Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)

Обоснована возможность прироста минерально-сырьевых ресурсов Украины и Грузии за счет освоения перспективных по содержанию и запасам полезных ископаемых техногенных накоплений промышленных отходов. Обґрунтована можливість приросту мінерально-сировинних ресурсів України і Грузії за рахунок освоєння п...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Екологія і природокористування
Date:	2013
Main Authors:	Копач, П.И., Якубенко, Л.В., Романенко, В.Н., Шматков, Г.Г., Чихрадзе, Н.М., Хомерики, С.К., Михельсон, Р.В., Матарадзе, Е.Д.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут проблем природокористування та екології НАН України 2013
Subjects:	Раціональне природокористування та екотехнології
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57496
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:	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии) / П.И. Копач, Л.В. Якубенко, В.Н. Романенко, Г.Г. Шматков, Н.М. Чихрадзе, С.К. Хомерики, Р.В. Михельсон, Е.Д. Матарадзе // Екологія і природокористування. — 2013. — Вип. 16. — С. 210-218. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57496
record_format	dspace
spelling	Копач, П.И. Якубенко, Л.В. Романенко, В.Н. Шматков, Г.Г. Чихрадзе, Н.М. Хомерики, С.К. Михельсон, Р.В. Матарадзе, Е.Д. 2014-03-10T12:21:00Z 2014-03-10T12:21:00Z 2013 Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии) / П.И. Копач, Л.В. Якубенко, В.Н. Романенко, Г.Г. Шматков, Н.М. Чихрадзе, С.К. Хомерики, Р.В. Михельсон, Е.Д. Матарадзе // Екологія і природокористування. — 2013. — Вип. 16. — С. 210-218. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57496 Обоснована возможность прироста минерально-сырьевых ресурсов Украины и Грузии за счет освоения перспективных по содержанию и запасам полезных ископаемых техногенных накоплений промышленных отходов. Обґрунтована можливість приросту мінерально-сировинних ресурсів України і Грузії за рахунок освоєння перспективних за вмістом і запасами корисних копалин техногенних накопичень промислових відходів. Possibility of increase of raw mineral-material resources of Ukraine and Georgia is reasonable due to mastering perspective on maintenance and to the supplies of minerals of technogenic formations of industrial wastes. Работа выполнена под руководством чл.-корр. НАН Украины А.Г. Шапаря ru Інститут проблем природокористування та екології НАН України Екологія і природокористування Раціональне природокористування та екотехнології Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии) Перспективи залучення до експлуатації техногенних родовищ (на прикладі України і Грузії) Engaging prospects in exploitation of technogenic deposits (on example of Ukraine and Georgia) Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)
spellingShingle	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии) Копач, П.И. Якубенко, Л.В. Романенко, В.Н. Шматков, Г.Г. Чихрадзе, Н.М. Хомерики, С.К. Михельсон, Р.В. Матарадзе, Е.Д. Раціональне природокористування та екотехнології
title_short	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)
title_full	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)
title_fullStr	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)
title_full_unstemmed	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)
title_sort	перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере украины и грузии)
author	Копач, П.И. Якубенко, Л.В. Романенко, В.Н. Шматков, Г.Г. Чихрадзе, Н.М. Хомерики, С.К. Михельсон, Р.В. Матарадзе, Е.Д.
author_facet	Копач, П.И. Якубенко, Л.В. Романенко, В.Н. Шматков, Г.Г. Чихрадзе, Н.М. Хомерики, С.К. Михельсон, Р.В. Матарадзе, Е.Д.
