Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.271

Национальный горный университет

Выбор и обоснование экологических показателей оценки технологических схем подготовки и вскрытия карьерного поля

Гуменик И.Л.

Панасенко А.И.

Летучий В.В.

Традиционно экология и технология открытых горных работ (ОГР) рассматриваются как отдельные науки. При этом оцениваются обычно последствия ОГР в отношении их воздействия на окружающую природную среду (ОПС) [1, 2]. В большинстве случаев воздействие технологии ОГР на ОПС представляется как влияние на природные ресурсы и, прежде всего, земельные, хотя необходимо также учитывать влияние на ландшафт горно-промышленного района (ГПР), а также на его инфраструктуру, определяющим компонентом которой является застроенность территории. Оценка последствий производства ОГР при эксплуатации месторождения, а также после его отработки, безусловно необходимы, однако более важным является прогнозирование возможного негативного влияния ОГР на ОПС.

Цель работы. Разработка методических принципов количественной и качественной оценки технологии ОГР на стадии проектирования или реконструкции карьеров, что позволило бы прогнозировать воздействие ОГР на ОПС и учитывать этот фактор при экономической оценке различных вариантов технологических схем открытой разработки месторождений. Решение этого вопроса требует выявления, анализа и оценки технологических факторов, влияющих на ОПС.

Материал и результаты исследований. Как показал анализ горнотехнической литературы [1, 2], большинство исследователей при экологической оценке нарушений ОПС в качестве причинного фактора используют такие обширные понятия как «открытые горные работы», «технология ОГР» или «открытый способ разработки». При этом не раскрывается более глубокая причинная взаимосвязь между отдельными составляющими (компонентами) технологии открытых горных работ и объектами, на которые они воздействуют, а также происходящими нарушениями ОПС.

В табл. 1 приведена качественная оценка степени влияния технологии ОГР на окружающую среду. При этом технология ОГР разделена на отдельные составляющие, что позволяет более четко определить влияние каждой из них. Следует отметить, что система разработки включает производственные процессы ОГР, а также процесс доработки карьера и рекультивационные работы по восстановлению нарушенных земель.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных наибольшее влияние технология ОГР оказывает на природные ресурсы и, прежде всего, земельные, особенно первые две компоненты технологии: схемы подготовки карьерного поля и направление развития фронта горных работ, а также способ вскрытия.

Таблица 1 - Качественная характеристика степени влияния технологии ОГР на окружающую среду

Примечание: + + - существенное влияние;

+ - - умеренное влияние;

- + - слабое влияние;

- - - не оказывает влияния.

Такие природные ресурсы, как энергетические, материальные и трудовые, не являются объектами непосредственного воздействия технологии ОГР на конкретном месторождении, хотя они и потребляются при его разработке. Наибольшее влияние на их потребление оказывает система разработки. Известным интегральным экономическим показателем их расходования является себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого. Этот показатель может быть принят и в качестве экологического при оценке технологических схем систем разработки по расходованию именно указанных трех природных ресурсов.

Достаточно ощутимое влияние технология ОГР (особенно первые две ее составляющие) оказывает на ландшафт и инфраструктуру территории горного и земельного отводов.

Основными последствиями воздействия ОГР на природные ресурсы и, в целом, окружающую среду являются:

1) нарушения земной поверхности (изъятие их из сельскохозяйственного производства и снижение их плодородия даже при последующей рекультивации);

2) геохимическое загрязнение водного и воздушного бассейнов;

3) нарушение жизнедеятельности человека и, в целом, биоты.

Основная причина указанных последствий находится, безусловно, в самом факте производства открытых горных работ в горном и земельном отводах. Однако, такие составляющие технологии ОГР, как схема подготовки карьерного поля, направление развития фронта горных работ и способ вскрытия месторождения, оказывают существенное влияние на земельные ресурсы и уменьшение такого влияния возможно путем применения соответствующих экологически благоприятных технологических схем.

