ЛК 10sayt. Лекция 10 Воздействие горного производства на недра. Охрана недр в горнодобывающей промышленности
 Скачать 2.68 Mb.
|
|
Экология горно-добычного и перерабатывающего комплексов Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа природных ресурсов Лекция № 10 Воздействие горного производства на недра. Охрана недр в горнодобывающей промышленности Недра – это земные пространства, расположенные ниже почвенного слоя, а при его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водоемов и водотоков, простирающиеся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения (Закон РФ № 2395-1 «О недрах») Основополагающие принципы государственного управления в области недропользования Виды пользования недрами 1. Геологическое изучение недр 2. Добыча полезных ископаемых из недр 3. Строительство и эксплуатация подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых 4. Образование особо охраняемых геологических объектов, имеющих научное, культурное, эстетическое, санитарно- оздоровительное и иное значение (ООПТ) 5. Сбор минералогических, палеонтологических и других геологических коллекционных материалов Геологическое изучение недр работы, проводимые с целью геологического изучения недр, прогнозирования землетрясений, контроля за режимом подземных вод, мониторинга окружающей среды и т.д. разведка месторождений полезных ископаемых, образование особо охраняемых геологических объектов и сбор геологических, коллекционных материалов. Добыча полезных ископаемых из недр вскрытие месторождений полезных ископаемых Добыча полезных ископаемых из недр разработка месторождений открытым, закрытым или геотехнологическим способом Схема размещения производств Приаргунского производственного горно-химического объединения (ППГХО) Добыча полезных ископаемых из недр размещение отходов добычи и переработки полезных ископаемых в выработанном пространстве Бингем-каньон (США) Лебединское месторождение (Россия) Добыча полезных ископаемых из недр использование отходов добычи и переработки полезных ископаемых Блок-схема комплексной переработки апатито-нефелиновой руды Добыча полезных ископаемых из недр консервация (или ликвидация) горного предприятия Калтанский угольный разрез Воздействие горного производства на недра проведение горных выработок Панорама карьера Чукикамата (Чили) длина – 4,3 км ширина – 3 км глубина – 850 м Карьер Бингем-каньон (США) глубина – 1200 м Шахта Тау-Тона (ЮАР) глубина – 5 км температура + 60° C Воздействие горного производства на недра извлечение полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород Карьер Эскондида (Чили) добыча – 1,3 млн. тонн Воздействие горного производства на недра осушение или обводнение месторождений (или их участков) Cхемы открытого (a) и подземного (б) водоотлива на карьере 1 – канава с водоотводной трубой: 2 – пригрузка у основания уступа; 3 – водосборная и водоотливная канава 4 – водосборник 5 – всасывающая труба 6 – насос 7 – нагнетательная труба 8 – поверхностная водоотводная канава 9 – сниженный уровень подземных вод 10 – дренажная скважина 11 – водосбросная скважина 12 – дренажно-водосборный штрек 13 – водоотливной ствол Системы осушения карьера на Лебединском ГОКе включает в себя водопонижающие скважины, погружные электронасосы, водосборный коллектор и внутрикарьерные дренажные устройства. Всего этого не видно со стороны, но эта система является одной из самых важных на комбинате. Если отключить дренажную систему, то весь карьер заполнится водой за 3 дня! Воздействие горного производства на недра захоронение отходов производства Воздействие горного производства на недра возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород в недрах Геологический разрез горы Винген (Австралия) Своим названием гора обязана естественному процессу горения угольного пласта, проходящего под землёй через песчаник. Горящая гора входит в заповедник, который управляется местной службой национальных парков и дикой природы. Район горы также является наследием австралийских аборигенов. Результаты воздействия горного производства на недра Результаты воздействия на недра изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород потери добываемых полезных ископаемых развитие карстовых процессов загрязнение недр Изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород - сжатие, - растяжение, - сдвижение, - водонасыщение, - осушение, - вибрации и т.д. Эффекты, оказываемые на горные породы в процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека Изменение напряженно- деформированного состояния массива горных пород Сдвиг массивов горных пород без разрыва сплошности с разрывом сплошности комбинация сдвигов Нарушение ландшафта (прогибы, провалы) Нарушение гидрогеологических условий (дренаж, переток, депресионные воронки) Потери полезного ископаемого в процессе добычи и переработки Потери при добыче и переработке характеризуют полноту использования недр Потери твердых полезных ископаемых общешахтные, общерудничные, приисковые (проектные) потери эксплуатационные из-за горно-геологических и гидрогеологических условий в охранных и барьерных целиках качественные (разубоживание) количественные Потери полезного ископаемого в процессе добычи и переработки из-за горно-геологических и гидрогеологических условий в зонах тектонических нарушений; в закарстованных участках; на участках с балансовыми запасами минерального сырья, на площади которых распространены некондиционные запасы; потери из-за сложности контуров залежи, в обводненной части залежи и т.