курс. Курсовая работа на тему " Горнодобывающая промышленность " по дисциплине мдк
 Скачать 68.63 Kb.
|
|
Внезапные выбросы пород, воды, газов. Наиболее часто это имеет место в местах пересечения выработками тектонических нарушений на глубинах свыше 100 м. Прорывы вод и плывунов. Эти процессы возникают внезапно при вскрытии напорных водоносных горизонтов или плывунных пород, при малой мощности водоупоров, при наличии разломов, трещин, пустот и больших гидравлических градиентов. В местах прорывов затапливаются выработки, могут исчезнуть поверхностные водоемы и образоваться провалы. Суффозионно-карстовое разрушение. Такого рода подземная денудация приводит к разуплотнению и декольматации горных пород, а также их удалению в другие участки подземного пространства. В результате могут происходить провалы. Особенно интенсивно суффозионно-карстовая денудация развивается в зонах водопонижения, где скорость движения подземных вод увеличивается. Подземные пожары. Эти стихийные бедствия - результат самовозгорания или загорания пластов каменного угля, горючих сланцев или торфяников при производстве горных работ. Подземные пожары приводят к выгоранию значительных объемов горючих горных пород и сопровождаются обрушением и сдвижением геологических тел и значительному загрязнению воздуха Термические оползни-обрушения и выбросы породы. Такие процессы имеют место на горящих и интенсивно горящих отвалах. Выбросы возникают под действием пара, образующегося в теле отвала (пустотах, трещинах) при попадании туда воды. Эти процессы способствуют загрязнению воздуха. Процессы в криолитозоне. В области развития многолетнемерзлых пород воздействие человека на земную кору при добыче полезных ископаемых приводит к очень серьезному нарушению комплексов природных экзодинамических процессов. Относительная сбалансированность в их действии в таких районах зиждется на весьма хрупкой основе, заключающейся в примерном постоянстве мерзлотных условий природных грунтов. В поддержании этого постоянства очень велика роль растительного покрова и подстилки, аккумуляция которой происходит длительное время. Добыча полезных ископаемых радикально нарушает мерзлотные условия в местах соэдания выработок и отвалов. В пределах криолитозоны отвалы, отсыпанные вне днищ речных долин, промерзают даже там, где их подошвой служат талые грунты. Изменение температурного режима при создании карьера зависит от его величины и формы, а также от состава и свойств вскрываемых пород. В частности, открытым выемкам в галечниках свойственно увеличение температур внутри них на 2-2,5°. Специфические изменения претерпевают отвалы, возникающие при снятии лессово- ледовой покровной толщи, широко распространенной в перигляциальной области криолитозоны. Такие отвалы протаивают и превращаются в пульпу, которая растекается по долинам ручьев, заполняя небольшие озерные котловины. Помимо всего, сброс больших объемов воды при откачках, производимых при добыче полезных ископаемых из-под мерзлотных горизонтов, при низких температурах приводит к образованию наледей значительной мощности. Последние разрушают дороги, выводят из строя поверхностные сооружения. Кроме того, они способствуют развитию таликов, которые становятся каналами питания подземных вод. В результате всего этого усиливается образование термокарстовых озер. Сброс сточных вод в летнее время вызывает загрязнение рек, усиление эрозии и аккумуляции. Кроме того, мощные наледи становятся плотинами в долинах рек, вызывая затопление, заболачивание и образование небольших озер. Образующиеся при разработках прогибы и провалы способствуют развитию озер и заболоченности территории, образованию таликов и поступлению поверхностных вод в подземные водоносные горизонты с последующим их загрязнением. Вспучивание кровли выработок происходит при их заполнении водой и ее замерзании, когда проходка ведется в условиях развития многолетнемерзлых пород. Угольная пыль и мерзлотный ландшафт. Повышенное количество угольной пыли вблизи карьеров в криолитозоне связано с тем, что мерзлые угли более хрупки, а это вызывает повышенное пылеобразование при их отбойке. Больший разнос угольной пыли происходит при погрузке мерзлых углей в транспорт на поверхности. В результате территория вокруг карьеров и шахт в радиусе 15-20 км засоряется угольной пылью. Таяние снежного покрова происходит здесь раньше обычного, а глубина протаивания грунтов увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с