Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации
Виконано аналіз сучасного стану хвостосховищ Кривбасу. Наведено будову хвостосховищ, на підставі якого розглянуто особливості їх подальшої експлуатації.
Saved in:
| Date: | 2012 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Series: | Геотехническая механика |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54163 |
| 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: | Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации / О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 279-285. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-54163 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-541632025-02-09T21:05:43Z Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации Disposal area of krivbass, problems and peculiarities of its exploitation Disposal area of Krivbass, problems and peculiarities of its exploitation Медведева, О.А. Виконано аналіз сучасного стану хвостосховищ Кривбасу. Наведено будову хвостосховищ, на підставі якого розглянуто особливості їх подальшої експлуатації. It is analyzed a state of the art disposal area a Krivbass. The structure disposal area on the basis of which prospects of their exploitation are considered is resulted. 2012 Article Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации / О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 279-285. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54163 622.34-17:621.796.004.5 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 |
Виконано аналіз сучасного стану хвостосховищ Кривбасу. Наведено будову хвостосховищ, на підставі якого розглянуто особливості їх подальшої експлуатації. |
| format |
Article |
| author |
Медведева, О.А. |
| spellingShingle |
Медведева, О.А. Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации Геотехническая механика |
| author_facet |
Медведева, О.А. |
| author_sort |
Медведева, О.А. |
| title |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| title_short |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| title_full |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| title_fullStr |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| title_full_unstemmed |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| title_sort |
хвостохранилища кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54163 |
| citation_txt |
Хвостохранилища Кривбасса, проблемы и особенности их эксплуатации / О.А. Медведева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 279-285. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT medvedevaoa hvostohraniliŝakrivbassaproblemyiosobennostiihékspluatacii AT medvedevaoa disposalareaofkrivbassproblemsandpeculiaritiesofitsexploitation |
| first_indexed |
2025-11-30T20:24:10Z |
| last_indexed |
2025-11-30T20:24:10Z |
| _version_ |
1850248290101100544 |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 279
примыкающая к выработке, увеличивается за счет увеличения длины пре-
дельного пролета.
Решение вопроса по переходу горной выработки обуславливается многи-
ми составляющими технологического плана и экономическими соображе-
ниями. Это может становиться препятствием для внедрения высокопроизво-
дительных очистных комплексов и, наоборот, при техническом решении пе-
рехода техногенной среды обеспечить применение длинных выемочных по-
лей.
УДК 622.34-17:621.796.004.5
О.А. Медведева, к. т.н., ст.науч.сотр.
(ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины)
ХВОСТОХРАНИЛИЩА КРИВБАССА, ПРОБЛЕМЫ И
ОСОБЕННОСТИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Виконано аналіз сучасного стану хвостосховищ Кривбасу. Наведено будову хвостос-
ховищ, на підставі якого розглянуто особливості їх подальшої експлуатації.
DISPOSAL AREA OF KRIVBASS, PROBLEMS AND
PECULIARITIES OF ITS EXPLOITATION
It is analyzed a state of the art disposal area a Krivbass. The structure disposal area on the ba-
sis of which prospects of their exploitation are considered is resulted.
В Украине насчитывается 53 месторождения железных руд, из которых 30
находятся в эксплуатации с общими запасами, составляющими 58,6 %. Их
балансовые запасы составляют 32597,4 млн.т, в т.ч. промышленные –
28124,1 млн.т, т.е. 16 % мировых запасов [1]. Особенностью железорудной
минерально-сырьевой базы Украины является более низкое качество руды и
более тяжелые условия разработки по сравнению с аналогами в других стра-
нах. В настоящее время добываются богатые железные руды с содержанием
железа не менее 46 % и железистые кварциты (30 – 35 % железа) на месторо-
ждениях Криворожского, Кременчуцкого (ОАО „Полтавский ГОК‖) и Бело-
зерского (ЗАО „Запорожский ГОК‖) железорудных бассейнов.
Добыча железорудного сырья в Украине открытым способом сосредото-
чена на следующих горнообогатительных комбинатах: „Северном‖, „Цен-
тральном‖, „Южном‖, „Ингулецком‖, „АрселорМиттал‖, находящихся в Кри-
ворожском бассейне и „Полтавском‖.