topic	Раціональне природокористування та екотехнології
topic_facet	Раціональне природокористування та екотехнології
publishDate	2013
language	Russian
container_title	Екологія і природокористування
publisher	Інститут проблем природокористування та екології НАН України
format	Article
title_alt	Перспективи залучення до експлуатації техногенних родовищ (на прикладі України і Грузії) Engaging prospects in exploitation of technogenic deposits (on example of Ukraine and Georgia)
description	Обоснована возможность прироста минерально-сырьевых ресурсов Украины и Грузии за счет освоения перспективных по содержанию и запасам полезных ископаемых техногенных накоплений промышленных отходов. Обґрунтована можливість приросту мінерально-сировинних ресурсів України і Грузії за рахунок освоєння перспективних за вмістом і запасами корисних копалин техногенних накопичень промислових відходів. Possibility of increase of raw mineral-material resources of Ukraine and Georgia is reasonable due to mastering perspective on maintenance and to the supplies of minerals of technogenic formations of industrial wastes. Работа выполнена под руководством чл.-корр. НАН Украины А.Г. Шапаря
issn	XXXX-0010
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57496
citation_txt	Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии) / П.И. Копач, Л.В. Якубенко, В.Н. Романенко, Г.Г. Шматков, Н.М. Чихрадзе, С.К. Хомерики, Р.В. Михельсон, Е.Д. Матарадзе // Екологія і природокористування. — 2013. — Вип. 16. — С. 210-218. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT kopačpi perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT âkubenkolv perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT romanenkovn perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT šmatkovgg perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT čihradzenm perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT homerikisk perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT mihelʹsonrv perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT mataradzeed perspektivyvovlečeniâvékspluataciûtehnogennyhmestoroždeniinaprimereukrainyigruzii AT kopačpi perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT âkubenkolv perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT romanenkovn perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT šmatkovgg perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT čihradzenm perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT homerikisk perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT mihelʹsonrv perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT mataradzeed perspektivizalučennâdoekspluatacíítehnogennihrodoviŝnaprikladíukraíniígruzíí AT kopačpi engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT âkubenkolv engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT romanenkovn engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT šmatkovgg engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT čihradzenm engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT homerikisk engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT mihelʹsonrv engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia AT mataradzeed engagingprospectsinexploitationoftechnogenicdepositsonexampleofukraineandgeorgia
first_indexed	2025-11-24T19:13:18Z
last_indexed	2025-11-24T19:13:18Z
_version_	1850490355635453952
fulltext	ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 210 УДК 622.271:504 П.И. КОПАЧ, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., заместитель заведующего отделом экологических основ технологий природопользования Института проблем природо- пользования и экологии НАН Украины, г. Днепропетровск, Украина Л.В. ЯКУБЕНКО, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела экологиче- ских основ технологий природопользования Института проблем природопользования и экологии НАН Украины, г. Днепропетровск, Украина В.Н. РОМАНЕНКО, главный горняк Института проблем природопользования и эколо- гии НАН Украины, г. Днепропетровск, Украина Г.Г. ШМАТКОВ, д-р биол. наук, проф., заведующий кафедрой экологии и охраны ок- ружающей среды Приднепровской государственной академии строительства и архи- тектуры, г. Днепропетровск, Украина Н.М. ЧИХРАДЗЕ, д-р техн. наук, директор ЮЛПП Горный институт им. Г.А. Цулукидзе, г. Тбилиси, Грузия С.К. ХОМЕРИКИ, д-р техн. наук, главный научный сотрудник, руководитель отдела взрывных технологий ЮЛПП Горный институт им. Г.А. Цулукидзе, г. Тбилиси, Грузия Р.В. МИХЕЛЬСОН, д-р техн. наук, главный научный сотрудник ЮЛПП Горный ин- ститут им. Г.А. Цулукидзе, г. Тбилиси, Грузия Е.Д. МАТАРАДЗЕ, д-р техн. наук, главный научный сотрудник, заведующий лабора- торией технологий защиты от взрыва ЮЛПП Горный институт им. Г.