д. в охранных и барьерных целиках около капитальных горных выработок, скважин, под зданиями, техническими и хозяйственными сооружениями, под водоемами, водоносными горизонтами, коммуникациями, под заповедными зонами; между шахтными полями Потери полезного ископаемого в процессе добычи и переработки качественные (разубоживание) привнесение в добываемую горную массу чуждых вредных компонентов из вмещающих пород; увеличение влажности добываемого минерального сырья; уменьшение содержания основного полезного компонента. попадание пустых пород в очистные забои; несоответствие применяемой техники и технологии ведения горных работ горно- геологическим условиям месторождения; склонность полезного ископаемого к набуханию; разрыхлении горной массы количественные Потери полезного ископаемого в процессе добычи и переработки Количественные потери полезного ископаемого потери неотбитого полезного ископаемого потери отбитого полезного ископаемого часть балансовых запасов, которая не извлечена из недр при разработке месторождения часть балансовых запасов, которая добыта, но отправлена в породные отвалы, оставлена в местах погрузки, разгрузки, складирования, сортировки, утеряна в процессе транспортировки Развитие карстовых процессов совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами: гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью 1 - карры; 2 - воронки; 3 - естественные шахты и колодцы; 4 - пещерная галерея; 5 –вертикальная пещерная полость; 6 - сталактиты; 7 - сталагмиты 8 - натёчные драпировки; 9 - подземные водотоки; 10 - сифон; 11 - подземный водопад; 12 - грот с карстовым источником типа воклюз; 13 - вход в пещерную систему Схема карстовых процессов в горном массиве Развитие карстовых процессов Развитие и интенсификация карстовых процессов из-за осушения месторождения Поступление больших объемов воды, которые могут попасть в горные выработки; Образование провалов, опасных для рабочих и техники Загрязнение недр Происходит, в основном, за счет захоронения в недрах отходов промышленного производства Способы захоронения отходов в недрах использование горных выработок, отработанных шахт и рудников создание специальных искусственных полостей нагнетание отходов (чаще жидких) в гидрогеологические структуры Сточные воды нефтепереработки Жидкие отходы повышенной токсичности Рассолы деминерализационных установок Засоленные сточные воды Радиоактивные отходы Рациональное использование и охрана недр опережающая добычу полезного ископаемого геологическая разведка с целью создания потенциальных запасов минерального сырья; наиболее полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов; экономное и безотходное использование материалов в последующем производстве; вторичное использование материалов после выхода из употребления изделий; предотвращение вредного влияния работ , связанных с пользованием недрами; решение вопросов искусственной (физической, химической, биологической и т.д.) концентрации рассеянных в процессе использования минеральных веществ ; поиски природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений. Основные задачи инженерной защиты при освоении недр Геологическая разведка следует комплексно изучать основные и совместно залегающие полезные ископаемые, представляющие промышленную ценность Комплексное использование минерального сырья комплексное использование самого МПИ комплексное использование минерального сырья комплексное использование отходов производства извлечение из недр в пригодном для употребления состоянии основных и совместно с ними залегающих ПИ совершенствование процессов обогащения основных и попутных компонентов, также удаление вредных примесей большое количество образующихся отходов является наиболее объективным показателем несовершенства проектируемой или применяемой технологической схемы Показатели эффективности комплексного использования минерального сырья коэффициент извлечения ) /(БС ДС K н Д – количество добываемого полезного ископаемого, т (м 3 ); Б – количество погашенных при добыче балансовых запасов, т (м 3 ); С – среднее содержание полезных компонентов соответственно в добытом полезном ископаемом и в погашенных балансовых запасах используется для оценки потерь полезного ископаемого при добыче показатель рациональности используются для оценки потерь полезного ископаемого при переработке показатель комплексности % 100 Q Q п и р К % 100 с п к Ц Ц К Q и – количество используемых ресурсов в производстве, Q п – количество изъятых из природной среды ресурсов Ц п – ценность продукции, фактически произведенной из минерального сырья, Ц с – суммарная ценность компонентов в сырье доля извлечения из определенного сырья полезных компонентов Показатели эффективности комплексного использования минерального сырья Требования в технологическом направлении комплексного использования минерального сырья строгое соблюдение технологических схем переработки минерального сырья, обеспечивающих рациональное, комплексное извлечение содержащихся в нем полезных компонентов: учет и контроль распределения полезных компонентов на различных стадиях переработки и степени их извлечения из минеральною сырья дальнейшее изучение технологических свойств и состава минерального сырья, проведение опытных технологических испытаний с целью совершенствования технологий переработки минерального сырья наиболее полное использование продуктов и отходов переработки; складирование, учет и сохранение временно не используемых продуктов и отходов производства, содержащих полезные компоненты Показатели эффективности комплексного использования отходов производства % 100 в у б М М К Безотходное горное производство - комплекс мероприятий научно-технического и организационно- экономического характера, проводимых на всех стадиях добычи и переработки полезных ископаемых и обеспечивающих полное использование минеральных ресурсов и энергии либо непосредственно в самом горном производстве, либо путем их включения в природные биогеохимические процессы Комплексное использование отходов производства показатель безотходности М у – масса утилизированных отходов М в – масса всех выделившихся в процессе производства отходов Комплексное использование ресурсов недр • эффект от производства и потребления дополнительной продукции; • экономия затрат на нейтрализацию вредного воздействия отходов на окружающую среду; • экономия затрат при замене природного сырья вторичным; • экономия затрат на воспроизводство природных ресурсов. |