нормой. Все это вызывает образование озер и повышенную заболоченность территории. Из-за выноса пыли вода в озерах в весенний период содержит до З0-60 г/л взвешенных частиц и совершенно непригодна для водоснабжения населения. Загрязнение поверхностных вод приводит к разрушению зооценоза на площади, значительно превышающей размеры эолового рассеивания угольной пыли. Такое нарушение природного круговорота вещества, в конце концов вызывает очень сильную деградацию ландшафта. Активизация склоновых процессов. При разработке рассыпных месторождений объем отвалов оказывается меньше объема вынутой породы из-за сброса мелкозернистого материала в водотоки. В результате на месте разработок понижается базис денудации склонов, а интенсивность склоновых процессов соответственно возрастает. На участках склона протяженностью в десятки или даже сотни метров существенная подрезка его основания вызывает разрыв мохово-дернового покрова и небольшие термокарстовые просадки. В месте перехода вскрытой части склона в закрытую моховодерновым покровом происходит сползание образующейся при избыточном протаивании пульпы со скоростью 10-20 м в год. Активизация солифлюкции и оползневой деятельности вызывается также отводом подземных вод при их откачках в овраги и речные долины. Деградация вечной мерзлоты. Это обычный процесс в условиях непрерывного отепляющего воздействия на них при различных мероприятиях. Создание при добыче полезных ископаемых наземных и подземных сооружений, их обогрев и вентиляция, а также откачка подземных вод - все это приводит к протаиванию пород. На Крайнем Севере России строительство рудников и сопутствующих им комплексов наземных и подземных сооружений вызвало изменение мерзлотных и геологических условий. В пределах поселков с отапливаемыми зданиями происходит оттаивание пород. Глубины оттаивания под зданиями изменяются от 14 до 50 м в зависимости от габаритов здания и температуры внутри помещения. Способы решения : На карьерах находят применение системы разработки с внутренним отвалообразованием. Появились схемы разделения карьерного поля, когда первоначально часть карьера отрабатывают с временным складированием пород вскрыши на борту карьера, а оставшуюся часть отрабатывают с внутренним отвалообразованием и направляют заскладированные породы в выработанное пространство. Представляют интерес попытки добычи полезных ископаемых открытым способом из-под воды, заполняющей выработку, с целью сохранения уровня грунтовых вод. Площадь отчужденных для размещения отвалов и хвостохранилищ земель сокращают, внедряя следующие мероприятия: 1) размещение отвалов на непригодных и малопригодных для сельского хозяйства землях; 2) использование пустой породы и снимаемого при промышленном строительстве почвенного слоя для улучшения прилегающих участков неудобий (оврагов, лощин, малопригодных земель); 3) совершенствование самого процесса отвалообразования (выбор способа отвалообразования с наименьшим отчуждением земель или с возможностью осуществления быстрой и простой схемы рекультивации); 4) своевременная рекультивации отвалов пород. К мерам по борьбе с загрязнением атмосферы пылью и аэрозолями при открытых разработках относятся: 1) подавление, связывание и улавливание пыли в процессе буровзрывных и погрузочно-транспортных работ (мокрое бурение, бурение с отсосом пыли, применение взрывов без развала горной массы, орошение водой и растворами, применение пен и др.); 2) нанесение на отвалы, борта карьеров и карьерные дороги эмульсионных и пленочных покрытий, а также их орошение; 3) биологическая рекультивация отвалов и карьерных выемок; 4) утилизация отвальных пород. Меры по улучшению состояния водных ресурсов направлены на снижение влияния на них рудничных и карьерных вод. Различают профилактические и радикальные меры. Первые включают: 1) уменьшение водопритоков в горные выработки путем организации предварительного осушения, заградительного дренажа (в том числе контурного и с использованием систем водопонизительных и водопоглощающих скважин, обеспечивающих минимальное изменение водных объектов прилегающих территорий), поглощающего дренажа с обособленным отводом воды, изоляции водоисточников, например, водонепроницаемыми завесами (экранами), надежных систем канализирования ливневого и талого стока с территории горного отвода, откачек скоплений талых и дождевых вод из зон оседания и обрушения поверхности, расхода технологической воды в