Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений
В статье рассмотрены различные варианты технологий и технологических схем выемки техногенных полезных ископаемых в действующих шламохранилищах.
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Series: | Геотехническая механика |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32990 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений / М.С. Четверик, Е.А. Бубнова, А.П. Семенов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32990 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-329902025-02-09T17:43:16Z Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений Technologies and technological schemes of the mining acting artificial field Четверик, М.С. Бубнова, Е.А. Семенов, А.П. В статье рассмотрены различные варианты технологий и технологических схем выемки техногенных полезных ископаемых в действующих шламохранилищах. The varied variants of technology and technological schemes of the minerals mining in working acting wastevault are considered 2009 Article Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений / М.С. Четверик, Е.А. Бубнова, А.П. Семенов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32990 622.271.06:622.002.68 ru Геотехническая механика application/pdf Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В статье рассмотрены различные варианты технологий и технологических схем выемки техногенных полезных ископаемых в действующих шламохранилищах. |
| format |
Article |
| author |
Четверик, М.С. Бубнова, Е.А. Семенов, А.П. |
| spellingShingle |
Четверик, М.С. Бубнова, Е.А. Семенов, А.П. Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений Геотехническая механика |
| author_facet |
Четверик, М.С. Бубнова, Е.А. Семенов, А.П. |
| author_sort |
Четверик, М.С. |
| title |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| title_short |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| title_full |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| title_fullStr |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| title_full_unstemmed |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| title_sort |
технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32990 |
| citation_txt |
Технологии и технологические схемы разработки действующих техногенных месторождений / М.С. Четверик, Е.А. Бубнова, А.П. Семенов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT četverikms tehnologiiitehnologičeskieshemyrazrabotkidejstvuûŝihtehnogennyhmestoroždenij AT bubnovaea tehnologiiitehnologičeskieshemyrazrabotkidejstvuûŝihtehnogennyhmestoroždenij AT semenovap tehnologiiitehnologičeskieshemyrazrabotkidejstvuûŝihtehnogennyhmestoroždenij AT četverikms technologiesandtechnologicalschemesoftheminingactingartificialfield AT bubnovaea technologiesandtechnologicalschemesoftheminingactingartificialfield AT semenovap technologiesandtechnologicalschemesoftheminingactingartificialfield |
| first_indexed |
2025-11-28T22:52:08Z |
| last_indexed |
2025-11-28T22:52:08Z |
| _version_ |
1850076408938758144 |
| fulltext |
"Геотехническая механика"
УДК 622.271.06:622.002.68
М.С. Четверик, д.т.н., проф.
(ИГТМ НАН Украины),
Е.А. Бубнова, к.т.н.
(ПНЦ НАН Украины и МОН Украины),
А.П. Семенов, к.т.н. (ИГТМ НАН Украины)
ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАЗРАБОТКИ
ДЕЙСТВУЮЩИХ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В статье рассмотрены различные варианты технологий и технологических схем выем-
ки техногенных полезных ископаемых в действующих шламохранилищах.
TECHNOLOGIES AND TECHNOLOGICAL SCHEMES OF THE MINING
ACTING ARTIFICIAL FIELD
The varied variants of technology and technological schemes of the minerals mining in work-
ing acting wastevault are considered.
Добыча и переработка руд неизбежно приводит к образованию отходов
обогащения, складирование которых осуществляется в шламо- и хвостохра-
нилищах. Только 10-20 % из добытой руды поступает в концентрат, осталь-
ное – это отходы. Поэтому складирование отходов требует занятия большого
количества площадей под шламо- и хвостохранилища.
В настоящее время наиболее широко применяется технология мокрого
обогащения с гидротранспортом шламов, что предусматривает накопление в
емкостях как твердой, так и жидкой составляющих пульпы; при этом содер-
жание твердой части составляет только 14-29 %. Непрерывное наполнение
шламохранилищ и сложности отвода под них земель привели к экологически
опасному направлению увеличения емкостей за счет наращивания дамб. При
этом увеличивается гидростатический напор, происходит инфильтрация за-
грязненных вод в подземные водоносные горизонты и переток в поверхност-
ные водоемы, развиваются процессы подтопления населенных пунктов и
сельскохозяйственных угодий.