А. Цулукидзе, г. Тбилиси, Грузия ПЕРСПЕКТИВЫ ВОВЛЕЧЕНИЯ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ УКРАИНЫ И ГРУЗИИ)* Обоснована возможность прироста минерально-сырьевых ресурсов Украины и Грузии за счет освоения перспективных по содержанию и запасам полезных ископаемых техно- генных накоплений промышленных отходов. Ключевые слова: отходы, минерально-сырьевые ресурсы, техногенные месторождения, потерянные и разубоженные руды, хвостохранилища. У человеческой цивилизации есть шанс избежать всеобъемлющего кризиса в связи с истощением некоторых видов природных ресурсов при условии, что её развитие будет осуществляться на основе долговременных прогнозов состояния окружающей среды и ресурсной базы и своевременного сосредо- точения сил и средств на их восстановление. Грядущим поколениям невозможно обеспе- чить условия для использования тех же не- возобновляемых природных ресурсов, кото- рые использует нынешнее поколение для удовлетворения своих потребностей, но соз- дать научно-техническую базу, способную © Копач П.И., Якубенко Л.В., Романенко В.Н., Шматков Г.Г., Чихрадзе Н.М., Хомерики С.К., Михельсон Р.В., Матарадзе Е.Д., 2013 ликвидировать ожидаемый дефицит, мы обязаны. В целом пессимистические прогнозы по этому поводу не сбываются по следующим причинам [1]: - на разведку дефицитных видов ресур- сов были выделены большие средства, и это привело к открытию крупных месторожде- ний. Так, например, только по данным марк- шейдерских отделов шахт, входящих в со- став рудника им. Дзержинского, в зонах его обрушения находится 100 млн т неизвлечен- ной руды с содержанием железа 46,3- 58,14 % [2]. работа выполнена под руководством чл.-корр. НАН Украины А.Г. Шапаря ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 211 Кроме того, как показывают данные ла- бораторных исследований [2], в зонах обру- шения шахтных полей рудника «Ингулец» осталось 13868,2 тыс. т неизвлеченных запа- сов богатых руд с 62% содержанием железа и более 30000 тыс. т выщелоченных джес- пилитов, которые можно использовать для получения чугуна; - уровень технологий добычи и обога- щения полезных ископаемых значительно вырос, что позволило вовлекать в эксплуа- тацию месторождения с более низким со- держанием полезного компонента в руде; - все больше стала применяться добыча попутных полезных ископаемых и ком- плексная переработка руд, что резко расши- рило минерально-сырьевую базу; - существенно усовершенствованы сис- темы разработки месторождений, обеспе- чившие повышение полноты выемки полез- ных ископаемых почти на 30%, что значи- тельно расширило сырьевую базу; - тотальное снижение энерго- и ресур- сопотребления существенно уменьшает ост- роту проблемы исчерпаемости энергетиче- ских ресурсов, даёт мощный импульс к соз- данию энерго- и ресурсосберегающих тех- нологий; - в связи с дефицитом некоторых ресур- сов наметилась устойчивая тенденция пере- хода в сфере производства от традиционных материалов на альтернативные заменители (алюминий, пластмассы, каменное литье и т.п.). - использование бытовых и промыш- ленных отходов в качестве вторичного сы- рья позволяет сократить потребности в при- родных ресурсах на 20-30%; - все чаще стали вовлекаться в эксплуа- тацию накопленные отходы обогащения прошлых лет, содержание полезных компо- нентов в которых приблизилось к промыш- ленным кондициям. Таким образом, задействование этих фак- торов может существенно изменить темпы истощения минеральных ресурсов. Из этого следует главный вывод о том, что проблема состоит не в исчерпаемости какого-либо хи- мического элемента или минерала, а в пред- сказании того, какие объемы и какое качест- во минерального сырья будет в распоряже- нии общества на конкретный момент време- ни и прогнозировании развития технологий добычи и обогащения в соответствии с про- гнозируемым качеством и условиями зале- гания минерального сырья. В этой связи главная задача горной науки состоит в раз- работке методов прогнозирования состояния минерально-сырьевых ресурсов и развития новых технологий добычи и обогащения сы- рья. Анализ существующих тенденций раз- вития минерально-сырьевой базы позволил сделать выводы о том, что запасы минераль- ного сырья можно увеличить вовлечением в практическое использование заскладирован- ных на поверхности различного рода отхо- дов промышленного производства, в том числе и горнодобывающего. При разработке более совершенных технологий эти отходы могут стать ценными кладовыми минераль- ного сырья. В последнее время, во всем мире возрос интерес к техногенным накоплениям про- мышленных отходов, и в особенности, к на- коплениям, возникшим при функционирова- нии горнодобывающих предприятий. Проблема технологических отходов воз- никла с переходом общественного произ- водства на путь интенсивного развития. С развитием промышленности росло количе- ство технологических отходов. Особенно это относится к горнодобывающей и пере- рабатывающей отраслям. При существующих в настоящее время технологиях добычи и обогащения полезных ископаемых от 10 до 99% исходной массы сырья, добытого из