автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Обоснование технологии консервации открытых горных выработок при разработке месторождений строительных горных пород

1 .ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Основные положения по консервации горного предприятия.

1.2. Консервация горных выработок при разработке месторождений строительных горных пород (объект и цель исследования).

1.3. Состояние запасов строительных горных пород, их добычи и положение с консервацией карьеров Волгоградской области.

1.4. Обоснование задач исследования.

2. АНАЛИЗ ЗАКОНОДАТЕЛЬНО-ПРАВОВОЙ БАЗЫ КОНСЕРВАЦИИ КАРЬЕРОВ.

2.1. Основные законы и постановления федерального уровня по консервации предприятий по добыче полезных ископаемых.

2.2. Участие региональных и местных органов управления в консервации карьеров.

2.3. Основные требования к проекту консервации карьера

Выводы по главе.

3. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНСЕРВАЦИИ КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.

3.1. Мероприятия по консервации карьера.

3.2. Порядок осуществления горнотехнических мероприятий при консервации, параметры основных технологических схем консервации карьеров.

3.3. Влияние основных параметров карьера на методы консервации. Типовые модели карьеров.

3.4. Установление зависимости направления консервации карьера с временной рекультивацией его поверхности.

3.5. Методика определения направлений временной рекультивации при консервации карьера.

Выводы по главе.

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ КОНСЕРВАЦИИ КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫЗХ ГОРНЫХ ПОРОД.

4.1. Долговременная консервация Линевского карьера известняков.

4.1.1. Общие сведения.

4.1.2. Расчет объемов работ, необходимых для выполаживания бортов карьер.

4.1.3. Расчет объемов работ по подсыпке восточного борта карьера.

4.1.4. Расчет объемов работ по подсыпке южного, западного и северного бортов карьера.

4.1.5. Технологические схемы выполаживания бортов Линевского карьера.

4.1.6. Расчет объемов работ по подсыпке дня карьера.

4.1.7. Расчет объемов работ по выполаживанию бортов карьера буровзрывным способом.

4.1.8. Календарный план работ по горнотехнической консервации бортов карьера.

4.2. Консервация Каменского карьера известняков

4.2.1. Общие сведения.

4.2.2. Характеристика горных работ и оценка ситуации по консервации карьера.

4.2.3. Горнотехнические мероприятия по консервации

Каменского карьера.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО КОНСЕРВАЦИИ КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.

5.1. Учет экономических последствий и формирование затрат, связанных с консервацией карьера.

5.2. Особенности оценки имущественного комплекса карьера и его финансового положения.

5.3. Оценка стоимости запасов месторождения полезных ископаемых карьера.

Выводы по главе.

Консервация горных предприятий непосредственно связана с рациональным недропользованием, которое приобретает особую значимость в период становления рыночной экономики, лицензирования различных видов деятельности, в том числе и недропользования. Закон Российской Федерации «О недрах» предусматривает консервацию предприятий по добыче полезных ископаемых по истечении срока действия лицензии или при досрочном прекращении пользования недрами. Досрочное прекращение пользования недрами наступает в случаях временной невозможности или нецелесообразности дальнейшей эксплуатации горного предприятия по технико-экономическим, экологическим, горнотехническим и другим причинам.

Для карьеров прекращение пользования недрами наступает при остановке горных работ на срок, превышающий длительность технологических перерывов, предусматриваемых Рабочим проектом разработки месторождения. В этом случае возникает необходимость выполнять мероприятия по консервации карьера.

Наиболее часто приостанавливают свою деятельность карьеры по разработке общераспространенных полезных ископаемых и переработке их на природные строительные материалы. Академик Ржевский В.В. выделил их в отдельную группу - карьеры строительных горных пород. Особенностью этих карьеров является их многочисленность (по данным различных источников их количество в России превышает 5000), небольшие геометрические параметры, использование мобильной техники при незначительной производственной мощности. Работа этих карьеров в значительной мере подвергнута конъюнктуре рыночных взаимоотношений, они часто останавливают свою деятельность на длительные сроки без каких-либо консер-вационных мероприятий. При этом открытые горные выработки представляют реальную опасность, связанную с падением людей и животных в карьеры, с несчастными случаями при несанкционированной выемке полезного ископаемого вручную или средствами малой механизации. Не законсервированные открытые горные выработки негативно влияют на качество вскрытых запасов полезного ископаемого и его сохранность. «Брошенные» карьеры часто превращаются в несанкционированные свалки бытовых и промышленных отходов, существенно ухудшая экологию района. В этой связи обоснование технологии консервации открытых горных выработок при остановке работы карьеров строительных горных пород является актуальной задачей.

