авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Обоснование геотехнологических методов повышения экологической безопасности освоения маломасштабных месторождений

-- [ Страница 2 ] --

То есть, негативное влияние человека должно компенсироваться толерантностью нарушаемой части биоты. Свойства биологических систем являются объективной реальностью и не поддаются какому-либо антропогенному регулированию. Это означает, что в любой природно-технической системе единственная возможность достижения паритета интересов составляющих эту систему компонентов (в нашем случае – это биота и человек) заключается в целенаправленном создании и применении технологий, отвечающих по свойствам условиям толерантности биоты.

В общеметодологическом плане гомеостатический подход даёт возможность синтеза противоположностей. Применительно к проблеме взаимоотношений человека и природы это означает, что эти два антагониста не противопоставляются друг другу, а объединяются в единую систему, в которой управляемая гармония между обеими компонентами достигается за счёт ограничения уровня техногенных воздействий диапазоном толерантности структурообразующих элементов биоты этих экосистем. Используя такой подход можно перенести биологическую информацию в техносферу путём поэтапного формирования геотехнологического гомеостата на основе структуры гомеостата биологического с заменой содержательных элементов на геотехнологические целевые аналогии (табл. 1).

Таблица 1 – Биотехнологические принципы формирования экологически безопасной горной технологии


п/п
Принципы функционирования
природно-равновесных экосистем
Принципы формирования экологически безопасных техногенных геосистем
1. Использование ресурсов и избавление от отходов в рамках замкнутого кругооборота элементов Замкнутый цикл обращения вещества (твёрдых, жидких и газообразных поллютантов)
2. На каждом трофическом уровне воспроизводится только новая биомасса, количество которой обратно пропорционально длине пищевых цепей Избирательная добыча полезного ископаемого
3. Биомасса воспроизводится за счет экологически чистых компонентов абиоты и энергии Солнца Минимизация экологической цены продукции
4. Устойчивость экосистем определяется видами первого трофического уровня Ограничение уровня техногенного воздействия диапазоном толерантности видов-эдификаторов фитоценоза экосистемы
5. Однонаправленность эволюции Принцип превентивности при принятии и реализации технологических решений

Рассмотрим возможности и пути превращения сформулированных биоинженерных принципов в реальные технологические решения применительно к условиям разработки маломасштабных месторождений, как самых многочисленных и сложных для отработки геологических объектов.

Современный уровень развития геотехнологий отработки этих месторождений в нашей стране характеризуется абсолютным доминированием систем с открытым очистным пространством или магазинированием руды, когда управление горным давлением производится методом последующего самообрушения бортов выработанного пространства. Меньшее распространение имеют системы разработки с закладкой.

При добыче рудного сырья большая часть добытой горной массы остается на месте добычи в виде отходов. Возможность организации, в рамках общего оборота вещества, замкнутого обращения пустых пород и хвостов обогащения требует для своей реализации двух условий:

  • наличие необходимых объемов в подземном пространстве;
  • наличие технологии размещения этого вида отходов в подземном пространстве.

Большие перспективы, с точки зрения повышения экологической безопасности, открываются в связи с возможностью размещения в выработанном пространстве твёрдых отходов горного и обогатительного производств (рис. 1, 2).

Принцип избирательности выемки полезного ископаемого может быть реализован на двух иерархических уровнях:

  • уменьшение разубоживания товарных руд при использовании традиционных геотехнологий с валовой выемкой;
  • создание и применение специализированных геотехнологий с раздельной выемкой руды и породы.

Повышение эффективности геотехнологии обеспечивается заменой шпуровой отбойки скважинами малого диаметра. Поэтому главным геологическим фактором, определяющим выбор варианта системы разработки, является показатель изменчивости формы рудного тела. Взрывные скважины, на современном уровне развития техники, всегда прямолинейны, а направление проходки выработок можно изменять. Поэтому при отработке запасов выемочного блока фронт очистной выемки следует перемещать по линии простирания рудного тела, а буровые выработки проходить либо по падению (рис. 1), либо по простиранию (рис. 2) – в направлении линии максимальной изменчивости формы рудного тела.

Рис. 1 – Схема отработки рудных тел с высокой изменчивостью формы по линии падения

Отбойка руды в прирезках ведётся слоями, перпендикулярными продольной оси буровой выработки, то есть в направлении минимальной изменчивости формы рудного тела. Второй параметр каждого отбиваемого слоя – глубина скважин – является величиной переменной и зависит от формы отбиваемого участка жилы в прирезке.

Выбор ширины прирезки в условиях жильных месторождений связан с поисками путей преодоления неразрешимого в полной мере противоречия между нелинейной формой отрабатываемых участков рудных жил и строго прямолинейной, по техническим возможностям бурения, формой отбиваемых участков очистных блоков.

