Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Состояние изученности проблемы и опыт отвалообразования с учетом рационального использования земель при освоении месторождений полезных ископаемых . 10
1.1Обзор литературы, по проблеме отвалообразования с учетом рационального использования земельных отводов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. 10
1.2.1 Предварительная оценка изменений в структуре промышленности при разработке рудных месторждений юго-востока Забайкальского края 22
1.2.2 Состояние и перспективы отвалообразования на Жирекенском горно-обогатительном комбинате 28
1.2.3 Определение видов и масштабов ущерба от воздействия на земельные ресурсы при освоении минерально-сырьевых ресурсов на территории Забайкальского края 37
ГЛАВА II Анализ технологических схем отвалообразования и параметров отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых 51
2.1 Исследование способов и технологических схем формирования отвалов 51
2.2 Анализ существующих критериев оценки эффективности использования земельных отводов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых 59
Выводы 65
ГЛАВА III Выявление параметров отвалов вскрышных пород, оказывающих влияние на интенсивность и динамику изъятия земель 66
3.1. Исследование показателей типовых схем развития отвалов 66
3.2 Обоснование схем формирования отвалов на склонах 68
Выводы 87
ГЛАВА IV Обоснование рациональных параметров отвалообразования с учетом рационального использования земель 88
4.1 Методика расчета рациональных параметров автомобильно-бульдозерного отвалообразования 88
4.2 Обоснование рациональных параметров отвалообразования с учетом рационального использования земель 99
Выводы 106
Заключение 107
Список используемых источников 108
Приложение А 118
- Предварительная оценка изменений в структуре промышленности при разработке рудных месторждений юго-востока Забайкальского края
- Анализ существующих критериев оценки эффективности использования земельных отводов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых
- Обоснование схем формирования отвалов на склонах
- Обоснование рациональных параметров отвалообразования с учетом рационального использования земель
Введение к работе
Актуальность работы. По объему разведанных и балансовых запасов железа, титана, золота, серебра, урана, меди, вольфрама, олова, молибдена, тантала, ниобия, плавикового шпата, свинца Забайкальский край занимает одно из ведущих мест в России.
Разработка месторождений полезных ископаемых в Забайкалье производится в основном открытым способом и характеризуется сложными горнотехническими, инженерно-геологическими, гидрогеологическими условиями, высокой интенсивностью горных работ, значительными параметрами отвалов и выработанного пространства, что повышает трудность выполнения основных производственных процессов и снижает экономическую эффективность.
В настоящее время существенно увеличились объемы рудной добычи открытым способом на месторождениях: «Дельмачик», «Ключевское», «Итакинское», «Дарасунское», «Тасеевское», «Жирекенское» и др.
В ближайшие годы на территории Забайкальского края планируется создание крупных горнопромышленных узлов на севере (зона БАМ – Удоканское медное, Чинейское медное, Чинейское титано-магнетитовое и др.) и на юго-востоке для разработки комплексных рудных месторождений открытым способом (Березовское, Бугдаинское, Новоширокинское, Култуминское, Лугоканское, Солонечинское, Быстринское, Александровское и др.).
Анализ статистического материала и обобщение результатов ранее выполненных исследований показывает, что затраты на производство вскрышных работ, формирование и рекультивацию отвалов на рудных карьерах достигают 80-90 %, а принципы управления факторами процесса отвалообразования, обоснования параметров отвалов вскрышных пород на склоне, а также вопросы, связанные с разработкой методики их расчета на рудных карьерах Забайкальского края исследованы не достаточно полно..
