действием сгоростного поля фильтрационного потока ;

Z) Оползневые явления как результат нарушения продольного равновесия сил в массиве. " .

Обрушение откоса связано с преодолением кясвтелкшиа сдвнгаиздаш напрял-гния»« сил сопротивления груить Касательные н^рлнйния в сапропелевой толг„е возникают под воздействием веса вышележащего слол грунта и давления поды "на формирующуюся площадь просадки.

lia величину удельного сопротивления сдвигу, как иавйс:'.-нс, окаоывайт влияние удельное сцепление я силы внутреннего треки/..

T-S.*p + C , Я/и1 (Я)

Удельное сцепление - сапропелей определяется в основном связность., -2Г>» .тогда как' структурное сцеихеике сапропелей естественной влажности очень мало.

Сила внутреннего трения выражается через угод внутреннего трения при определенной влажности - У* ,

Srv'p igfw , Н/м4, (4)

где р - действуйте в массиве по данной ллое>дк.е сор-

мальков нелряявике, Н/м.л .. ... .... ' - •

Изменение фиаико-механич^скмх свойств саярапедей и даалъ— ния ка расчетный слой по мере узелшюнкя моща .ати,- иостирс—е- ; ■ нмя или тлубиян '.озера пбьсоляет говорчгь о . Еелиедн-? ^т-Ъ устойчивости откоса вырвбогкя с достато'шрй тсчмосгьз н;. ;; некоторое отрезке , л/г' ','• в связи с'-чем" а дисс^-ртацяотюЛ: р?~,;. ' . боте .иреджявнй юхе%ь расч .7а параметров '.Evpii-, ''

- 8" г

Оотки, учитывающая изменение вышеперечисленных исходных данных.4 В основу модели положено определение угла устойчивости откоса выработки в лпбой её точке.

В проектной и инженерно-геологической практике нашёл больше распространение метод д. т. е. ЕЕМаслова, определяющий профиль равнопрочного откоса сложенного рыхлыми породами, обладающих сцеплеаион и углом внутреннего трений. Согласно этому методу радиус заработки есть абсцисса точки на поверхности откоса, отвечающая определенной глубине расчетного слоя от поверхности месторождения.

ф'Уфу^^У. м (5) где ^"¿пц . , при

Следовательно, величина угла устойчивости откоса выработки, пройденной в ¿и слое, в некоторой точке / , равна величине угла наклона к горизонту касательной, проходящей череа эту точку (Рис. г) и определяется выражением

.\це "*< - мощность расчетного елся салрэпелей, м;

Л ~ внешнее давление ка расчетный слой, 1Ум( Л - сцепление сапропелей расчетного слоя, Н/м* - объёмный вес сапропелей расчетного слоя, кг/м' ~ ггоч внутреннего трения сапропелей расчетного

слой,, град.

Пзриод релаксации сапропелей естественной влажности изменяется в пределах от 2 до 25 часоа, поэтому под величиной угла подразумевается ве.т-чвг»а' угла установившегося профиля выработки.

При практическом применении предложенной программы для условий месторождения озера Кодиярви были получены следующие результаты. (Табл. 1).

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДОБЫЧИ САЯРОПЕЛЕШХ ЮЮВ. Сапропэ сэвые месторождения генетически связаны с историей воа-ниюшз^нлл и ра&вот-ич оэерной котловины. (Рис.2.)

Яы-Н* (сс9 6'+.

. ; . . • 9 - • -г: -..'.•- -л-: "

где с- '"А*- - степень заполнения озерной котловины

сапрогшевкии осадками, ...... ...........

гп - мсщкость месторождения, ы;

Нк - максимальная глубина котловины о&ера, м;

- (щжна водной' поверхности сзэра, у;

- ширина сапропелевого месторождения промилле чиой .мощности на поперечном разрезе котловины озера, м;.

сГ - угол, хараетериеуадЕЦй ааясгвптп бе]рега газ^зк-'.-яы озера, гразд.

У - угол, характеризующий развитие стложгний прошэ-ленной мощности по рельефу котловины, град..