недр, превращается в отходы, которые складируются на суше. В результате образуются десятки мил- лионов кубометров отвальных пород и шла- мов. Крупнотоннажные отходы имеют место при сжигании топлива на тепловых электро- станциях, при металлургическом переделе руд и др. При этом происходит не только концентрация объемов пород, шламов и шлаков, но и концентрация химических эле- ментов, соединений и минералов, так как в отходы зачастую попадают сопутствующие полезные ископаемые и другие отходы про- изводства, являющиеся потенциально по- лезным сырьем. Любое природное месторождение пред- ставляет собой локальную аномалию кон- центрации отдельных элементов или мине- ральных образований, которая сформирова- лась и сохраняется в естественных условиях сотни миллионов лет, не причиняя никакого ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 212 вреда окружающей среде. Другое дело – техногенные скопления, которые сформиро- ваны с учётом технологических и экономи- ческих факторов, но никак не с учётом при- родных законов миграции, рассеивания и взаимодействия с компонентами окружаю- щей природной среды. С техногенными ско- плениями отходов горнодобывающей про- мышленности связана совокупность процес- сов отрицательного воздействия на природ- ную среду. Это, прежде всего, загрязнён- ность воздушного бассейна (пылеобразова- ние), высокая агрессивность техногенных вод из-за наличия технологических реаген- тов, токсичность минеральных веществ, со- ставляющих массив пород, и их элементов, наличие тяжёлых металлов, вероятность аварийных ситуаций на объектах хвостового хозяйства (динамическая устойчивость мас- сива) и др. Вследствие образовавшегося тех- ногенного накопления промышленных отхо- дов, природные системы сопредельных тер- риторий попадают в зону интенсивного за- грязнения на значительный период времени. Техногенное накопление химических элементов, минерально-сырьевых образова- ний могут превращаться в один из важных источников минерального сырья. Соответст- вующие объёмы, ценность и условия залега- ния этих источников минерального сырья позволяют классифицировать их как техно- генные месторождения – искусственные на- копления минерального вещества по коли- честву, качеству и условиям залегания при- годные в данное время или на перспективу для промышленного использования. Понятие «техногенное месторождение» включает в се- бя как геологические, так и технико- экономические аспекты. В этом смысле оно учитывает потребность в данном виде мине- рального сырья, уровень развития техники и технологии разработки и переработки сырья, состояние транспорта, энергетики и экономи- ки в настоящее время и на перспективу, с од- ной стороны, и стоимость данного вида мине- рального сырья или получаемого из него про- мышленного продукта в настоящее время и на перспективу – с другой. Особенности техногенных месторожде- ний: - географически они расположены, как правило, в промышленно развитых регио- нах; - преимущественно они находятся на земной поверхности; - сформированы из практически полно- стью раздробленной горной массы; - значительно больший разброс мине- рального состава в сравнении с природными месторождениями. Рациональное использование минераль- ных ресурсов техногенных месторождений следует рассматривать в следующих основ- ных аспектах: ресурсном, экономическом, технологическом, экологическом и нацио- нальной безопасности [2]. Очень характерно, что эта проблема ак- туальна как для стран с богатыми недрами, так и для бедных в этом отношении стран. Чтобы представить масштаб проблемы рассмотрим возможность прироста объемов минерально-сырьевых ресурсов за счет тех- ногенных месторождений для Украины и Грузии. По данным Минприроды на сегодняшний день в Украине насчитывается до 200 техно- генных месторождений, на которых накоп- лено около 25 млрд т твердых отходов. Эти техногенные образования негативно влияют на природные ландшафты и экологические условия, занимая площадь около 230 тыс. га плодородных земель. В процессе производственного техноло- гического цикла на горно-обогатительных и перерабатывающих предприятиях в Украине образуется ежегодно около 600 млн м3 (или более 1 млрд т) минерально-сырьевых отхо- дов, в том числе отходов обогащения – 75- 80 млн м3, отходов вторичного передела (ме- таллургического, химического) – 20 млн м3. Полигоны отходов некоторых энергетиче- ских, металлургических и горнорудных предприятий по содержанию в них полезных компонентов стали богаче иных рудников. В качестве примера можно рассмотреть ситуацию со складированием отходов обо- гащения железистых кварцитов Кривбасса. В Кривбассе действует пять горно- обогатительных комбинатов, которые за пе- риод с 1961 г. по настоящее время, склади- ровали отходы обогащения железистых кварцитов в шести хвостохранилищах: балка «Петрова» (СевГОК) – 375 млн м3; балка «Лозоватка» (ЦГОК) – 246 млн м3; «Войко- во» (ЮГОК) – 106 млн м3; «Объединенное» (ЮГОК, НКГОК) – 