Анализ выполненных исследований, проведенных на действующем предприятии ОАО «Жирекенский ГОК» и проектируемых к разработке Александровском золоторудном, Быстринском молибденовом, Бугдаинском медном и месторождении магнетитовых руд Железный кряж, позволил определить приоритетные направления исследований для повышения экономической эффективности открытых горных работ – это обоснование рациональных параметров отвалов вскрышных пород и технологии их формирования, позволяющее снизить площади нарушаемых земель, а также разработка методики расчета параметров отвалообразования, учитывающей рациональное использование земель. Поэтому исследование и обоснование рациональных параметров горнотехнических сооружений (отвалов вскрышных пород), основанное на выборе порядка и интенсивности использования отдельных участков земли при создании взаимоувязанной технологии вскрышных, отвальных и рекультивационных работ на карьерах, является актуальной научной задачей.
Объект исследования: отвалы вскрышных пород на горнодобывающих предприятиях, ведущих разработку и проектирующих к разработке открытым способом рудные месторождения Забайкальского края.
Предмет исследования: параметры автомобильно-бульдозерного отвалообразования, определяющие экономическую и экологическую эффективность ведения горных работ.
Цель исследования: обоснование рациональных параметров отвалообразования на склонах и разработка методов их расчета на рудных карьерах.
Основная идея работы заключается в том, что обоснование рациональных параметров автомобильно-бульдозерного отвалообразования при открытой разработке рудных месторождений достигается путем обоснованного изменения параметров отвалообразования: порядка отсыпки ярусов отвала и направления подвигания фронта работ, с учетом технологических особенностей ведения горных работ, позволяющее выбрать схемы ведения горных работ с наибольшим экономическим эффектом при минимальном ущербе для земельных ресурсов.
Основные задачи исследования.
Для реализации поставленной цели следует выделить по данному диссертационному исследованию следующие задачи:
сбор, обобщение и анализ результатов ранее проведенных исследований по проблеме эффективности ведения горных работ на рудных месторождениях;
исследование параметров автомобильно-бульдозерного отвалообразования, месторасположения отвалов, путей повышения экономической и экологической эффективности ведения горных работ;
обоснование оптимального месторасположения отвалов на склонах с целью повышения экономической и экологической эффективности.
разработка алгоритма расчета автомобильно-бульдозерного отвалообразования горнодобывающего предприятия;
обоснование оптимального способа ведения горных работ с целью повышения экономической и экологической эффективности.
разработка методики расчета рациональных параметров автомобильно-бульдозерного отвалообразования на склонах.
Методологические и теоретические основы исследования.
При выполнении работы автор опирался на теоретические разработки в области открытой геотехнологии, изложенные в научных работах академика К. Н. Трубецкого, а также профессоров и докторов наук, Ю.И. Анистратова, А.И. Арсентьева, Ю. П. Галченко, В. Д. Горлова, Е. П. Дороненко, Н.В. Мельникова, Г.П. Никонова, М.Г. Новожилова, В.С. Коваленко, В.В. Ржевского, М.В. Рыльниковой, Г.В. Секисова, П.И. Томакова, В.С. Хохрякова, Н.Н. Чаплыгина, Ф. В. Дудинского и кандидатов наук М. И. Барсукова, И.М. Барсукова, К. Н. Костромитинова, Е.В. Дурмановой, К.Е. Судакова и др.
Защищаемые научные положения:
1. Эффективность автомобильно-бульдозерного отвалообразования на склонах обеспечивается за счет минимизации расстояния транспортирования породы на отвале, что достигается путем обоснованного изменения параметров отвалообразования: порядка отсыпки ярусов отвала и направления подвигания фронта работ, позволяющих снизить затраты на ведение горных работ.
2. Разработанная методика расчета рациональных параметров автомобильно-бульдозерного отвалообразования на склонах, позволяющая обосновать как порядок отсыпки ярусов отвала, так и направление подвигания фронта работ, а кроме этого месторасположения отвалов и время начала рекультивационных работ обеспечивает повышение технологической, экономической и экологической эффективности ведения горных работ.
Достоверность, обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена соблюдением преемственности в отношении научных положений, обоснованных учеными-предшественниками и апробированных в процессе многолетнего применения в науке и практике; надежностью применяемых традиционных методов исследований; достоверностью и представительностью используемой в расчетах информации, апробацией научных результатов в широком кругу специалистов, успешным применением основных результатов на практике, высокой сходимостью теоретических расчетов с данными предприятий (85-90%).