Объектом исследования в данной работе являются карьеры строительных горных пород, приостановившие свою деятельность по технико-экономическим причинам, как правило, связанных с нестабильностью рыночных отношений.

Идея работы заключается в том, что на карьерах строительных горных пород к любому моменту остановки их деятельности должны быть выполнены мероприятия по консервации, которые разрабатываются при проектировании карьера и выполняются совместно с производством горных работ.

Цель работы состоит в разработке технологических схем консервации открытых горных выработок с учетом принимаемых при проектировании решений по разработке и рекультивации нарушенных горными работами земель, обеспечивающих постоянную и эффективную консервацию в соответствии с требованиями промышленной безопасности и рационального недропользования.

Научные положения, выносимые на защиту.

В работе установлено что:

- технология консервации открытых горных выработок должна определяться на стадии проектирования совместно с основными технологическими решениями по разработке и рекультивации карьера с учетом обеспечения промышленной безопасности и рационального землепользования;

- обвалование открытых горных выработок производится совместно с вскрышными работами, его параметры и трудоемкость находятся в прямой зависимости от длины фронта вскрышных работ и скорости его подвигания. При длительной остановке работы карьера рабочий борт выполаживается, его параметры и схема выполаживания, в основном, зависят от направления рекультивации, глубины и периметра карьера, значения среднего коэффициента вскрыши;

- реализация технико-экономических мероприятии консервации целесообразна при возможном оживлении рынка сбыта, когда с учетом преобладания интересов карьера затраты, связанные с консервацией, ниже суммы совокупного денежного выражения оцененных позитивных последствий консервации и положительных результатов деятельности - дохода карьера после консервации.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются представительным анализом состояния горных работ и положения с консервацией открытых горных выработок на карьерах строительных горных пород, результатами проектных проработок, рекомендованных технологических решений, достаточной сходимостью расчетных данных с фактическими результатами и положительным эффектом при консервации Линевского и Каменского карьеров ГП «Волгоградавтодор».

Научное значение заключается в установлении зависимостей параметров технологических схем консервации от геометрических параметров карьера, свойств разрабатываемых пород и среднего значения коэффициента вскрыши, на основании которых выполнена типизация карьеров, позволившая разработать методику по определению направлений консервации; разработана методика технико-экономической оценки консервации карьера.

Практическое значение состоит в том, что для условий карьеров строительных горных пород разработаны технологические схемы, позволяющие на стадии проектирования решать задачи эффективной консервации открытых горных выработок и осуществлять их в процессе производства горных работ, поддерживая карьер в постоянной готовности к консервации.

Реализация результатов работы осуществлялась при консервации Линевского и Каменского карьеров ГП «Волгоградавтодор». Разработаны рекомендации по проектированию мероприятий при консервации карьеров строительных горных пород, принятые Управлением Нижне-Волжского округа Госгортехнадзора России, 7

Результаты работы докладывались на симпозиумах «Неделя горняка-97», «Неделя горняка-98» (МГГУ, Москва) и на Международной научно-технической конференции «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 1998 г.).

Автор приносит искреннюю благодарность коллективу кафедры технология, организация и механизация открытых горных работ МГГУ за поддержку и помощь в процессе обучения и выполнения диссертационной работы и признателен за помощь профессору П.И.Томакову.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 32 рис., 17 табл., список использованных источников из 80 наименований.

Выводы по главе

1. В данной главе разработаны методические основы экономического обоснования консервации карьера.