Табл. 1.

Расчет параметров воронки обраауюадзйся при разработке месторождения ог. Кодиярви

1-г

оа" • т; I уср \ 'л®'' ^ I Ь,ор пропеля! | ! Г I

| м |т/мл 111/м*|грзд| м

-Ь

| у,'

Н/м*| град| и | м4

]

глюадс-| I ! тыэ |1,60 |1,1 |Б0

16 • 6

5701 19 ¡0,1 (32,5

I 11.07 |10 оргако-12,6 : . | генньв | |1,05 | 4

10 |4,5

.......I.....

5 I 3

410| 11 |4,5

ЗОЫ б.

оргаяи-| .|1,03 |.3

ческие |2,0 (1,02 | £

I |1,(Й I 2

I 11,01 )2

___!_I_

-|--

3 { 2 2 { 1 1 {0,6 1[ 0 ' _I-

-11£0<3,8-

112,2

н-

2021- 3,6 ¡22,2 . |......- -

161| 2,8 |38,1 ¡1С86С.5 1001 1,9 148,3 I 100| 2,1 164,2 ll2HWj.ll

Сравнение розтров шстораждэнш с разбрани волной поверхности озера, при той или иной степени эааознеим. коыоыат . осадкамя по её вяубчив позволяет дать объективную оцьхку сбор- . трования месторождения по ю ред&Фу оютуртаятго его дна огёряой ноттвит. >

V«

I ■'•(.'. еа/ммАле-' Л'' *** '

X.

• «

где

»1

Рис. 1. Формирование

воронки всасызаиия сапрсрпелевое местороадэние

, '.'Г Г-'СЬГ (В)

~ коэффициент рельефа дна озера.

В зависимости от значения месторождения комно кдас-еифицироза'гь на' '

, промышленный интерес представляет вся акватория

озера?

^</ , отложения промышленной мощности нредставлзны отдельными участками.

С учётом классификации оаёр ко велччине водной поверхности селрозелезые месторождения могут различаться по площади к форме. Пиошадь сапропелевого месторождения кмееа ьиачькие в плане ее сравнения с параметрами выработок, образующихся при разработке этого месторождения.

Количество неперекрызающихсс выработок на эаарэзе озера ■'будет риько г '

. ' "пся ' Г. . ^ ' ' (9) ' . !'

' где . ' '■ Г «рЦуляф; . угол установившегося профиля ,• выработки.. тгад. '¡.'¡г'1 :: ■ 1 . Л

. Технологическая оценка сапропелевого месторождения предполагает выбор технологии разработки:

.воротами или траншеями с'учетом анализа продольного и поперечных разрезов озерной котловины;

- на полную мощность или:послойно с учетом разнородности залегшдих сапропелей и требований к качеству добываемого

сырья. __ ..............,„....,-■*.—...... • -

.........Разработку воронками предлагается осуществлять.. . следующим -

образом, поверхность кровли ^поро*деиил разбивается на квадраты, в которые вписываются окружности, являющиеся основаниями воронок. С целью сокращокия потерь необходимо на птором этапе предусмотреть отработку межвыработочяых целиков. (Рис.3). Добычу производим до тех пор пока мощность вновь сформировавшихся целиков остаётся больше минимальной птшшленяой модности.

месторо.чдеи;в».

В обвей проблеме освоении сапропелевых ресурсов •наиболее. важным является вопрос создания рациональных технологий добы- . чи. В диссеотациспно й работе исследсв;ш?ы'технатаги1'ес!««., схе- 1

мы, предусматривающие разработку водонасыщэнных текучих сапропелевых илоэ подводных месторождений.

Схема 1. (Рис.1) Насос (1), смонтированный на настиле (2), приводится в работу двигателем (3). Ил через всасывающий шланг (4) поступает в напорный трубопровод (6) ,и далее в береговую ёмкость (6). Технология предусматривает траншейную разработку месторождения при веерном перемещении всасывающего пульповода, в этом случае интерес представляет определения максимально возможной догикы всасывающего пульповода для обеспечения отработки наибольшей площчди месторождения с одной точки стояния добычного оборудования.