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Создана система критериев оценки технологической, экономической и экологической эффективности ведения горных работ, позволяющая выявить факторы, определяющие рациональные параметры отвалов вскрышных пород;
-
Установлены взаимосвязи факторов, определяющих рациональные параметры отвалов вскрышных пород между собой и с технологией разработки;
-
Разработан комплексный подход к исследованию технологической, экономической и экологической эффективности ведения горных работ, учитывающий экологические особенности взаимосвязи с технологическими особенностями ведения горных работ;
-
Выявлен и математически выражен ряд закономерностей:
динамика отчуждения земельных ресурсов;
изменение затрат на транспортирование вскрышных пород от порядка отсыпки ярусов отвала, месторасположения отвалов и направления подвигания фронта работ;
изменения параметров отвалов от коэффициента рельефа местности;
-
Разработана методика расчета рациональных параметров отвалов вскрышных пород, а также минимизации ущерба окружающей природной среде и повышении технологической, экономической эффективности производства;
-
Обоснована технология отвальных работ с учетом рационального использования земель.
Практическая значимость работы заключается в применении разработанной методики расчета рациональных параметров отвалов вскрышных пород при разработке Жирекенского, Александровского, Быстринского, Бугдаинского месторождений и месторождения Железный кряж, а также снижении затрат на транспортирование и рекультивацию; внедрении результатов диссертационного исследования на стадии предпроектных и проектных работ для тех же горнодобывающих предприятий; обобщении данных об экономической и экологической эффективности ведения горных работ на рудных месторождениях Забайкальского края, что позволяет уточнять затраты горнодобывающих предприятий при проведение рекультивации земель.
Работа выполнена в рамках Федерально-целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (гос. контракт № 14.740.11.0211 от 15 сентября 2010 г.) Российско-Китайское приграничное сотрудничество в сфере природопользования: оценка перспектив, рисков и эколого-экономической эффективности; ФЦП «Экономическое и социальное развитие Дальнего востока и Забайкалья на период до 2013г.».
Личный вклад автора заключается в выборе объекта и предмета исследования, постановке цели и задач исследования. Автором проведен анализ и обобщение существующих систем нормирования использования земель, выполнен анализ факторов, оказывающих влияние на параметры горнотехнических сооружений. Критерии оценки экономической и экологической эффективности ведения горных работ сведены в единую систему, позволяющую проследить их взаимосвязь и взаимозависимость. Разработана методика расчета рациональных параметров отвалов вскрышных пород.
Реализация результатов исследований и разработок:
-
Рекомендации по использованию методики расчета рациональных параметров отвалов вскрышных пород использованы специалистами ООО «ТОМС инжиниринг» при выборе и обосновании площадок под земельные отводы предприятий: «Быстринский ГОК», «Бугдаинский ГОК», месторождение «Железный кряж», Андрюшкинское месторождение ООО «Орион».
-
Использование результатов диссертационных исследований автора при чтении дисциплин «Введение в специальность», «Горнопромышленная экология», «Рациональное использование и охрана природных ресурсов», «Горное дело и окружающая среда», «Планирование ОГР», «Основы горного дела» для студентов специальности 130400 «Горное дело» специализации «Открытые горные работы» в Забайкальском государственном университете.
Апробация результатов исследования. Основные положения и практические результаты работы докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка 2010-2012гг.» в МГГУ, г. Москва; на Международной научной школе молодых ученых и специалистов "Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых" 2009г., 2010г., 2012г. ИПКОН, г. Москва; Международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в ХХI веке» 4-7 октября 2011 г. в г. Красноярске; IV Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» 2010г., г. Екатеринбург; XIII Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр»2009 г., г. Томск; ХIII международной молодежной научно-практической конференции г. Чита 2009 г.; Молодежь Забайкалья: Мир человека и человек мира; IX, X, XI и XII Научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» (Чита, 2009-2012гг.); Международной научной конференции: Природопользование и охрана окружающей среды (Франция, г. Париж 13-20 октября 2009 г. )
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ, из них 9 в рецензируемых изданиях.