2. Консервация и расконсервация карьера предполагают необходимость учета возможных последствий или событий, которые влияют на величину затрат и результатов.

Необходимые денежные средства должны учитываться исходя из целевого назначения (консервацию, содержание и обслуживание законсервированного карьера, социальную защиту работников, расконсервацию).

3. Установлено, что оценка имущественного комплекса карьера должна осуществляться по рыночной стоимости с учетом ее особенностей, полезных свойств и способности приносить прибыль, при этом обязательным условием является выбор методов оценки (затратный, доходный, сравнительный).

118

4. Расчетом установленный при посредстве четырех групп индикаторных показателей уровень финансовой устойчивости указывает на необходимость принятия мер по стабилизации финансово-хозяйственной деятельности карьера.

5. Оценка стоимости запасов месторождения полезных ископаемых осуществлена на основе рентного подхода и доказана их перспективная эксплуатация после оживления рынка сбыта товарной продукции карьера.

Заключение

В результате выполненных в работе исследований дано научное обоснование технологии консервации открытых горных выработок при разработке месторождений строительных горных пород.

Проведенные исследования дают основания сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Мероприятия по консервации открытых горных выработок должны разрабатываться на стадии проектирования карьеров строительных горных пород и выполняться в два этапа:

- на первом этапе совместно с вскрышными работами выполняется обвалование открытых горных выработок оградительным валом;

- на втором этапе, при долговременной консервации, производят выполаживание рабочих бортов карьера с учетом требований рекультивации нарушенных горными работами земель.

2. Для карьеров производительностью до 300 тыс.м3 в год и скоростью подвигания вскрышного фронта не более 100 м в год рекомендована обваловка из пород вскрыши бульдозерами ограждающим валом удельной емкостью 1315 м /м. Шаг переноса ограждающего вала должен соответствовать годовому или сезонному подвиганию фронта вскрышных работ, при этом бульдозеру среднего класса достаточно для обвалования 1-2 недели работы в начале сезона.

3. Наиболее рационально для карьеров глубиной 40-50 м выполаживать борта карьера до угла откоса в 18-25° планированием бульдозерами, при этом длина откоса не должна превышать 100 м.

4. Выполаживание откосов бортов карьера засыпкой возможно при достаточном наличии вскрышных пород, при этом направления консервации для различных глубин карьера будут следующими:

- сельскохозяйственное под пастбище или сенокос: при Кв=0,5 м3/м3 - 35 м; приКв=0,3 м3/м3- 15 м и приКв=0,2 м3/м3 - Юм;

- лесохозяйственное: при Къ=0,5 м3/м3 - 40 м; при Кв=0,3 м3/м3 - 30 м и при Кв=0,2 м3/м3 - 20 м;

120

- санитарно-техническое: при Кв=0,5 м3/м3 - 40 м; при Кв~0,3 м3/м3 - 40 м и при Кв=0,2 м3/м3 -30 м.

5. Разработана методика, позволяющая определить параметры буровзрывных работ при выполаживании откоса борта карьера, сложенных крепкими породами.

6. С учетом разработанной методики оценки консервируемых запасов полезного ископаемого установлены принципы расчета экономической эффективности консервации карьера. Для Каменского карьера возобновление горных работ и производственно-торговой деятельности может обеспечить расчетный положительный эффект около 1200 тыс.руб.

1. Андреев A.B., Дьяков В.А., Шешко Е.Е. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых работ. М.: Недра, 1975.

2. Анистратов Ю.И. Оценка эффективности безвзрывных технологий разработки крепких горных пород на карьерах // Горная промышленность. 1997, №2.

3. Беляков Ю.И. Совершенствование технологии выемочно-погрузочных работ на карьерах. М.: Недра, 1977.

4. Бурыкин С.И. Выполаживание откосов отвалов при рекультивации нарушенных земель. Горный журнал, №6, 1995 г.

5. Виденхуз X., Рудольф В., Краснянский Г.Л. и др. Открытые горные работы. Новые решения в технике и технологии. Опыт международной кооперации. М.: Изд. АГН, 1999.