250 млн м3; балка «Гру- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 213 шеватая» (ЮГОК) – 19 млн м3; «Миролю- бовка» – 105 млн м3; «Николаевка» (ИнГОК) – 283 млн м3. Запасы железорудных шламов в хвосто- хранилищах Криворожских ГОКов оценива- ется в 2,5 млрд т, в которых содержание магнитного железа изменяется в пределах от 3,06% до 7,17%, а общего – от 15,7% до 18,6%. Запасы марганцево-рудных шламов в хво- стохранилищах Марганецкого ГОКа состав- ляет 89901,4 тыс. т по сухому весу, а Орджо- никидзевского ГОКа – 123441,4 тыс. т. Со- держание МnО2 в контурах каждого из техно- генных месторождений изменяется в преде- лах 11,16 - 23,73 %, а МnО – 1,02 - 10,44 %. На Вольногорском гидрометаллургиче- ском комбинате в качестве отходов после выделения из титано-ильменитовых руд со- единения циркония и двуокиси кремния об- разуется высококачественное сырье для сте- кольной промышленности. На базе запасов этих отходов организова- но соответствующее производство. Исследования, выполненные в Институте проблем природопользования и экологии НАН Украины, позволяют предположить, что в процессе намыва хвостохранилищ возможна локализация металла в небольших по площади зонах, конфигурация которых определит залежь техногенного месторож- дения. Параметры залежи возможно прогно- зировать, изучив физико-механические ха- рактеристики хвостов, а также выполнив ретроспективный анализ способов и пара- метров намыва хвостохранилищ. Таким об- разом, возможно ориентировочное опреде- ление координат техногенной залежи в мас- сиве хвостохранилища. Детальное оконту- ривание залежи можно осуществить обыч- ными методами геологической разведки. Время существования техногенного ме- сторождения можно разделить на периоды: формирования, консервации, депонирова- ния, расконсервации, нормальной эксплуа- тации и рекультивации. Некоторые из дан- ных периодов включают работы, в полной мере изученные в теории и практике откры- тых горных работ. К ним относятся вопросы расконсервации, которые аналогичны во- просам вскрытия месторождений, а также вопросы рекультивации отработанных тех- ногенных месторождений, экономики ос- воения и др. В существующих техногенных месторо- ждениях находятся забалансовые руды и горные породы, содержащие полезную ми- нерализацию, переработка которых по из- вестным в период разработки природного месторождения технологическим схемам была экономически нецелесообразна, или в этот период отсутствовали потребители тех- ногенного минерального сырья. Сущест- вующие техногенные месторождения фор- мировались традиционным способом или способом селективного отвалообразования с учётом лишь двух требований – минимума затрат на отвальные работы и обеспечения устойчивости откосов отвалов. При этом не учитывалась возможность их разработки в будущем с учётом совершенствования гор- но-обогатительной технологии и изменения конъюнктурных условий рынка. Выполнение оценки возможного потреб- ления минерально-сырьевых ресурсов важ- но, но трудно выполнимо, так как этот про- цесс взаимосвязан с осуществлением многих прогнозов: развития научно-технической и технологической базы, роста численности населения, состояния экономики, междуна- родного сотрудничества и др. Независимо от любых прогнозов, уже сейчас нужно заду- маться об опережающей разработке новых технических и технологических способов добычи и переработки минерального сырья низких кондиций. Наиболее перспективными по содержа- нию и запасам полезных компонентов явля- ются хвосты обогащения руд черных и цветных металлов. Эти отходы обогащения более удобны для утилизации, чем отвалы, поскольку они, во-первых, более однородны, а во-вторых, представляют собой уже дроб- леный, иногда, фракционированный матери- ал. Хвосты мокрой магнитной сепарации являются мелкодисперсными отходами. Они содержат много ценных металлов, в том числе скандия, галлия, стронция, титана. При этом количество скандия в отходах обо- гащения составляет более 60% мировых за- пасов этого металла [2]. Нисколько не уступают по набору и ко- личеству ценных компонентов хвостохрани- лища обогатительных фабрик, перерабаты- вающих руды цветных металлов. По общим запасам хвостохранилища многих горнодобывающих предприятий су- щественно превосходят природные место- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 214 рождения. Вовлечение их в разработку об- легчается тем, что при этом не нужно произ- водить вскрышные и буровзрывные работы. Раздробленный материал подготовлен для извлечения металлов современными мето- дами. Существующие техногенные месторож- дения сформированы путем шламонакопле- ния или отвалообразования без учета воз- можности их последующей разработки. По- этому минеральные компоненты в контурах этих массивов распределены хаотично. В связи с возрастающей необходимостью вовлечения вторичного сырья в переработку при создании новых техногенных массивов необходимо целенаправленное