Объем и структура работы. Работа состоит из 4 глав, введения, заключения и приложений. Объем работы составил 119 печатных страниц, включая 38 рисунков, 15 таблиц, список использованной литературы из 125 наименований.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность д-ру техн.наук, научному руководителю, профессору Ю.М. Овешникову, а также канд. тех. наук. М. Р. Гильфанову за помощь, консультации, поддержку и внимание; особую благодарность автор выражает за научные консультации д-ру техн.наук, профессору кафедры ОГР Ю.В. Субботину.
Предварительная оценка изменений в структуре промышленности при разработке рудных месторждений юго-востока Забайкальского края
Забайкалье является старейшей и богатейшей горнорудной базой Российской Федерации. По объему разведанных запасов железа, титана, золота, серебра, урана, меди, вольфрама, олова, молибдена, тантала, ниобия, плавикового шпата, свинца, угля и многих других полезных ископаемых Забайкальский край занимает одно из ведущих мест в России.
Большие надежды возлагаются на освоение группы месторождений полезных ископаемых юго-востока Забайкальского края, которое осуществляется в рамках Российско-Китайского приграничного сотрудничества в сфере природопользования.
На юго-востоке Забайкалья планируется создание крупного промышленного узла, для разработки комплексных месторождений: «Жирекнского», «Березовского», «Бугдаинского», «Новоширокинское», «Култуминского», «Лугоканского», «Солонечнинского», «Быстринского» и др. На рис. 1 приведена схема расположения месторождений Забайкальского края. Территория Забайкальского края обладает значительной площадью, которая составляет 431891,7 км2 (на 01.01.2008г.). Для нее характерна не высокая плотность населения в среднем она составляет 2,59 чел/км2 [77]. На конец 2010 года при освоении минерально-сырьевых ресурсов юго-востока Забайкальского края сложилась следующая ситуация. На Ново-Широкинском руднике годовая добыча золотосодержащей руды составляет 450 тыс. т/год. В рамках совместного Российско-Китайского освоения этого месторождения производительность полезного ископаемого увеличится до 750 тыс. т/год к 2012 году и в дальнейшем до 1-го и 1,5 млн. т/год. Переработка руды предусматривается по комбинированной бесционидной технологии комплексного обогащения с применением новых реагентов ПМС-200 и КОН-92, позволяющих получение кондиционной товарной продукции по свинцу и цинку и глубокое извлечение золота и серебра. В соответствии с решением горной части ТЭО, добыча руды Ново-Широкинского месторождения рис. 2 по рассматриваемым вариантам бортового содержания золота (0,5 г/т, 1 г/т, 3 г/т, 5 г/т) принята равной: 1500,0; 1000,0; 450,0; 300,0 тыс. т в год [121]. Готовой продукцией обогащения руды по принятой технологии являются: цинковый концентрат с содержанием цинка до 70%. Кроме того, в нем содержится до 6 г/т золота и до 100 г/т серебра в зависимости от варианта; флотационный свинцовый концентрат с содержанием свинца до 70%, золота до 100 г/т и серебра до 2400 г/т; гравитационный концентрат с содержанием свинца до 10%, золота до 70 г/т и серебра до 600 г/т; пиритный концентрат, извлечение золота в который составило до 5 г/т в зависимости от вариантов. Суммарные извлечения составили: золота (в гравитационный и флотационный свинцовый концентраты) - 93%; серебра-91%; свинца-91,3%; цинка (в цинковый концентрат) - 78,47%. Быстринское месторождение расположено в юго-западной оконечности Урюмканского хребта, в 25 км юго-восточнее с. Газимурский Завод в междуречье Ильдикан и Быстрая, являющихся правыми притоками р. Газимур [115] Долины рек Быстрая и Ильдикан нарушены старательскими отработками, долина реки Котиха на всю ширину днища заболочена, проморожена. На территории Быстринского месторождения известно шесть рудопроявлений (с 50-х годов прошлого века, традиционно называемых