■ /Уас- г )

L I Vs/г» у . (10)

где 9 - ускорение силы тяжести, и/с'

2 - превышение оси грунтового насоса над уровнем воды, м;

J) - диаметр пульповода, м ;

V - скорость течения ила в пульповоде, м/с • А - коэффициент Дарси.

Пренебрегая высотой расположения грунтового насоса и считая, что допустимый вакуум перед насосом Vae ~ 7 м, D »0,3 м, У »0,8 м/с с учетом полученного для этих значений Л -1,92 предельная длина всасывающего пульповода составит L »33,4 и.

Значительно увеличить длину пульповода можно за счет:

1)' Расположения грунтового нассса ниже уровня воды. При наших условиях 'погружение насоса на глубину 10 м приведет к увеличению длины пульповода до 87,5 м.

2) Улеличекля диаметра веасьгааюцэго пульповода. При увеличении диаметра в два . раза длина пульповода возрастает до 133,6 м.

Схема. 2. (Рис.4).- Насос (1) расположен на понтоне (2), вертикальное перемещение насоса осуществляется лебедкой-уксси-' ¡toft (4), по подводному напорному трубопроводу (Б) ил перемещается г. плавучую ёмкость (5) и транспортируется на'берег.

Схема 3. (Ркс. 4). С целью сокращения объёмов цикличного транслс-ртирсвакия добытого ила до береговых установок он из неperрусочных ёмкостей (5) перекачивается на .берег перистальтическим насосом (б). Технологичэские харшюгеристики иааопа.

Схема 2

Рис. 2, Технологические схемы разработки подводных; сапропелевых месторождений. 1. ПКГЯ; Р.. настил или понтоны (схемы 2,3) 3. пригодной двигатель; 4. всаськаш^й пульповод' (схема 1), лебедка.-укосина ' {схема 2), пб^иетадьтический насое (схет з); . 5. напорный пульповод; '6. накопительные емкое-' ги; 7. транепсгяглЫй трубопровод (схема 3); ■ 8. береговая накопительная ёмкость (схет 3).

С>:е:.а 3

во-

- 14 -

рассасываются в диссертационной работе.

Схема 2 и 3 предусматривают отработку , месторождения репками.

Мзашые месторождения, залегающие в небольших, по глубоких озерах, предлагается разрабатывать по. следующей технологии. (Рис.5). Еа берегу в непосредстЕбНисй близости от уреза воды , проходится шурф (3) из него в низшую точку котловины водоёма -горизонтальная сквалсша (2), оборудованная ватвором (Б). Сапропель из озера переменяется в ¡цурф под напором Н, расчет потерь которого проиаводится по формуле

£■]) . : " " (И)

Для ранее прилитых нами условий потери напора в скиалаше соотносятся к еб длине как 1/5. Уменьшить это соотношение можно зе счет увеличения диаметра скважина В табл. 2 приводятся расчетные технологичзские характеристики, предлагаемой схемы

Н.

добычи.

Рис. 5. Безнапорная схема .добычи сап-ропелей.

1.сапропелевые илы,

2.горизонтальная скаалона, 3. шурф, 4. пода, 5. затвор.

Расчет парам? хро?' безнапорной схемы добычи сапропелей

Табл. 2.

Л , м 0 , и/ч с , и , к , час

, 5- ' ■ . • 1' 1'

0,3 • 202 . 10 2 ■ 2

25 ; 5 5

, - к\ 50 .10 10

' ■ .•' .' 1 0,5' 808 \ ' ' ' ' г •. • 26 ' ■ ' 00 ■ 100 ' 200 :. ' С, 25 0,5 ■ ' ,1,25 Г" 2,5 5,0 л 16,0 : 0,06 . .0,13 > 0,30 " 0..63 , 1,25 ' :

Надежные условия эксплуатации обеспечивается при непрерывном стационарном течении сапропелей в скважине, когда между" притоком кла в иурф и его выемкой устанавливается равновесный баланс, то есть поддерживается постоянный перепад уровней сапропеля в озере и шурфз.