формирова- ние (локализация) залежи полезных компо- нентов в контурах этого месторождения. Для этой цели наиболее приемлем простой и эффективный способ – использование сил гравитации. Так, например, при селективном отвалообразовании в процессе естественной сегрегации, крупные фракции пород скапли- ваются в нижней части отвала, а мелкие – в верхней. То есть, при наличии полезного компонента в той или иной фракции проис- ходит его естественная локализация в соот- ветствующей части отвала. Кроме того, при гидронамыве шламохранилища, как уста- новлено исследованиями [2], и движении пульпы со скоростями, близкими к критиче- ским, распределение консистенции пульпы и крупности твёрдой составляющей по сече- нию потока неравномерное. В нижней части сечения перемещается пульпа более высо- кой консистенции, наибольшей крупности и наивысшей плотности твёрдой составляю- щей. Это явление можно использовать при селективном намыве с предварительным разделением потока пульпы на несколько (две и более) составных частей с различной консистенцией, крупностью и плотностью. Используя эти явления в практике гидрона- мыва техногенного месторождения и, задей- ствуя естественную сегрегацию частиц, яв- ляющуюся более простой и экономичной, можно осуществлять целенаправленное и управляемое формирование залежи. Обос- нование параметров технологии гидронамы- ва, обеспечивающих требуемое по условиям формирования техногенных месторождений разделение минеральных компонентов, включает в себя два этапа. На первом этапе осуществляется исследование особенностей процесса локализации минеральных компо- нентов. Вторым этапом является выбор на основе установленных закономерностей па- раметров технологии намыва техногенного массива. К техногенным запасам минерально- сырьевых ресурсов следует отнести поте- рянные и разубоженные при подземном спо- собе разработки руды. В Украине на Никитовском ртутном ме- сторождении в послевоенные годы была на- чата повторная разработка запасов Софиев- ской рудной толщи. Рудное тело Никитов- ского месторождения изрезано старыми подземными выработками, площадь кото- рых достигала 32% площади запасов для повторной разработки. На карьерах приме- нялась транспортная система разработки с вывозом пустых пород на внешние отвалы. В одновременной работе находилось два уступа высотой по 10 м. Ведение открытых горных работ было затруднено наличием большого количества пустот и выработок. Погашение этих пустот производилось при помощи буровзрывных работ. В 1963 г. на руднике «Ингулец» повторно разрабатывалась открытым способом залежь железной руды, расположенной в районе старых подземных выработок шахты «Ви- зирка». Подземная разработка этой рудной залежи проводилась еще в 1898-1914 гг. По- вторная разработка оставшихся запасов по- лезного ископаемого осуществлялась транс- портной системой разработки. Отработка горной массы осуществлялась горизонталь- ными слоями. Высота уступов была равна 10 м. При извлечении вскрышных пород и добыче железной руды буровзрывные рабо- ты не применялись. Отличительной особен- ностью открытой доработки месторождения явилось наличие в границах карьера непо- гашенных подземных пустот и выработок. Для их обнаружения и уточнения запасов руды перед началом производства открытых горных работ в 1962¸1963 гг. было пробуре- но 10 тыс. м разведочных скважин. В настоящее время в Кривбассе повтор- ная разработка природно-богатых потерян- ных и разубоженных руд открытым спосо- бом осуществляется карьером «Южный» бывшего рудоуправления им. С.М. Кирова, карьером «Северный» бывшего рудоуправ- ления им. Дзержинского, а также наиболее ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 215 мощным карьером №1 ПАО ЦГОКа, кото- рый осуществляет добычу руды в условиях неустойчивого, а местами и обрушенного состояния массива горных пород. Такое со- стояние массива горных пород вызвано на- личием подземных выработок и пустот объ- емом до 2 млн м3, образовавшихся при до- быче железных руд подземным способом. Как показал анализ опыта повторной раз- работки крутопадающих месторождений открытым способом, обеспечение безопас- ности производства горных работ осуществ- лялось следующими методами: - предварительной закладкой пустот и подземных выработок скальными вскрыш- ными породами; - погашением пустот и подземных вы- работок буровзрывным способом; - опережающим бурением разведочных скважин, обеспечивающих не только обна- ружение пустот и подземных выработок, но и при установке в этих скважинах специаль- ных датчиков, выявление процессов, проис- ходящих в неустойчивых массивах, которые предшествуют сдвижению горных пород. Как показывает современный опыт, зна- чительный интерес техногенное накопление минерального сырья представляют для ма- лого бизнеса. Его активность наблюдается на территориях, где добывался марганец (Орджоникидзе, Марганец), титан (Вольно- горск), железо (Кривой Рог, Желтые Воды), строительные материалы и др. Недра Грузии, по содержанию в них за- пасов минерального сырья, значительно ус- тупают ресурсам Украины, но тем не менее и здесь накоплено огромное количество от- ходов горного производства, негативно влияющих на экологическую обстановку регионов. В качестве примера можно при- вести крупнейшее горнодобывающее пред- приятие страны – А.