6. Воронков Г.Я., Марцинкевич Г.И., Штейнцайг P.M. Разупрочнение горного массива с использованием поверхностно-активных веществ. // Горный вестник, ИГД им. A.A. Скочинского. 1993, № 2, С.27-29.

7. Гайдин A.M. Водная рекультивация остаточных выемок серных карьеров. Горный журнал. №7-8, 1996 г.

8. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / Под ред. К.Н. Трубецкого. -М.: Изд. АГН, 1997.

9. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. М., Недра, 1981. -260 с.

10. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.

11. ГОСТ 17.4.3.04-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения.

12. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Земли. Рекультивация земель. Термины и определения.

13. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации.

14. ГОСТ 17.5.1.03-86. Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель.

15. ГОСТ 17.5.1.04-80. Охрана природы. Земли. Классификация землепользования.

16. ГОСТ 17.5.1.06-84. Охрана природы. Земли. Классификация малопродуктивных угодий для землевания.

17. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель.

18. ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию.

19. ГОСТ 17.5.3.06-85. Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.

20. Дриженко А.Ю. Восстановление земель при горных разработках. М., Недра, 1985.-241 с.

21. Единые правила безопасности при взрывных работах. М.: Недра, 1972.

22. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. 3-е издание, переработаны и дополнены Госгортехнадзором России -М.: НПО ОБТ, 1992.

23. ЕниР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные земляные работы /Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1989. -224 с.

24. Земельный кодекс РСФСР, 1991.

25. Ильин А.М., Чумаченко Г.А., Бабаянц Г.М. Состояние безопасности горных работ и задачи по ее повышению. Горный журнал, 1998, №3.

26. Инструкция по горнотехнической рекультивации нарушенных территорий карьеров. ВСН 76-79. Утверждена приказом Главмоспромстройматериалов от 18.10.1979 г. N 438. Типография Главмоспромстройматериалов. Москва 1980. - 16 с.

27. Иончев Л.Б. Урановая промышленность Болгарии этап ликвидации. Горный журнал

28. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М., Недра, 1991. - 221 с.

29. Краснянский Г.Л. Инженерные основы внедрения ресурсосберегающих технологий с использованием техники новых поколений. // Открытые горные работы. 1999, ноябрь.

30. Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород. -М.: Недра, 1973.

31. Межотраслевая инструкция по определению и контролю добычных и вскрышных работ на карьерах. Л.: Недра, 1977.

32. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. -М.: Недра, 1982.

33. Мельников Н.В., Реентович Э.И., Симкин Б.А. Теория и практика открытых разработок. М.: Недра, 1979.

34. Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. Пермь, ВНИИОСуголь, 1991 г.

35. Новик Г.Я., Зильбершмидт Н.Г. Управление свойствами горных пород в процессах горного производства. М.: Недра, 1994.

36. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов. Союзгипронеруд.-1988 г.

37. Певзнер М.Е. Горное право. М.: Издательство МГГУ, 1997. - 321 с.

38. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М., Недра, 1990.-235 с.

39. Протасов Ю.И. Теоретические основы механического разрушения горных пород. М.: Недра, 1985.

40. Рабочий проект разработки Линевского карьера известняков в Жирновском районе Волгоградской области для Жирновского ДРСУ ГП «Волгоградавтодор». Волгоград. 1994 г.

41. Рабочий проект разработки карьера с рекультивацией Липкинского месторождения карбонатных пород . Книга 2. Оценка воздействия на окружающую среду Липкинского карьера карбонатных пород. ТОО «Респонс», фонды МГГУ, Москва 1996 г.

42. Реентович Э.И. Математическое моделирование процессов открытых горных разработок. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1979.

43. Резников Е.Л. Повышение эффективности применения циклично-поточных технологических комплексов // Открытые горные работы -1999, С. 38-42.

44. Рекультивация и охрана земель на горных предприятиях. Сборник научных трудов ИГД Минчермета СССР №84. Свердловск, 1987 г. -86 с.

45. Рекультивация промышленных пустошей. Минсельхоз СССР, Центральная лаборатория охраны природы. Днепропетровский сельхозинститут. Сб. трудов. Москва 1972 г. 166 с.