месторождениями) вольфрама, молибдена, меди, железа и бора: Верхне-Ильдиканское, Малый Медный Чайник, Восточное, Западное, рудопроявления Второго и Одиннадцатого участков. В 50-60-х гг. прошлого века на этих объектах проводились разведочные работы, были подсчитаны запасы категории В, C1 и С2. В последующем эти запасы были сняты с учета в связи с малым объемом запасов и экономической нецелесообразностью их освоения. В пределахплощади были опробированы прогнозные ресурсы меди и золота по категории Р2 которые послужили основой для постановки геологоразведочных работ, проводимых ООО «ГРК «Быстринское». Кроме того, в пределах лицензионной площади, в долинах р.р.Быстрая и Ильдикан, с XIX века известны участки с промышленными запасами россыпного золота, которые в настоящее время в значительной степени отработаны. Месторождение Нойон-Тологой расположено на расстоянии около 5 км от с.Бунтай, 30 км - до рудника Кличка, до ближайшей железнодорожной станции Урулюгуй ветки Харанор - Приаргунск - 60 км.[116] Из других населённых пунктов ближайшими к месторождению являются села Мулино (12 км), Манкечур (15 км), Селинда (18 км). Удалённость от базы предприятия - пос. Октябрьский составляет - 80 км. Месторождение связано с Алек-Заводом (50 км) и рудником Кличкой насыпной, местами - асфальтированной автодорогой. Рассматриваются источники загрязнения окружающей среды для четырех вариантов бортового содержания условного цинка Znусл.:1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% и для соответствующих производственных мощностей по добыче руды 1000 тыс.т/год, 650 тыс.т/год, 500 тыс.т/год и 300 тыс.т/год [106]. Нойон-Тологойское месторождение расположено в Александрово-Заводском районе Забайкальского края. Территория района расположена в юго-восточной части Забайкалья. В геоморфологическом отношении территория охватывает северо-западные отроги Кличкинского хребта и область межгорья между ними и юго-восточными отрогами Нерчинского хребта. Рельеф района низко-среднегорный с абсолютными высотными отметками от 650 до 1050 м. Крутизна склонов достигает 30, на месторождении до 25.
Анализ существующих критериев оценки эффективности использования земельных отводов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых
Водоразделы заняты горными лиственничнотаежными (склоновыми таежными с подлеском из рододендрона даурского) ландшафтами. На склонах хребтов доминируют таежные со смешанным подлеском ландшафты, но отмечены и подтаежные травяные березняки (иногда - остепненные). Долины и межгорные понижения заняты ивняково-луговыми ландшафтами. На значительных по площади участках пади Широкая после проведения определенных инженерно-технических работ (отсыпка песчано-галечниковой насыпи; сооружение водоотводных канав, железобетонных мостовых переходов и т.п.) природная геосистема преобразована в природно-техническую линейного типа. К дорожно-коммуникационным комплексам здесь также относятся многочисленные просеки шириной 0,5-1,0 м в удовлетворительном, чаще заросшем, состоянии и ЛЭП, занимающая общую площадь 5 га при ширине 100 м. Техногенные комплексы представлены здесь как природно-техногенными, так и собственно техногенными. К природно-техногенным можно отнести карьерно-отвальные (самый большой по площади карьер занимает в пади Прямой 9 га), наледные в распадке в верховьях р. Прямая и др. Их существование сейчас регулируется и природными процессами, и техническими устройствами. Например, наледь образуется не только за счет изливания грунтовых и речных вод, но и вследствие обустройства в распадке карьера, а ниже – дамбы, т.е. изменения естественного гидрологического режима и водного баланса территории. В эту же группу сейчас можно отнести и многочисленные геологоразведочные канавы, глубина которых колеблется от 0,3 до 1,0 м (сейчас они либо завалены, либо их борта заросли ерником, ольховником и др.).