О. «Маднеули», разра- батывающее золото-медно-барито-поли- металлическое месторождение, занимающее территорию 522,5 га. Основными источни- ками загрязнения окружающей среды явля- ются: карьер, обогатительная фабрика, скла- ды попутно добываемых руд, отвалы пустых пород, кучи выщелачивания золотосодер- жащих кварцитов и внутрикарьерные доро- ги. В пределах горного отвода находятся четыре породных отвала, которые занимают площадь 254,3 га. Суммарный объем заскла- дированной в них горной массы составляет около 200 млн м3. Оставшийся объем вскрышных пород – 30 млн м3. Выполнен- ными Горным институтом им. Г.А. Цу- лукидзе исследованиями установлено, что щебень, изготавливаемый из отвальных по- род – окварцованного и пелитового туфа, альбитофиров и безрудных кварцитов, удов- летворяет требованиям государственных стандартов на сырье для производства за- полнителей цементобетона марки 300, а также для покрытия автомобильных дорог I-V классов. Туф-алевролиты же отличаются хорошей спекаемостью с битумом, что по- зволяет рассматривать их в качестве сырья для производства асфальтобетона. Высокое содержание оксидов кремния (более 90%) в безрудных кварцитах обусловливает воз- можность их применения в стекольной про- мышленности. Риолитовые породы вскрыши признаны пригодными для получения песка в качестве сырья для производства строи- тельной керамики. По экспертным оценкам 80-85% горных пород, заскладированных в отвалах, являют- ся полезными минеральными ресурсами, вовлечение в эксплуатацию которых будет стимулировать развитие строительной инду- стрии без отчуждения дополнительных зе- мельных площадей под многочисленные мелкие карьерные хозяйства [3]. В настоящее время А.О. «Маднеули» – разрабатывает отвал №1 как техногенное месторождение золотосодержащих кварци- тов. Этот отвал занимает площадь 64,6 га, а объем уложенных в нем пород составляет 26,0 млн м3. За период с 2004 по 2011 годы здесь было добыто 10824 тыс. т руд со сред- ним содержанием золота 1,9 г/т, (20586,4 кг металла). В связи с понижением бортового содержания меди по месторождению с 0,4 до 0,3% актуальным стал вопрос добычи за- складированных в этом же отвале медно- цинковых и баритополиметаллических руд с содержанием меди 0,5-0,3%. Отработка со- ответствующих ярусов отвала №1 намечена на начало 2013 года. Весьма выгодным оказалось извлечение меди из кислых карьерных вод (рН=3,7-3,8), дебит которых колеблется в пределах 90- 100 м3/час. Содержание тяжелых металлов в карьерных водах составляет: меди 650- 680 мг/л, цинка – 650-670 мг/л, железа – 740- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 216 770 мг/л, кадмия – 5 м/л. Извлечение меди производится методом цементации активи- рованного порошка железа с последующей нейтрализацией очищенной воды и перево- дом ионов сульфата в нерастворимые соеди- нения. В 2012 году было переработано 526,4 тыс. м3 карьерных вод с содержанием меди 0,6 кг/м3 и золота – 0,024 г/м3. Произ- водство концентрата составило 427,2 т с со- держанием меди 68,0%, золота – 29,3 г/т. При этом выход меди составил 92%, а золо- та – 99%. Кроме получения дополнительной продукции это мероприятие несколько оздо- ровило экологическую обстановку, что од- нако является недостаточным ввиду наличия в частично очищенных карьерных водах та- ких компонентов как цинк, железо, кадмий, свинец и мышьяк. Проектом разработки Маднеульского ме- сторождения рекомендована подготовка к 2020 году карьерной выемки для размещения в ней отходов переработки хвостохранилища, намеченной на период 2021-2026 гг. Ресурсы этого техногенного сооружения на конец от- работки карьера по медной руде составляют 23,0 млн т со средним содержанием меди 0,2% и золота – 0,51г/т. Предполагаемое из- влечение меди – 90%, золота – 73%, суммар- ное содержание меди в концентрате составит 41400 т, золота – 8563 кг. В предстоящие годы необходимо разра- ботать технологию переработки медных руд, заскладированных в хвостохранилище, и проект освоения этого сооружения. Потенциальными техногенными место- рождениями Грузии являются также склады минеральных отходов переработки марган- цевых руд Чиатурского горно-обогатитель- ного комбината. В Чиатуре действует 6 обо- гатительных фабрик, отходы производства которых в виде марганцевых шламов и хво- стов заскладированы в разных местах зе- мельного отвода. Запасы хвостов обогащения с содержани- ем Мn 12-16% оцениваются в 5 млн т. За последние годы накоплен успешный опыт их использования для получения марганце- вых продуктов металлургического сорта с содержанием Мn 27-28%. Запасы марганцевых шламов с