Применение технологий обезвоживания шламов не исключит необходи-
мость наращивания дамб. В процессе складирования отходов происходит сег-
регация частиц, и образуются участки с содержанием полезного компонента,
соответствующего кондиции. Высокое содержание в шламах полезного ком-
понента позволяет повторно перерабатывать отходы.
Таким образом, развитие технологий добычи содержимого в шламо- и
хвостохранилищах решит проблемы создания дополнительных емкостей для
складирования отходов и пополнения сырьевой базы.
Разработку старых (недействующих) шламо- и хвостохранилищ успешно
ведут по всей Украине и мире в целом. Целью настоящей работы является
обоснование технологий разработки действующих шламохранилищ для
улучшения экологических и экономических вопросов функционирования
обогатительных фабрик.
Выпуск № 82
Сущность технологий заключается в следующем. Одновременно с запол-
нением шламохранилища производится его расчистка: экскавация твердого
продукта, его обезвоживание, транспортирование на фабрику для дообогаще-
ния, использование в качестве сырья полезного компонента и складирование
отходов в шламохранилище или использование их для производства строи-
тельных материалов или другой продукции. Для выполнения этих работ шла-
мохранилище разделяется на зоны: одну из них заполняют отходами обога-
щения, другую подготавливают к ведению добычных работ, в третьей произ-
водят расчистку. После расчистки зоны шламохранилища производится ее
заполнение отходами обогащения, а работы по добыче переходят в следую-
щую подготовленную зону.
Расчистка может производиться с использованием различных комплексов
машин по разным технологическим схемам. Они будут рассмотрены ниже.
Шламохранилища можно классифицировать по виду обогащаемого полез-
ного ископаемого (угольные или рудные) и по состоянию обводненности
(полностью покрытое водой, частично обводненное, влажное и сухое). Чаще
всего действующие шламохранилища по состоянию поверхности являются
смешанными. Это обусловлено технологией намыва шламов, особенностью
откладывания частиц по фракциям и природным строением дна заполняемой
емкости (балки). Выбор технологической схемы и комплекса машин для рас-
чистки шламохранилища зависит от его принадлежности по классификации к
той или иной группе.
Комплексы машин для расчистки шламохранилищ
1. Комплекс машин из двух башен, располагаемых на противоположных
дамбах шламохранилища (рис. 1). Башни устанавливаются на гусеничном или
шагающем ходу. Рабочая башня оборудуется приемным лотком, сгустителем,
разгрузочным ленточным конвейером. Данный комплекс машин может ис-
пользоваться как в сухой, так и в обводненной частях шламохранилища.
.
Рис. 1 – Расчистка шламохранилища с использованием двухбашенной
скреперной установки
2. Экскаватор- земснаряд, размещенный на машине- амфибии, с транспор-
тировкой самосвалами-амфибиями. При этом комплексе машин шламы вы-
нимаются, обезвоживаются и транспортируются автосамосвалом-амфибией
до пункта перегрузки (рис. 2)
"Геотехническая механика"
Рис. 2 – Расчистка шламохранилища с использованием земснаряда
Достоинством этого комплекса является возможность его применения в
сухой и обводненной частях шламохранилища.
3. Расчистка шламохранилищ колесными скреперами. Схемы их работы
определяются для каждого конкретного случая. Применение данного ком-
плекса возможно только при наличии достаточно сухих участков.
4. Расчистка шламохранилищ экскаваторами-драглайнами (рис. 3). Как и в
предыдущем случае схемы определяются для каждого техногенного место-
рождения в соответствии с общеизвестными схемами вскрытия и системами
разработки месторождений открытым способом.
5. Комбинирование комплекса машин для наиболее полного извлечения
запасов техногенного месторождения. Среди комбинаций могут быть такие:
- бульдозер, механическая лопата, экскаватор – драглайн (рис. 4);
- механическая лопата, экскаватор – драглайн, драга (рис. 5);
- экскаватор-драглайн, земснаряд (рис. 6).