В Криворожском бассейне в процессе добычи и переработки железных
руд накоплены значительные объемы вскрышных пород и отходов обогаще-
ния (шламов, хвостов обогащения) [2, 4]. Количество последних, по разным
оценкам, составляет от 5 до 8 млрд. т., хвостохранилищами занято до 10 тыс.
га земельных угодий. Под отвалами, сложенными вскрышными породами, за-
нята площадь более 5 тыс. га, на которой сосредоточено более 3 млрд. м
3
гор-
Выпуск № 103 280
ной массы. Наименование и параметры хвостохранилищ приведены в табли-
це 1.
Большой проблемой для ЮГОКа остаются хвостохранилища – «Войково»
и «Объединенное» — которые достигают граничных отметок (рис. 1). В бли-
жайших планах предприятия – строительство нового хвостохранилища, про-
ект которого сейчас рассматривается в Кабинете министров Украины. ЮГОК
является одним из основных изготовителей железорудного сырья – концен-
трата и агломерата в Украине. Годовая проектная мощность предприятия —
9 млн. тонн ЖРК и 5 млн. тонн агломерата.
Хранилища отходов обогащения горно-обогатительных комбинатов Крив-
басса являются уникальными техногенными объектами, они представляют
интерес, и как источники экологической опасности, и как перспективные тех-
ногенные месторождения. Эти хранилища характеризуются длительными
сроками эксплуатации, укладкой отходов ярусами, от 3 до 6 один над другим,
с соответствующим наращиванием бортов хранилища, или дамб обвалования
(рис. 1, 2). При этом рассматриваемые хранилища являются малоизученными
в части распределения по объему полезных компонентов, в отношении про-
цессов, происходящих в ядре, а также свойств материала ядра, сформирован-
ного в результате подводного намыва.
Таблица 1 – Параметры хвостохранилищ Кривбасса
Наименование
хвостохранилища
Высота
дамб, м
Площадь,
га
Емкость,
млн.м
3
Годовой
объем
хвостов
«Объединенное» ЮГОКа и
АрселорМитталл
40 - 59 350 - 550 320 6,5
«Войково» ЮГОКа 50 - 74 250 156,5 11,5
Хвостохранилище ИнГОКа 112 - 379 4,52
«Миролюбовское» АрселорМитталл 55 324 107 10,6
Хвостохранилище ЦГОКа 25 - 76 - 290 7
Хвостохранилище СевГОКа 76 1293 466 8,84
Традиционно специалисты по гидравлической укладке отходов обогаще-
ния основное внимание уделяют процессам, происходящим при формирова-
нии дамб обвалования и упорной призмы, поскольку этим обусловлена ус-
тойчивость бортов и внешних откосов. Ядро же хранилища формируется бес-
контрольно в результате подводного намыва, то есть в процессе осаждения
пылеватых и глинистых частиц в воде. Исследования процессов и параметров
материала в ядре на сегодняшний день неизвестны. Поэтому что происходит
внутри ядра, как распределена концентрация и плотность твердых частиц, ка-
кое содержание твердого достигается на дне ядра, аккумулируются ли там
частицы и ионы ценных материалов, обоснованно сказать невозможно, да и
задачи такой не ставилось. По оценкам специалистов гидротехников ядро
проходит всю толщу хранилища насквозь, имеет пирамидальную или цилин-
"Геотехническая механика" 281
дрическую форму (рис. 3), нижняя грань его опирается на водоупорный или
противофильтрационный слой, а верхняя составляет дно прудка, которую по
некоторым данным можно считать горизонтальной [3].
Рис. 1 – Хвостохранилище «Объединенное»
а) гидроотвал СевГОКа
В ядре реализуется подводный намыв отходов – процесс осаждения гли-
нистых и пылеватых частиц в жидкости под действием силы тяжести. Подоб-
ные процессы осаждения твердых частиц из смеси с жидкостью широко ис-
пользуются в технологиях обогащения минерального сырья и поэтому разра-
ботано много моделей его описания и методик расчета параметров. Физиче-
ские особенности данного процесса наиболее ярко видны при рассмотрении
процесса отстаивания, частного случая процесса осаждения, когда отсутству-
ет результирующий поток. Процесс отстаивания в чистом виде реализуется в
том случае, если отстойник в начальный момент времени заполняется смесью
с постоянной концентрацией α0 твердого по всему объему [3]. Под действием
силы тяжести с течением времени происходит стратификация твердого веще-
ства по высоте, причем в нижней части отстойника образуется максимально
плотный осадок, а в верхней – полностью осветленная вода.