размером зерен 1-5 мм и содержанием Мn 8-10% со- ставляют свыше 9-10 млн т по сухому весу. До начала 90-х годов шламы обогатитель- ных фабрик складировались в ущелье Гур- гумела, расположенном на расстоянии 2- 2,5 км от Центральной доводочной фабрики. В настоящее время, из-за выхода из строя гидротранспортного сооружения ОФ- Гургумела, основная часть шламов вместе со сточными водами выбрасывается в р. Кви- рила, где зафиксировано сверхнормативное содержание таких тяжелых металлов и вредных веществ как свинец (свыше 0,01 мг/л), цинк (0,043 мг/л), никель (свыше 0,003 мг/л), кобальт (свыше 0,003 мг/л), медь (0,006 мг/л), мышьяк (свыше 0,005 мг/л) и др. Загрязнение водной среды шламами мар- ганцевых руд оказывает негативное воздей- ствие на природу региона. В связи с важно- стью проблемы план развития комбината предусматривает реконструкцию обогати- тельных фабрик и строительство шламоочи- стительных сооружений на всех действую- щих фабриках, а также изыскание путей ис- пользования марганцевых шламов для полу- чения конкурентоспособных продуктов, к числу которых можно отнести марганцевые брикеты для металлургического передела, пигменты, поглотители сероводорода из га- зообразных веществ и сельскохозяйствен- ные удобрения. Таким образом, техногенные месторож- дения представляют собой новый, широко распространённый в настоящее время, доступный источник минерального сырья, образованный в результате неоправданно масштабной горнодобывающей деятельно- сти прошлых лет. Подобные месторожде- ния требуют их детального изучения с привлечением современных аналитических методов, разработки научно обоснованных методов и технологий их освоения, созда- ния механизмов экологического сопрово- ждения их эксплуатации, рекультивации и экологической реабилитации сопредель- ных территорий. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 217 Выводы 1. Техногенные месторождения стали реальностью во всех горнодобывающих ре- гионах. 2. Различные полезные ископаемые кон- центрируются в техногенных месторожде- ниях по-разному, но закономерности, опи- сывающие их концентрации, едины. 3. Накопленный Украиной и Грузией опыт вовлечения в эксплуатацию техноген- ных месторождений позволяет предложить совместные проекты по расширению мине- рально-сырьевой базы. Перечень ссылок 1. Шапарь А.Г. Исчерпаемость минеральных ресурсов, целесообразность и условия их вво- да в эксплуатацию / А.Г. Шапарь, П.И. Копач // Открытые горные работы. – 2000. – № 4. – С.57-62. 2. Шапарь А.Г. Формирование и разработка техногенных месторождений железных и мар- ганцевых руд / Шапарь А.Г., Вилкул А.Ю., Якубенко Л.B. – Днепропетровск : Монолит, 2012. – 140с. 3. Хомерики С.К. Вовлечение отходов горных предприятий в производство новых материа- лов – эффективный путь решения экологических проблем / С.К. Хомерики, Р.В.Михельсон, Д.Г. Хомерики // Екологія і природокористування. – 2012. – № 15. – С.153-156. Стаття надійшла до редколегії 04.04.2013 р. російською мовою Стаття рекомендована членом редколегії канд. техн. наук М.А. Ємцем П.І. КОПАЧ, Л.В. ЯКУБЕНКО, В.Н. РОМАНЕНКО, Г.Г. ШМАТКОВ, Н.М. ЧИХРАДЗЕ, С.К. ХОМЕРИКИ, Р.В. МИХЕЛЬСОН, Е.Д. МАТАРАДЗЕ** Інститут проблем природокористування та екології НАН України, м. Дніпропетровськ, Україна Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, м. Дніпропетровськ, Україна ** ЮЛПП Гірничий інститут ім. Г.А. Цулукідзе, м. Тбілісі, Грузія ПЕРСПЕКТИВИ ЗАЛУЧЕННЯ ДО ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТЕХНОГЕННИХ РОДОВИЩ (НА ПРИКЛАДІ УКРАЇНИ І ГРУЗІЇ) Обґрунтована можливість приросту мінерально-сировинних ресурсів України і Грузії за рахунок освоєння перспективних за вмістом і запасами корисних копалин техногенних накопичень промислових відходів. Ключові слова: відходи, мінерально-сировинні ресурси, техногенні родовища, втрачені і розубожені руди, хвостосховища. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2013, Випуск 16 218 P.I. KOPACH, L.V. YAKUBENKO, V.N. ROMANENCO, G.G. SHMATKOV, N.M.CHIKHRADZE, S.K. KHOMERIKI, P.V. MIKHELSON, E.D.MATARADZE* Institute for Nature Management Problems and Ecology of National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipropetrovsk, Ukraine * Pridneprovsk State Academy of Building and Architecture, Dnipropetrovsk, Ukraine *** Grigol Tsulukidze Mining Institute, Tbilisi, Georgia ENGAGING PROSPECTS IN EXPLOITATION OF TECHNOGENIC DEPOSITS (ON EXAMPLE OF UKRAINE AND GEORGIA) Possibility of increase of raw mineral-material resources of Ukraine and Georgia is reasonable due to mastering perspective on maintenance and to the supplies of minerals of technogenic formations of industrial wastes. Keywords: wastes, raw mineral-material resources, technogenic deposits, lost and down- graded of ore, tailings. http://www.mining.org.ge/en/peo/Chikhradze.N.htm

Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений (на примере Украины и Грузии)

Institution

Similar Items