В целом ландшафты рассматриваемой территории можно охарактеризовать как слабо нарушенные и нарушенные, а на некоторых участках – значительно нарушенные (вторично-производные).
Разведанные запасы (ресурсы) флюоритовых месторождений Забайкальского края составляют свыше 100 млн. т руды со средним содержанием фтористого кальция 30 % и более, что позволяет говорить о том, что регион остается основной флюоритовой провинцией России. Плавиковый шпат сегодня востребован, однако высокая себестоимость производства флюоритовой продукции на месторождениях Забайкальского края сдерживает развитие данного производства. Среди известных месторождений флюорита наибольший интерес вызывает Оцолуйское, которое расположено в пределах природного округа Верхне-Амурское среднегорье [61]. В современном инварианте ландшафтные комплексы пади Оцолуй испытывают воздействия как природного, так и техногенного характера. Среди природных воздействий можно выделить глобальные – планетарного масштаба (потепление и аридизация климата) и локальные – местного масштаба (прежде всего, геоморфологические и криогенные – водная эрозия, морозная сортировка и т.п.). Общая площадь земельного отвода под объекты, обеспечивающие нормальное вскрытие и отработку руд Оцолуйского месторождения составляет 62,64 га, из них 7,0 га – временный отвод под инженерные сети. Все последствия физического воздействия на ландшафты территории будут устранены в ходе технической и биологической рекультивации. Основные проектные решения по проведению этапов рекультивации предусматривают: 1) техническая рекультивация – складирование снятой почвы и потенциально плодородных слоев с нормой снятия 20 см по основным участкам и 10 см по автодорогам, засыпку ям, выравнивание отдельных участков, уборку строительного мусора, оформление (выполаживание) откосов отвалов и выемок до угла 26,50 сверху вниз, планировка поверхности отвалов с уклоном 1-20, демонтаж элементов и сооружений железнодорожных путей, нанесение плодородного слоя на рекультивированную поверхность мощностью до 20 см;
2) биологическая рекультивация – посев трав (костер безостый с нормой высева 54 кг/га на общей площади 14,1 га), высаживание кустарников и деревьев лиственничных пород (всего 450 шт.). Месторождение золотосодержащих руд «Погромное» расположено в пределах Верхнеамурского среднегорья (северо-западные отроги Борщовочного хребта) в междуречье правых притоков первого порядка р. Шилка – руч. Оськина и Апрелково. Для рельефа этой территории характерно чередование отрогов Борщовочного хребта и понижений, вытянутых в восток - северо-восточном или северо-восточном направлениях, обширной округлой Нерчинской котловины и поймы реки Шилка. Понижения выполнены отложениями мезозоя и кайнозоя – галечниками, конгломератами, глинами, суглинками, а в пойме и на надпойменной террасе – песками.
Основным типом местности является горная степь, среди которой встречаются участки горной лесостепи, а в долинах ручьев – луга.
Земли запаса, представленные сельскохозяйственными угодьями, составляют 147, 5 га, в том числе пашни 35, 4 га, сенокосы – 1 га, пастбища – 111, 1 га (по данным Земельного управления Шилкинского района). После перераспределения все испрашиваемые земли были отнесены к категории земель промышленности, транспорта и иного несельскохозяйственного назначения. Земельный участок предоставлен ООО «Рудник Апрелково» в аренду сроком на 20 лет.
Обоснование схем формирования отвалов на склонах
Схемы строительства и формирования внешних отвалов характеризуются рядом технологических параметров: длиной первоначального отвального фронта, общей длиной фронта отвальных работ, приемной способностью и продолжительностью строительства отвала, средней длиной транспортирования породы по отвалу, направлением и скоростью подвигания отвального фронта от первоначального положения [92].