Выбор одной из предложенных технологических схем мсмет быть осуществлен толы® применительно к условиям. конкретного месторождения, что предусматривает выполнение индивидугигтего' "проекта для каждого озерного местошядения сапропеля.

ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ САПРОПЕЛЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. В настоящее время в отечественной и зарубежной пршстике оценки экономической эффективности даятсль-ности предприятия существуют множество, методов и методик.- Наиболее объективно отражают экономическую деятельность предприя тия в условиях рынка дисконтгые методы. Это связано с присущей рыночной - экономике динамичноетья показателей лрсдаьод'стЕа.

В современной даровой практике ншдал большое распростри-нение критерий максимума суммарной приведенной чистой грубый! за весь срои эксплуатации месторождения, характеризующий обгугЛ абсожотный результат иньеетгохионяой деятельности и её конечный эффект

л™* , <««'

где /«• - срак эксплуатации месторождения, дат ;

¿с - срок строительства, лет; *с - объём капитадавло«зккй в строительство,

тыс. руб.;'

Пюц- фактическая пучйыяь ¿«<» , тне. руб.; г - продейтяая ст?вк" на кашггад, X . Однако, чтобы такая сценки бнла реальной ока должка учитывать помимо фактически приносимой ресурсом пр/бык! экодегч-чеекие цоследсгвяк от зкепяуз&аит юогорояд&пт.

При оценке эффективности рззрабст»-« сапропелевых меего-роэд^ний необходимо, учитывая специфику озернис экосистем, соизмерять наносима! в процессе дсОычи ущерб - /V и затраты на природоохранные мероприятия - Л** с мексокигьясй суи-марной приведенной чистой рря&шк вретрктгя за ьзеь срок

эксплуатации месторождения - П™^ и величиной возможного дополнительного дохода - л ÍJ .

Д VW < jf - f^ '-^Mf^ (13)

(1*4 Í4 Ыь,

где t^, - время зфтрофироаании водоёма после очистки,

лет;

tft* - время окончания ре культивационных работ, лет; t» - время начала получения возможного дополнительного дохода, лет.

Особэнкостью разработки озерных сапропелевых месторождений является то, что пр;т относительно равных капитальных затратах разброс значений суммарной чистой прибыли при различных технологических решениях не будет определяицкм для величины Э* .

Наибольшая эффективность разработки подводных сапропелевых месторождений достигается при наименьшем влиянии технологических процессов на окрукашую среду, так как величина дополнительных капитальных затрат на природоохранные мероприятия находится в пряшя зависимости от наносимого , б процессе добычи экосистеме озера ушер5а, определявдэго, в свои очередь сроки полного восстановления водоема. •

Начальным этапам по освоении сапропелевого месторождения должна предшествовать эколого-акономическая оценка разработки месторождения и выбор на основе этой оценки наиболее рациональной - природосберегающей технологии.

Методика оценки включает в себя следующие положения:

1) Учет возможного в процессе эксплуатации ущерба.

2) Расчет капитальных ьатрат на внедрение выбранной технологии. .

3) Расчет юдовсй производительности feo технологическим возможностям оборудования и определения срока эксплуатации мэстородр.еная.

4) Расчет суммарной приведенной чистой прибыли за весь

срок эксплуатации местсроэдэния. ■

5) Определение срока возврата вложенных капитальных затрат.

6) Составление технического проекта природоохранных ма-

- 17 -

роприятий и последующего хозяйственного освоения озера.

7) С учетом известной величины годовой чистой прибыли от продали сапропелевого сырья определение годовой кормы отчислений иа прибыли для финансирования природоохранных работ. .

. 8) Определение срока окончания природоохранных мероприятий. Началом финансирования природоохранных работ дол*£-н быть . срок возврата.капитальных-затрат на строительство предприятия.