соответствии с нормами; 2) направление водопритоков по путям, обеспечивающим минимальное попутное дополнительное загрязнение (в том числе устройство изолированных от горного массива водоотливных канав), на карьерах - регулирование внутрикарьерного стока с устройством временных отстойников. К радикальным мерам относятся: 1) очистка рудничных вод (нейтрализация, осветление от механических примесей, извлечение органических соединений, солей и металлов химическими, физическими и биологическими методами); 2) использование рудничных вод в замкнутом цикле горнодобывающего и рудоперерабатывающего производств. Кроме того, проводится работа по обезвреживанию сточных вод территории горного предприятия. Сюда относятся очистка сточных вод от масел и других органических веществ, а также от механических примесей, охлаждение до нормы и ряд других мер. Рекультивация. "Шрамы", оставляемые на земной поверхности горнодобывающей промышленностью, полностью не могут быть ликвидированы хотя бы потому, что немалая доля извлеченного из недр вещества идет на создание городов, поселков, коммуникаций, транспорта и др. Другая часть расходуется как топливо. Долгое время большинство нарушенных земель просто бросали на произвол судьбы. Большие территории занимают терриконы угольных шахт, наносящие к тому же значительный экологический ущерб. Однако сейчас такому расточительному использованию земельных ресурсов пришел конец. Во многих странах сейчас проводятся мероприятия по сокращению площади, занимаемой отвалами и пустошами. В частности, ведется спуск в подземное пространство шахт материала, слагающего терриконы. Широкий размах приобрели работы по преобразованию бесплодных нарушенных земель в пригодные для различного использования. При этом улучшаются не только земли, нарушенные горными разработками, но и антропогенные пустоши иного происхождения. Рекультивация - это возвращение в состав продуктивных и селитебных земель техногенных бедлендов, а также превращение последних во вместилища для отходов или водоемы различного хозяйственного назначения. Больше всего земель выводится из строя горными разработками и при строительстве линейных сооружений. Нормативно-технической базой при решении вопросов, связанных с восстановлением земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, строительных, геологоразведочных и изыскательских работах, являются Рекультивационные работы принято делить на два этапа: первый - горнотехнический и второй - биологический. При горнотехнических мероприятиях производится выполаживание откосов отвалов и бортов карьеров, планировка "вершинной" поверхности каждого отвала и днищ карьеров, покрытие, если необходимо, сформированных наклонных и горизонтальных поверхностей потенциально плодородными рыхлыми отложениями или почвами, которые были предварительно сняты и складированы отдельно от вскрышных пород. Горнотехнические мероприятия, по существу, так меняют геолого-геоморфологическое строение нарушенной местности, что в итоге создается специфический запланированный рельеф с насыпными поверхностными отложениями, которые образуют прерывистый или сплошной чехол, верхним слоем которого иногда служат настланные почвы. Функциональной потребностью различных сфер производства и коммунального хозяйства на современном этапе развития общества является размещение в природной среде не утилизируемых отходов. Очевидно, что использование ненарушенных земельных территорий для строительства полигонов не целесообразно с экологической точки зрения. Поэтому, размещение отходов в выработанном пространстве карьеров является альтернативным направлением рекультивации горных выработок. Одновременно решаются две важнейшие задачи - восстановление природного ландшафта и безопасное размещение отходов. Поскольку, объем горных выработок велик, коммунальные и промышленные отходы выступают единственным потенциально значимым материальным ресурсом для их рекультивации. Следует отметить, что отходы несут в себе существенную потенциальную экологическую опасность. В связи с этим, использование отходов в качестве рекультивационных материалов требует выполнения особых условий их размещения в окружающей среде. Это и обеспечение высокой степени инженерной защиты геологической среды от проникновения загрязняющих веществ, использование технологий предварительной подготовки перед размещением, применение современных методов складирования и воздействия на массу отходов с целью их скорейшего