46. Реструктуризация угольной промышленности / Под общ. ред. Ю.Н. Малышева. -М.: Росуголь, 1996, 534 с.

47. Ржевский В.В. Горные науки. М.: Недра, 1985, 96 с.

48. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Части I и II. М.: Недра, 1985.

49. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1984.

50. Российское горное законодательство. Документы и комментарии. /Под ред. Аренса В.Ж., Вылегжанина А.Н. М., Недра, 1996 г.

51. Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторождений полезных ископаемых. Госгортехнадзор СССР. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 591 с.

52. СН 245-71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. М., Стройиздат, 1972 г.

53. Системный анализ технологических процессов / Методическое пособие. Государственный фонд алгоритмов и программ СССР. М.: Московский фонд алгоритмов и программ АСУ, 1978.

54. Советский энциклопедический словарь. Издание второе. М.: Советская энциклопедия, 1983, 1600 с.

55. Современное состояние, перспективы нарушения и рекультивации земель на карьерах СНГ. Отчет МГИ, 1988, 84 с.

56. Состояние угольной промышленности мира // Горная промышленность. 1998, № 4

57. Способ отработки уступов горных пород. Патент Российской Федерации от 15.03.94 г. № 2009322.

58. Тартаковский Б.Н. Поточная технология горных работ на железнодорожных карьерах. Киев: Наукова думка, 1977.

59. Теория и практика открытых горных разработок / Под ред. Н.В. Мельникова. М.: Недра, 1979.

60. Типовые технологические схемы рекультивации нарушенных земель на разрезах. ВНИИОСуголь, Пермь, 1984. 138 с.

61. Томаков П.И. Добыча угля и рекультивация нарушенных земель на карьерах ФРГ. -М.: ЦНИЭИуголь, 1981, 29 с.

62. Томаков П.И. Структуры комплексной механизации карьеров с техникой цикличного действия. М.: Недра, 1976.

63. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах. М.: Недра, 1984, 213 с.

64. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рекультивация земель, нарушенных открытыми горными работами. М.: МГИ, 1981.

65. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: МГГУ, 1994, 417 с.

66. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ. М.: Недра, 1978.

67. Томаков ГШ., Парунакян В.Э., Звонов A.A. и др. Механизация вспомогательных работ на карьерах. М.: Недра, 1971.

68. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е. и др. Открытые горные работы / Справочник. М.: Горное бюро, 1994, 590 с.

69. Умнов А.Е. Охрана природы и недр в горной промышленности. М., Недра, 1987. - 126 с.

70. Хохряков B.C. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. -М.: Недра, 1982.

71. Чаплыгин H.H., Близнюк Г.И. Имитационное моделирование больших систем в задачах горного дела // Открытые горные работы. -1999, ноябрь.

72. Чаплыгин H.H., Проблемы экономического освоения недр и новые подходы к ее обоснованию. Горный журнал. 1994. № 4.

73. Шешко Е.Ф. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Углетехиздат, 1957.

74. Щадов М.И., Виницкий К.Е. и др. Развитие техники и технологии открытой угледобычи. М.: Недра, 1995.

75. Экология горного производства. Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М., Проскуряков Н.М. Учебник для вузов. М.: 1991. 320 с.

76. Эскин B.C. Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками. -М.: Недра, 1975, 182 с.

77. Эталоны ТЭО строительства предприятий по добыче и обогащению угля / Под ред. Г.Л. Краснянского. М.: АГН, 1998.

78. Ястребинский М.А., Дремова Н.В., Гусева Н.М. Оценка эффективности инвестиций в горные предприятия с учетом фактора времени и дисконтирования затрат. 2-е изд. М.: МГГУ, 1999.

79. Ястребинский М.А., Дремова Н.В., Гусева Н.М. Оценка стоимости горных предприятий. М.: МГГУ, 1997.

80. Ястребинский М.А. Экономика добычи и переработки строительных горных пород. 2-е изд., перераб. и допол. М.: Высшая школа, 1990. -239 с.