Рис. 3 – Расчистка шламохранилища с использованием экскаватора-драглайна
Возможны и другие комбинации машин.
Выпуск № 82
Рис. 4 – Комбинированный комплекс машин
Рис. 5 – Комбинация машин по разработке техногенных месторождений
Рис. 6 - Расчистка шламохранилища с использованием экскаватора-драглайна
и земснаряда
Технологии ведения работ по расчистке шламохранилищ.
Технология расчистки шламохранилища с разделением на секции (рис. 7).
Емкость заполненного шламохранилища 1 (см. рис. 7) временными дам-
бами 2 разделяется на секции. Разделение на секции может быть как продоль-
ным, так и поперечным, в зависимости от геометрических параметров емко-
сти и применяемого оборудования. Работы ведутся в трех секциях одновре-
менно.
Отходы обогащения (пульпа) из основной обогатительной фабрики 3 по
трубопроводу 4 сбрасываются в емкость 5 до полного ее заполнения. Забла-
говременно в емкости 6 производятся подготовительные работы для расчист-
ки: устраиваются съезды для работы техники, снимается слой сухих шламов
экскаватором с транспортировкой автомобилями на дообогащение на обога-
"Геотехническая механика"
тительную фабрику 3. Добыча влажных шламов производится земснарядом 7
с подачей добытого содержимого по трубопроводу 8 на обогатительную фаб-
рику 9, на которой происходит предварительное выделение полезного компо-
нента из заскладированных отходов. Выделенный полезный компонент пода-
ется на склад 11 откуда конвейером 12 транспортируется на основную обога-
тительную фабрику 3. Жидкая составляющая отходов предобогащения сбра-
сывается по трубопроводу 10 в емкость 5, а твердая составляющая подается
на склад (бункер) 13, откуда транспортируется в отвал пустых пород или на
участки рекультивации. В секции 14 бульдозером 15 устраивается дамба об-
валования 2 для подготовки секции к расчистке. Дамбы обвалования устраи-
ваются из сухих шламов и утрамбовкой, и укаткой катками. В результате рас-
чистки секция 6 становится емкостью для намыва шламов, работы по расчи-
стке переносятся в секцию 14. Секция 5 оставляется для природного осуше-
ния. Производится подготовка следующей секции для разработки. Таким об-
разом, вся площадь шламохранилища будет находиться в постоянной работе
по расчистке и намыву, что позволит создать дополнительные свободные ем-
кости без отчуждения земель, получить сырье из отходов. Устройство обога-
тительной фабрики 9 снижает затраты, связанные с транспортировкой содер-
жимого шламохранилища на основную обогатительную фабрику 3 с после-
дующим сбросом полученных от дообогащения отходов по трубопроводу 4 в
емкость шламохранилища. При расположении фабрики 3 в непосредственной
близости от шламохранилища устройство фабрики 9 нецелесообразно и до-
бытые шламы отправляются на дообогащение непосредственно на фабрику 3.
Рис. 7 – Принципиальная схема расчистки действующего шламохранилища
с дообогащением шламов
Выпуск № 82
Технология расчистки шламохранилища с одновременным намывом
(рис. 8)
Емкость шламохранилища разделяется на две части: часть намыва и участок
добычи. Выемка шламов производится блоками (панелями) по сплошной системе
разработки. Параметры системы разработки определяются исходя из обеспечения
минимальных расстояний перемещения оборудования и расстояний транспорти-
рования добытого содержимого до обогатительной фабрики.