Выбор таких технологических схем разработки месторождения необходимо производить по соответствующему критерию - экологическому показателю. Этот показатель определяет степень нарушения земной поверхности. При этом учитываются: площадь нарушенных земель, удельная землеемкость, коэффициент использования выработанного пространства (отношение площади, занимаемой внутренним отвалом, к площади отрабатываемого месторождения), коэффициент преобразования земной поверхности (отношение площади, занимаемой внешними отвалами, к общей площади месторождения), площадь утерянных для сельского хозяйства земель. Например, такой показатель, как удельная землеемкость может характеризовать работу в целом горного предприятия (карьера), и то только для случая, когда сопоставляемые предприятия - одинаковой производственной мощности.

Для сравнительной оценки степени нарушений земной поверхности непосредственно открытыми горными выработками в работе предложен следующий подход. горный реконструкция карьер земной

Как известно, основным объектом ОГР является месторождение полезного ископаемого (карьерное поле), для разработки которого выделяется горный отвод. Степень первоначальной остаточной (после отработки месторождения) нарушенности земной поверхности, заключенной в горном отводе, определяется, прежде всего, технологической схемой подготовки карьерного поля и направлением развития фронта горных работ. Это объясняется расположением и, соответственно, параметрами первоначальной и остаточной разрезных траншей, а также выездной горизонтальной траншеи. Таким образом, основным экологическим показателем, или степенью экологичности схем подготовки карьерного поля и направления развития фронта горных работ следует считать соотношение общей площади остаточных выработанных пространств (SОВП) и площади горного отвода (Sг.о.), т.е.:

,

, м2,

где SОРТ - площадь остаточной разрезной траншеи, м2;

SОВТ - площадь остаточной выездной горизонтальной траншеи, м2.

При сравнении или экологическом обосновании различных технологических схем вскрытия месторождения следует раздельно оценивать схемы проведения капитальной, разрезной и выездной горизонтальной траншей, поскольку они отличаются своими параметрами, а также различной степенью зависимости от горно-геологических факторов. Кроме того, площадь земной поверхности, занимаемая капитальной траншеей, относится к земельному отводу, а площади двух других траншей - к горному отводу. В связи с этим различием для сравнительной оценки капитальных горных выработок (наклонных внешних и внутренних траншей, а также крутых траншей) наиболее приемлемым является показатель, характеризующий удельный расход земельных ресурсов, приходящийся на 1 м глубины заложения траншеи, т.е. глубины карьера (Нк):

, га/м,

где Sкз.о. - площадь земельного отвода под капитальную траншею, га.

Величина экологического показателя технологической схемы проведения капитальной траншеи (Ккс.в.) для карьеров с различной площадью горного отвода определяется по выражению:

, %,

где kрс.в. - удельный расход земельных ресурсов на проведение разрезной траншеи, га/м,

,

где Sрз.о. - площадь земельного отвода под разрезную траншею, га.

Определение экологического показателя Ккс.в. при установленной или заданной величине Sг.о. производится по выражению:

, %

Аналогично определяются экологические показатели технологических схем проведения разрезной и выездной (горизонтальных) траншей:

, %

, %

где Sпв - площадь поверхности горного отвода, приходящаяся на выездную траншею, га.

Общий (суммарный) показатель степени экологичности технологической схемы вскрытия (Кс.в.) определяется по выражению:

, %

Исходя из вышеизложенного, все экологические показатели, определяемые по выражениям (1 - 9), могут измеряться в абсолютном (удельный расход земельных ресурсов) и относительном (степень экологичности) измерениях (табл. 2).

Таблица 2 - Рекомендуемые экологические показатели для оценки технологических схем подготовки и вскрытия карьерного поля

Выводы

Рекомендуемые экологические показатели позволяют уже на стадии проектирования и освоения месторождения оценить технологические схемы подготовки и вскрытия карьерного поля, тем самым уменьшить площади земель изымаемые из оборота.

Литература

1. Барсуков М.И., Барсуков И.М. Охрана земель при открытой разработке месторождений.- Киев: Техніка, 1987. - 150 с.

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

Размещено на Allbest.ru