Выпуск № 103 282
б) хвостохранилища Объединенное, Войково и в балке Грушеватая
Рис.2. - Схемы хвостохранилищ
"Геотехническая механика" 283
Рис. 3 – Схема строения хвостохранилища: 1 – дамба начального обвалования; 2 – упорные
призмы; 3 – промежуточные призмы; 4 – ядро хвостохранилища; 5 – прудок; 6 – пляж [3]
В ядре хранилища, так же как в мерном цилиндре или гравитационном
сгустителе происходит осаждение частиц попавших в прудок, однако высота
рассматриваемого «мерного цилиндра» при этом все время увеличивается, а
материал, который осаждается – все время добавляется. Это отличает рас-
сматриваемую задачу от задачи отстаивания, седиментации в лабораторных
условиях и от задачи осаждения частиц в гравитационных сгустителях, одна-
ко позволяет использовать разработанный для этих задач математический ап-
парат после его адаптации и совершенствования.
Геометрические размеры ядра в плане определяются параметрами пляжей,
гидравлическими характеристиками процесса укладки отходов обогащения.
Для описания процесса требуется определить для каждого яруса возможный
профиль пляжа в продольном сечении, объемы складированных отходов и
уровень воды в зависимости от концентрации пульпы и интенсивности намы-
ва, крупности и плотности твердых частиц. С учетом этого, для исследования
ядра хранилища актуальными являются следующие задачи:
– задача определения закона изменения концентрации гидросмеси по глу-
бине ядра с течением времени, когда заданы геометрические параметры ядра,
считающиеся постоянными, концентрация и объем одноразово поданной в
прудок гидросмеси;
– задача определения закона изменения концентрации гидросмеси по глу-
бине ядра с течением времени и объем отводимой осветленной воды, когда
заданы геометрические параметры ядра, считающиеся постоянными, концен-
трация и объем постоянно подаваемой в прудок гидросмеси;
– задача определения закона изменения концентрации гидросмеси по глу-
бине ядра, а также высоту ядра с течением времени, когда заданы начальные
геометрические параметры ядра, концентрация и объем постоянно подавае-
мой в прудок гидросмеси;
– задача об определении закона изменения концентрации гидросмеси по
глубине ядра, а также высоту ядра с течением времени, когда заданы началь-
ные геометрические параметры ядра, концентрация и объем постоянно пода-
ваемой в прудок гидросмеси, а также концентрация и объем постоянно отби-
Выпуск № 103 284
раемой из ядра гидросмеси.
Указанные задачи, позволять разработать научные основы новых техноло-
гий складирования отходов и переформатирования хранилищ, а также обос-
новать их рациональные параметры.
Представляет интерес модернизация существующих технологий склади-
рования отходов с элементами переформирования хранилища или же по по-
путной разработке техногенных россыпей. В этом случае, при условии, что
концентрат, попадающий в отходы обогащения, оседает на участке пляжа
возле дамбы обвалования, предлагается после замыва карты и осушения при-
дамбовой зоны производить выемку части намытого пляжа, содержащей по-
тери концентрата, допущенные на обогатительном производстве, и возвра-
щать его в обогатительный передел. Выработанное пространство можно по-
вторно заполнять хвостовой пульпой, сгущенной хвостовой пульпой или же
скальными породами для усиления дамбы обвалования. Это предполагает
следующий алгоритм перехода на новую отметку выпуска пульпы: по всему
периметру закончили замыв карт, затем начали добычные работы по выемке
придамбовой части пляжа, выработанное пространство заполнили и только
после этого перешли на новый уровень складирования отходов. Техногенные
россыпи транспортировать на обогатительное производство можно авто-
транспортом или же гидротранспортом, используя в качестве несущей жид-
кости осветленную оборотную воду. С учетом характерного для условий рас-
сматриваемых хранилищ отходов и перепада геодезических высот гидро-
транспортирование техногенной россыпи на обогатительное производство
можно осуществлять самотеком.