Участок добычи подготавливается для разработки следующим образом:
экскаватором снимается верхний слой (0,25-0,40 м) и укладывается в бурты с
утрамбовкой вдоль границы двух частей шламохранилища во избежание рас-
текания потока пульпы. Устраиваются водосборные канавки и дренажные
траншеи вдоль границ разработки, съезды для добычной техники и авто-
транспорта. Верхняя (сухая) часть шламов уступами (до 2 м) разрабатывается
автопогрузчиками на автомобильный транспорт. Добыча шламов осуществ-
ляется экскаватором типа драглайн в призабойный бурт, где они остаются до
достижения влажности, допустимой для погрузки в автосамосвалы. Непо-
средственно возле съезда устраивается площадка для разворота автосамосва-
лов и погрузки в них шламов. Автопогрузчиком производится выемка шла-
мов в его забое и по автодороге доставляются к площадке погрузки автомо-
билей. Работы продолжаются до отработки заходки драглайном и заходки ав-
топогрузчиком. Предусматривается челночная схема работы автопогрузчика.
Площадка для погрузки и разворота автомобилей при этом по фронту работ
не переносится, поскольку забой автопогрузчика приближается к ней, а вы-
емка шламов драглайном удаляется, но при этом обеспечивается минималь-
ное расстояние транспортирования. Погрузка обезвоженных шламов в авто-
самосвалы может производиться драглайном. При этом он перемещается по
фронту от забоя и влажных шламов к обезвоженным. Это приводит к потере
его производительности.
"Геотехническая механика"
Рис. 8 – Технологическая схема добычи шламов комбинированным комплексом машин
Затем драглайн и автопогрузчик производят выемку содержимого в шла-
мохранилище в следующей заходке. При этом создается следующий съезд и
площадка для погрузки содержимого в шламохранилище в автосамосвалы.
Транспортирование добытых шламов осуществляется на склады ОФ.
В зависимости от глубины шламохранилища возможна последующая вы-
емка содержимого земснарядами или драгами.
При полной отработке участка добычи шламов, струенаправляющий по-
ток переносится в устроенную емкость, а участок намыва осушается и подго-
Выпуск № 82
тавливается к добыче.
Технологическая схема добычи шламов картами.
В зависимости от содержимого шламохранилища и его физических
свойств возможность разработки его картами весьма разнообразна: карты
представляют собой емкости различной формы, размеров в плане и глубины
ограниченные друг от друга дамбами из твердой составляющей шламов или
других пород.
Параметры карт зависят от применяемого для разработки оборудования,
необходимой степени выемки, качества и свойств добываемых шламов и мо-
гут представлять собой как небольшие емкости, так и большие. Чем меньше
емкости, тем больше капитальных затрат на разработку шламохранилища и
подготовку дополнительных емкостей.
В данной статье не рассматривается ни один из возможных вариантов в
виду того, что нет возможности представить какую-либо обобщающую схему
без заданных условий.
Преимуществами применения технологий параллельной разработки шла-
мохранилищ с непрерывным заполнением шламами являются:
1) существенно снижается экологический вред, наносимый шламохрани-
лищами при наращивании дамб;
2) улучшение экологической обстановки за счет поддержания постоянного
уровня воды в шламохранилище;
3) не требуется дополнительный отвод земель для расширения шламохра-
нилища и создания дополнительных емкостей;
4) снижаются затраты на создание сложных гидротехнических сооруже-
ний;
5) повышается возможность использования отходов после их экскавации и
обезвоживания;
6) повышается доход предприятия от получения сырья из отходов.
Недостатками технологий являются дополнительные затраты на оборудо-
вание (единовременные), добычу и транспортирование обезвоженных шламов
(постоянные).
Добываемые шламы (хвосты) могут после высушивания и обезвоживания
использоваться:
- для производства стройматериалов в качестве добавки к основному сы-
рью;
- как компонент смеси для устройства покрытия автомобильных дорог;
- как строительный материал для наращивания дамб, отсыпки и укрепле-
ния откосов гребней;
- для укладки в требуемой стратиграфической последовательности при ре-
культивации породных отвалов и поверхностей карьеров.
Таким образом, в настоящее время рекомендуется осуществлять расчистку
всех существующих шламохранилищ, осуществлять научные разработки по
возможностям повторного использования содержимого.
"Геотехническая механика"
Рекомендовано до публікації д.т.н. В.П. Надутим 14.08.09
|