Длина первоначального отвального фронта рассчитывается для каждого способа отвалообразования и приемной способности отвального оборудования при известных параметрах отвальной заходки и годовом объеме поступающей на отвал породы. Первоначальный фронт создается пионерными насыпями и возможность достижения требуемой его длины зависит от количества и места расположения пионерных отвальных насыпей относительно границ отвального поля.
Общая длина фронта отвальных работ зависит от линейных размеров отвального поля, числа ярусов и очередности их формирования, схемы взаимного расположения отвальных тупиков по фронту, направления подвигания фронта отвальных работ от первоначального положения.
Приемная способность отвала для данного способа механизации отвалообразования зависит от общей длины фронта отвальных работ, схемы развития путей на отвале, и лимитируется их пропускной способностью.
Продолжительность строительства отвала зависит от количества пионерных насыпей и въездов на отвал, их длины и очередности возведения, производительности используемого оборудования.
Средняя длина транспортирования породы по отвалу зависит не только от линейных параметров отвала и протяженности отвального фронта, но и от места заложения въездов на отвал. Направление подвигания отвального фронта зависит от места заложения насыпей относительно границ поля и предопределяется потребностью создать фронт отвальных работ определенной длины.
Скорость подвигания отвального фронта при заданных годовом объеме отвальных пород, способе отвалообразования и высоте отвала зависит от длины фронта отвальных работ. Она предопределяет площади ежегодно нарушенных отвалами и рекультивируемых земель [36].
Анализ схем строительства отвалов позволил выявить: 1. Сформулированные технологические принципы строительства, отсыпки и формирования внешних отвалов с учетом рекультивации, предусматривающие ускоренное производство рекультивационных работ за счет одновременной отсыпки породы в ярусы и размещения пионерных насыпей на границах отвального отвода. Период времени между началом строительства отвала (моментом изъятия земель) и его рекультивации (возврата земель), а также коэффициент рекультивации являются важными и определяющими показателями при выборе предпочтительных, с позиций рационального землепользования схем строительства и развития внешних отвалов. 2. Установлено, что применение схем с полу стационарными въездами позволяет сократить от 8 до 36% среднее расстояние транспортирования породы по отвалу, обеспечить совместное производство рекультивационных и отвальных работ. При проектировании горных предприятий необходимо иметь четкое представление, что будет на месте горных разработок после их окончания. Очевидно, что чем больше предприятие занимает территорию, тем больше воздействие на все компоненты природной среды. Следовательно, первоочередная задача - определение и минимизация ущерба наносимого горными работами на земельные угодья, как отдельными составляющими, так и предприятием в целом. Далее в соответствии с расположением всех составляющих земельного отвода, можно эффективно определить ущерб и минимизировать его, на все компоненты природной среды. Решение вопросов рационального использования земли состоит в том, что расположение объектов горного предприятия, схемы и способы выполнения горных работ должны быть рассчитаны на длительный период, при детальном рассмотрении территории всего месторождения и прилегающих к нему земель. В ходе выполнения работы выяснилось, что нормативы и методики не предусматривают единой системы всех критериев использования земель. Поэтому, поставлена задача разработать системный подход к оценке эффективности использования земельных отводов, для установлен нормативный порог площади земельного отвода. При этом границы земельного отвода определяют по контуру уже существующих объектов предприятия, а также с учетом перспективных контуров строящихся объектов горнодобывающего предприятия. Системный подход, выражается в коэффициенте использования земель и равен для горнодобывающих предприятий 0,85.
Обоснование рациональных параметров отвалообразования с учетом рационального использования земель
В современной литературе большое значение отводится вопросам технологической, экономической и экологической эффективности. При обосновании рациональных параметров отвалообразования, в первую очередь оценивается их месторасположение. Существующие теоретические и практические подходы и методы по размещению площадок под объекты горного производства основаны на вариантном проектировании. При этом выбор варианта по заданному критерию осуществляется из множества реализуемых вариантов. В основу разработки методики положены исследования проведенные Дурмановой Е.В [22].