Рис. 2 – Схема отработки рудных тел с высокой изменчивостью формы по линии простирания

Коэффициент количества извлечения полезного ископаемого в нашем случае определяется как соотношение площади рудного тела, находящегося в пределах вынимаемой прирезки, к общей площади криволинейного участка рудного тела радиусом R. С учетом условия полноты выемки балансовых запасов предельно допустимая ширина прирезки определяется по формуле:

, м

где а – ширина буровой выработки, м; M –мощность прихватываемых вмещающих пород, м; R – радиус кривизны рудного тела на отбиваемом участке в направлении минимальной изменчивости формы рудного тела, м.

Выполненные исследования и расчеты для жил различной сложности показали (рис. 3), что допустимая, по условиям полноты выемки балансовых запасов прирезки, глубина скважин связана с модулем сложности на отбиваемом участке эмпирической зависимостью .

Второй уровень обеспечения избирательности выемки основывается на создании специализированных геотехнологий, обеспечивающих разделение руды и породы на различных стадиях технологического процесса. Эти возможности весьма разнообразны и систематизированы нами по принципам, обеспечивающим возможность разделения руд и пород. Переход к отработке жил прирезками по простиранию открывает реальную возможность создания геотехнологий с избирательной выемкой полезного ископаемого и высоким уровнем механизации и производительности труда, то есть решить значительную часть экологических проблем без экономических потерь.

Если, кроме изменчивости формы, отрабатываемое рудное тело имеет и неравномерное распределение полезного компонента (пониженную рудоносность), то применяется вариант системы, показанный на рис. 4. При отработке протяженных по простиранию жил во вмещающих породах средней и ниже средней устойчивости, требующих временного поддержания посредством магазинирования руды, очистная выемка ведётся одновременно в нескольких прирезках, забоями уступной формы и магазинированием руды (рис. 5). Высота уступов принимается переменной, в зависимости от ширины прирезки, отбиваемой этим уступом, а отбойка руды в уступе производится слоями постоянной толщины таким образом, чтобы образующая линия этого уступного забоя была наклонена к горизонту под углом естественного откоса отбитой рудной массы.

При необходимости отработки маломасштабного месторождения без размещения твёрдых отходов на поверхности базовые варианты геотехнологии могут быть видоизменены в соответствии с необходимостью создания условий для размещения хвостов обогащения.

  Схема отработки для рудных тел с более высокой изменчивостью формы по линии-6

Рис. 5 – Схема отработки для рудных тел с более высокой изменчивостью формы по линии падения с подвижным магазином

В настоящее время не создано никаких сколько-нибудь обоснованных и интегральных методологий оценки экологического вреда от деятельности человека через денежный эквивалент.

В данной конкретной ситуации целесообразно создание и применение не денежного критерия оценки экологических последствий промышленной деятельности (и освоения недр в том числе). Рассматривая возможную смысловую структуру такого показателя, целесообразно, видимо, исходить из сформулированного выше положения о том, что любая промышленная деятельность в границах природно-равновесных экосистем естественной биоты Земли, неизбежно сопровождается полным или частичным разрушением этой биоты на какой-то территории. Поэтому показателем, построенным на основе приведенного к площади полного поражения биоты размера площади техногенного разрушения биоты, можно охарактеризовать экологические свойства любого производства.

Для оценки экологической безопасности геотехнологии предложен показатель, учитывающий как уровень её развития, так и степень поражения биоты (КЭБ):

, м2/тыс. руб.

где ЦИ – извлекаемая ценность 1 т балансовых запасов, тыс. руб./т; Цэ – экологическая цена единицы продукции добывающего предприятия, которая составит:

, м2/т,

где S – полная площадь нарушения экосистемы, приведенная к V категории по степени поражения, м2; T – срок существования предприятия, лет; AГ – годовой объём производства продукции, т/год; pi – удельный расход материалов, энергии, оборудования, ед./т; цэi – экологическая цена каждого вида материалов, энергии и оборудования, м2/ед.

Предлагаемый коэффициент экологической безопасности геотехнологии (КЭБ) определяет какая площадь естественной биоты (приведённой к V категории по степени поражения) нарушается на каждый рубль извлекаемой ценности балансовых запасов. Результаты расчёта экологической цены и показателя экологической безопасности на примере Нежданинского месторождения приведены в табл. 2.

Из таблицы видно, что замена системы разработки с магазинированием руды на разработанную экогеотехнологию позволит снизить экологическую цену 1 т добываемой руды с 1,7 до 0,5 м2/т или в 3,4 раза и повысить экологическую безопасность геотехнологии в 3,8 раза.

Таблица 2 – Расчёт экологической цены и показателя экологической безопасности сравниваемых геотехнологий


п/п
Показатель Система разработки
с магазини-рованием руды спаренными прирезками с отбойкой руды из восстающих
1. Годовая производительность рудника, тыс. т/год 100
2. Срок существования предприятия, лет 10
3. Извлекаемая ценность 1 т балансовых запасов, тыс. руб./т 2,673 2,981
4. Полная площадь нарушения экосистемы, приведенная к V категории по степени поражения, тыс. м2 1675 499
5. Экологическая цена единицы продукции, м2/т 1,7 0,5
6. Показатель экологической безопасности геотехнологии, м2/тыс. руб. 0,64 0,17


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.