Возможна модернизация, предполагающая сгущение гидросмеси в ядре
хранилища посредством падения твердых шаров из полиакриламида [5]. Сфе-
рическая частица из полиакриламида бросается в ядро хранилища, в процессе
падения она растворяется и осуществляет флокуляцию твердых частиц отхо-
дов. Требуется рассмотреть задачу о падении группы частиц полиакриламида
обеспечивающих заданную степень сгущения гидросмеси в толще ядра, а
может быть даже пластификацию материала ядра.
На завершающей стадии эксплуатации целесообразным является пере-
формирование хранилища, когда из ядра на глубине, обеспечивающей не
размывание защитного противофильтрационного экрана, осуществляется за-
бор гидросмеси содержащей частицы ценных компонентов. Забор может
осуществляться посредством эрлифта, адаптированного под транспортирова-
ние пульп высокой концентрации. Из поднятой пульпы сепарируются ценные
компоненты, она сгущается и складируется обратно в верхние слои ядра. Для
поддержания уровня воды в прудке в верхние слои ядра могут добавляться
свежие сгущенные хвосты или жидкость. Учитывая, что в ядре содержатся
ионы веществ, то обезвоживание поднятого материала во многом и будет
процессом сепарации ценного. Сгущенную пульпу со специальными добав-
ками можно использовать для предотвращения пыления или укрепления
склонов.
"Геотехническая механика" 285
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пивняк, Г.Г. Анализ состояния и перспективы открытой разработки железорудных месторождений
Украины / Г.Г. Пивняк, И.Л. Гуменик, В.В. Панченко // Науковий вісник НГУ.- Дніпропетровськ, 2005, №7.-
С. 10-21.
2. Евтехов, В.Д. Альтернативная минерально-сырьевая база Криворожского железорудного бассейна /
В.Д. Евтехов, И.С. Паранько, Е.В. Евтехов/ Кривой Рог: Изд-во Криворожского технического университета,
1999.– 70 с.
3. Блюсс, Б.А. Совершенствование технологий предобогащения ильменитовых руд / Б.А. Блюсс,
Н.А. Головач. – Днепропетровск: Полиграфист, 1999. – 126 с.
4. Нурок, Г.А. Гидроотвалы на карьерах / Г.А. Нурок, А.Г. Лутовинов, А.Д. Шерстаков. - Москва: Недра,
1977. – 311 с.
5. Чернюк, В.В. Регулирование интегральных параметров напорных потоков жидкостей гидроди-
намически активными добавками: дисс. … д-ра техн. наук: 05.23.16 / Чернюк Владимир Васильевич. − Ки-
ев, 2010. – 328 с.
УДК 622.232.72.001.57:658.386
М.С. Зайцев, мл. науч. сотр.,
Ю.И. Кияшко, д. т. н.,
В.Г. Шевченко, д. т. н., уч. секр. инс.-та
(ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины)
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ
КОНТРОЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА НА УРАНОВЫХ
ШАХТАХ
Викладено технічні, технологічні й соціальні передумови застосування комплексних систем
контролю виробничого процесу на уранових шахтах.
THE QUESTION OF THE INTEGRATED PROCESS CONTROL
SYSTEMS FOR URANIUM MINES
Sets out technical, technological and social conditions of application of complex process control
systems in the uranium mines.
Основным нормативным документом в области охраны труда при подзем-
ной разработке урановых месторождений, регламентирующим обязательные
для выполнения на подземных работах при добыче полезных ископаемых
требования техники безопасности, остается «Единые правила безопасности
при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным
способом» [1]. Требования к проведению горных работ при разработке ура-
нових руд регламентированы «Правилами технической эксплуатации рудни-
ков, приисков, шахт, которые разрабатывают месторождения цветных, ред-
чайших и других металлов» [2]. Требования к санитарным правилам эксплуа-
тации урановых рудников изложены в [3].
Проектом отраслевой программы [4] улучшения состояния безопасности,
гигиены труда и производственной среды предприятий топливно-
энергетического комплекса на 2007-2011 годы, разработанного согласно ст.
33 Закона Украины «Об охране труда», предусматривалась реализация меро-
приятий отраслевого значения по созданию безопасных и безвредных усло-
вий труда на предприятиях топливно-энергетического комплекса путем вы-
|