Предлагаемый метод основывается на том, что обоснование рациональных параметров отвалообразования, а именно: месторасположения, порядка отсыпки ярусов отвала и направления подвигания фронта работ, с учетом технологических особенностей ведения горных работ, рационального использования земель и технико-экономических показателей, по критерию минимальных дисконтированных затрат на отчуждения земли и затрат на ведения горных работ, в ценах на текущий момент с учетом соответствующих индексов увеличения цен.
Местоположение отвалов требует учета самых разнообразных факторов, обусловленных технологическими, экономическими, социальными и природными условиями района строительства. Ранее представленные подходы рассматривают условия в целом по месторождению или укрупнено по участкам, не рассматривая задачу в динамике. При проектировании ГДП, в большинстве случаев, задачу по обоснованию параметров отвалов решают без учета всех влияющих факторов, что не дает полной оценки для принятия наиболее эффективного решения. В итоге, отвалы размещают, учитывая только текущее расстояние транспортирования, без учета других факторов, при этом в динамике расстояние транспортирования будет увеличиваться, что существенно повысит затраты на ведения горных работ. В дальнейшем принятые решения не позволят полностью изменить, как технологию отвалообразования технологию рекультивации, так и уровень организации работ, и надежность работы в целом всего горного предприятия.
Анализ существующих практических и теоретических подходов и методов по выбору местоположения отвалов позволил разработать комплексный подход к технологической, экономической и экологической оценке эффективности ведения горных работ, (рис. 29)
Комплексный подход учитывает горно-геологические и природные условия во взаимосвязи с социально-экологическими ограничениями. Выделены несколько групп факторов. По каждой группе факторов определены основные критерии, влияющие на расположение объектов горнодобывающего предприятия, а именно, затраты на: 1) отчуждение земельного участка (Sз); 2) работы по планировке отвалов (Sпл); 3) транспортные расходы (Sтр); 4) затраты на рекультивацию земель (Sр).
Исходя из вышеизложенного, ниже сформулированы основные положения методики обоснования рациональных параметров отвалообразования. На первой стадии выполняют анализ горно-геологических и природных условий во взаимосвязи с социально-экологическими ограничениями.
Используя системный подход, оцениваем и проводим анализ основных критериев. Для учета важности каждого критерия используются весовые коэффициенты, выступающие в роли корректирующих сомножителей. При этом коэффициенты веса получены методом составления матриц. Процедура получения коэффициентов веса включает в себя выбор: типа шкалы индивидуальных оценок, методов высказывания суждений экспертами; обработки результатов экспертизы. Наиболее полную информацию об экономических явлениях можно получить, используя количественные шкалы. Из них, практическое значение, по существу, имеет шкала отношений, согласно которой оцениваемым объектам присваиваются некоторые числа, таким образом, чтобы между ними сохранялось то отношение, что и между объектами по данному признаку. Благодаря этому методу можно выявить высказываемые предпочтения "в чистом виде", так как качественное сравнение двух объектов сделать гораздо легче, чем выразить свои предпочтения в количественном виде, попарное сравнение такой транзитивности заранее не предполагает, что является существенным преимуществом метода. В целом общий порядок получения экспертных оценок можно представить как совокупность следующих этапов: I этап - разработка условий получения экспертных оценок, включающий: разработку процедуры экспертизы (выбор типа шкалы оценок, методов высказывания суждений экспертами, обработки результатов экспертизы, ее проведения, получения групповой оценки); разработку процедуры отбора экспертов (определение численности группы экспертов, требований к их квалификации и порядка оценки ее); II этап - получение исходной информации, включающий: отбор конкретных лиц в группу экспертов; проведение опроса; оценка качества проведенного опроса; III этап - получение экспертных оценок, включающий: обработку индивидуальных суждений экспертов; получение групповой оценки; IV этап - использование полученных экспертных оценок.