9) Расчет среднего годового возможного дополнительного дохода и времени заиления водоем »

10) Расчет полной экономической эффективности от раеработки месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе на основании проведенных исследований предложено новее.резюнио актуальной задачи, 'заключаю™'"' ввейся в развитии методических положений оценки сапропелевых месторождений и обосновании экологоеберегаюкдх технологических схем их разработки, что позволяет гюшм добьпи ценного орга-номинералыюго сырья производить техни'.: кую рекультивацию внутреннего водоёма с наибольшим экономическим эффектом.

Основные научные и практические результаты работы загслю-чактгея в следующзм:

1. Доказана необходимость комплексного подхода в сценке сапропелевыг месторождений, учитьгаа1- ■ •• ^. влияние4" следующие факторов на характеризующее мосгороэд«ння параметры: тип месторождения (подводноепогребенное ); географическая зона сапропеленакопления ; приуроченность к рельефу местности; форма, размеры озера и рельеф дна езерной котловина

2. Рааработала но: классификация основных технических средств, используемых для подводной добычи салроьолевых- илоь,

г основанная па' т'зу но логической возможности добычи сапропелевой пульпа различной консистенции или неразхиженного гла.

-е......Д Установлено; что'при\заг.^леш1и веасыващйго/ипкинеч-

ника грунтоозборяика з разрабатыве^ную сапропелеву»-» толщу процесс добычи обеспечивается фильтрационным потоком. .При этом в его рабочей гоне образуется.полость,, которая -непрерывно'заполоняется сапропелевой массой,. "подтекающей"- .из. ;;ышелеули-нх'. ело-

ёв, обеспечивая качественную устойчивость добычного процесса.

4. Предложена математическая модель расчета параметров выработки, учитывающей изменение физико-механических свойств * сапропелей, давление вышележащих слосв по мере увеличения мощности отрабатываемого месторождения и глубины озера, а такие влияние этих факторов иа величину угла устойчивости откоса выработки. , ъ б. Установлена вовисимость изменения длины всасывающего , пульповода, протянутого по дну оаера, от изменения его диаметра и расположения грунтового насоса по отношению к уровню вер-¡«Ала воды.

б. Цредложена методика оценки экономической эффективности ^заработки подводных сапропелевых месторождений, основанная на принципе олизмерения наносимого в процессе добычи экосистеме оаера ущерба и аатрат на природоохранные мероприятия с максимальной суммарной приведенной чистой прибылью аа весь срок эксплуатации месторождения и величиной дополнительного дохода, полученного в результате восстановления водоема.

1 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ работы ьаключаотся в разработке технологических схем ведения добычных работ на подводных участках сапропелевых месторождений, обеспечивающих отработку значительных объёмов полезного ископаемого с одной точки стоя: ния оборудования, экологичную и круглогодичную добычу практи-■ чески неразжиязнного ила.

Использование полученных результатов при проектировании разработки сапропелевого месторождения оаера Кодиярви обеспечивает расчетный экономический эффект за счет уменьшения негативного влияния добычных работ на экологию оаера в размере 368 ткс.руС. ( ь ценах 1990г.).

ОСНОВНЫЕ 1ШЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ-

1) Совершенствование технологии добычи иловых отложений. Тег. докладов. Всесоюзная начно-техничаской конференции "Добыча и обогащение" комплексных .руд". Апатиты, 1991, с. 53-64.

. ?Л Совершенствование разработки озэрных сапропелей. Тез. докладов. Всесоюзное совещание "Проблемы рационального осьоекия минеральных ресурсов". Хабаровск, 1991, с. 133-137. Соавтор - Добрэцоэ ЕВ.

3) Зколого-экономические предпосылки разработки иловых отложений. Tee. докладов. Республиканская научно-тезаютеская конференция "Яугл совершенствования технологии подзеиных горных работ и охраны окруиащэй среды в условиях перехода к рынку". Новокузнецк, 1992, с. 40. Соавтор - Репетух 0. Е

4) Особенности технологической.оценки подводных,, сапропз-" -левых месторождений. Межвузовский сборник научных трудов "Ра-imoHfuibHoe использование недр.: и охрана, окружающей среды'5.-

С. -Петербург. Изд. Горный институт, 1692, с. 98-105. Соавторы ~ Дэбрецов & Б., Холодняков Г. А