биохимического разложения. Характер работ при биологической рекультивации зависит от выбранного направления восстановления земель, а оно - от их провинциально-зональной приуроченности, а также от местной цены на земельные угодья. В зависимости от назначения высвобождаемых от горных работ земель различают семь направлений рекультивации: - сельскохозяйственное (создание пашни, лугов, пастбищ, многолетних насаждений); -лесохозяйственное (лесопосадки эксплуатационного и специального назначения);. -рекреационное (создание на нарушенных землях объектов отдыха); -рыбохозяйственное (создание в понижениях техногенного рельефа рыбоводческих прудов); -водохозяйственное (создание в понижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения); -санитарно-гигиеническое (биологическая или техническая консервация нарушенных земель, оказывающих неблагоприятное воздействие на окружающую среду, рекультивация которых для народнохозяйственного использования экономически нецелесообразна); -строительное (приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства). Аналитика по горнодобывающему машиностроению Крупнейшими экспортерами горнодобывающего оборудования являются Китай, США и Германия. Наиболее высокими темпами за последние 5 лет рос экспорт из Китая (23%), США (25%) и Швеции (16%). Многие средние по размерам экономик развивающиеся страны Африки, Азиатско- Тихоокеанского региона и Латинской Америки в значительной степени зависят от объемов добычи полезных ископаемых. Однако эти страны не обладают возможностью производства усовершенствованных машин и оборудования и, поэтому в основном специализируются на производстве простейшего оборудования и комплектующих. Страны западной Европы, Япония, Южная Корея и Тайвань не обладают большими запасами полезных ископаемых, однако, именно они являются основными поставщиками сложного горнодобывающего оборудования на мировом рынке. Австралия, Канада и ЮАР и США ведут активную горнодобывающую деятельность и также обеспечивают данный сектор собственной машиностроительной продукцией. Горнодобывающая индустрия Бразилии, Китая, России развивается еще более активно, однако качественные характеристики оборудования уступают аналогам западных стран. Горнодобывающее оборудование можно условно разделить на шесть основных категорий: 1) дробильное, измельчительное, сортировочное оборудование. Данные виды оборудования активно используются практически во всех наземных и подземных горнодобывающих работах для подготовки угля, руд и минералов для дальнейшей переработки. В эту категорию включены дробильные машины, дробилки, измельчающие машины, вибрационное сито, комбинированные устройства. 2) оборудование для подземных работ. Оборудование для подземных работ используется для различных целей при ведении подземной добычи. В эту категорию включены бурильные установки, труборезки, бурошнековые установки, емкости, погрузочные приспособления, оборудование по непрерывной поставке в забое и устройства по длинному забою. 3) сверлильные устройства и предохранительные стаканы. Сверлильные устройства и предохранительные стаканы широко используются при бурении. В данную категорию включены ротационные и пробивные машины, гидравлические буровые станки, буровые станки колонкового бурения, бурильные молотки. Бурильные установки обычно тоже относятся к этой категории. 4) оборудование по обогащению полезных ископаемых. Данные машины подготавливают добытые ископаемые к дальнейшей переработке, например выплавке. К данной категории относятся питатели, сортировальные машины, сепараторы, сушильные устройства, концентраторы и флотационное оборудование. 5) оборудование для открытых карьеров. В эту категорию включены подъемные краны, экскаваторы, которые используются в различных горнорудных работах. Сюда также относятся различные виды грузовых машин, которые также активно используются в строительном секторе. Фактически 90% машин, указанных в данной категории, предназначено для строй индустрии. 6) Запчасти и комплектующие. В данную категорию включены буровые наконечники, дробящие плиты, протекторы, брекеры, насосы, фильтры и другое. Одной из насущных проблем для развития горнодобывающей промышленности (в т.ч. и в Узбекистане), в которой доминируют открытые горные работы, является расширение продуктовой линейки транспортных средств, горного и горно-транспортного карьерного оборудования, повышение их производительности, качества и надежности. |