ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЫЛЕГАЗОВЫМ РЕЖИМОМ КАРЬЕРОВ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается пути уменьшения объемов перемещаемой горной массы за счет оптимизации границ карьера, режима горных работ и конструктивных параметров нерабочего борта, которое обеспечивает существенное снижение расхода дизельного топлива и уменьшение пылегазовых выбросов в окружающую среду

ABSTRACT

The article discusses ways to reduce the volume of moved rock mass by optimizing the boundaries of the quarry, mining mode and design parameters of the non-working side, which provides a significant reduction in diesel fuel consumption and a reduction in dust and gas emissions into the environment

Ключевые слова: месторождение, полезные ископаемые, рабочая зона, взрыв, дренируемые воды, карьер, горные работы, зоны рециркуляции, пылегазовый режим, загазованность, горизонт карьеров, вскрышные работы

Keywords: deposit, minerals, working area, explosion, drainage water, quarry, mining operations, recirculation zones, dust and gas regime, gas contamination, quarry horizon, stripping operations

Введение. На современных предприятиях Узбекистана, разрабатывающих месторождения полезных ископаемых открытым способом, периодически складываются ситуации, когда действие природных сил не обеспечивают санитарно-гигиенические нормы в воздухе рабочих зон. Причиной тому, являются массовые взрывы и другие окислительные процессы, гигантские объемы вредных выделений от работающего оборудования, обнаженных слоев горных пород и дренируемых вод, значительная глубина выработанного пространства при весьма неблагоприятном соотношении глубины к его размерам в плане и жаркий климат, снижающими интенсивность воздухообмена.

Основными вредными производственными факторами при открытой разработке рудных месторождений являются большая запыленность воздуха [1, 2]. Практика эксплуатации глубоких и сверхглубоких карьеров показывает, что нарушения состава воздуха в нижних зонах рециркуляции, аккумулирующих большое количество вредных веществ, имеют хронический характер. Обычно это создает, труднопреодолимые препятствия для безопасного и бесперебойного ведения горных работ. Ситуация осложняется концентрацией источников загрязнения на малых площадях и, как следствие, отсутствием широких возможностей в перераспределении пылегазовой нагрузки между рабочими зонами.

С углублением открытых работ степень изоляции выработанного пространства от окружающей среды возрастает, а состав воздуха внутри карьера ухудшается. Наиболее остро проблема сверхнормативного загрязнения атмосферы проявляется на глубоких карьерах, расположенных на территории Республики Узбекистан, где вынужденные простои производства по причине значительной запыленности и загазованности превышают 15+20% времени года.

Методология исследования. Рассмотрим технологические приемы управления пылегазовым режимом карьеров, которые являются наиболее действенными методами снижения пылегазовой нагрузки на окружающую среду, поскольку ориентированы на изменение первопричины образования пыли и газов. При этом смену технологий, определяющих эффективность открытого способа добычи, на примере замены цикличной на циклично-поточную технологию, можно считать общепризнанным процессом. В то же время существует великое множество способов ведения горных работ, индивидуальных для каждого карьера, поскольку каждое месторождение и каждый карьер индивидуальны по горно-геологическим и горнотехническим условиям. Поэтому в исследовании ставилась цель не рассматривать весь спектр таких способов, а на наиболее характерных приемах показать технологические приемы, имеющие значение в управлении пылегазовым режимом карьеров.

К таким приемам относятся:

• снятие нагрузки с карьера, осуществляемое путем оптимизации его границ и режима горных работ и применения технологий добычи без ведения вскрышных работ (действие принципа рациональности, когда в карьере объективно выполняются минимально необходимые объемы работ);
• рассредоточение работ (действие принципа разгрузки, когда с карьера снимаются непосильные с точки зрения экологии объемы работ);
• расширение области применения и адаптации экологически безопасных поточных и циклично-поточных технологий к изменяющимся горнотехническим условиям карьеров за счет повышения эффективности и расширения области применения (действие принципов окупаемости, сравнения и оптимальности);
• использование особенностей карьеров и месторождений для совмещения процессов горно производства (действие принципа рациональности), управляемого сдвижения пород в отвалах и предварительного ослабления пород при взрывных работах.

Рассмотрим более подробно оптимизацию границ карьера Мурунтау и режима горных работ. Оптимизация границ и режима открытых работ относится к пассивным приемам управления пылегазовым режимом карьеров и позволяет уже на стадии проектирования минимизировать объемы перемещаемой горной массы и, следовательно, техногенное воздействие на окружающую среду. При проектировании карьеров традиционными методами, при сравнении 2-3 вариантов развития горных пород, иногда наиболее лучший вариант может быть пропущен. Поэтому с появлением современных компьютерных технологий проектирования появилась возможность поиска оптимального варианта развития карьера, который обеспечивает по расчетам:

• минимальные объемы разработки при максимальном излечении запасов месторождения золота;
• равномерное распределение объемов разработки во времени.

Также при этом следует иметь в виду, что составной частью такого варианта является построение нерабочего борта карьера с параметрами, обеспечивающими минимальные объемы вскрыши при сохранении безопасности горных работ.

В основу компьютерного проектирования карьеров Мурунтау, Кокпатас и Даугызтау [3] положен метод расширяющегося конуса, а определение его границ осуществляется с учетом изменения стоимостных характеристик процессов горного производства, как во времени, так и по мере понижения горных работ.

Заключение. Анализ результатов проектирования карьера Мурунтау традиционным и компьютерным методами показали, что оптимизация границ карьера увеличивает целесообразную глубину горных работ на 120 м при одновременном сокращении объемов вскрыши на 160 млн.м³. При этом календарный график развития горных работ в карьере не имеет пиковых объемов разработки, а годовая производительность карьера по горной массе снижается с 40 до 35 млн.м³. Следствием такого решения является уменьшение потребности в оборудовании, материальных и трудовых ресурсах, а также пропорциональное снижение пылегазовых выбросов в окружающую природную среду.

Также надо отметить, что профиль борта карьера, в продольном положении оказывает влияние на объем выработанного пространства, современные технологии проектирования могут позволить на основе точных математических методов определить его рациональные параметры, это можно рассматривать на примере карьера Мурунтау.

При исследовании карьера Мурунтау за последние 10 лет его существования выявлена возможность увеличения углов наклона борта по сравнению с первоначальным проектом в среднем на 3-6⁰, что приводит к уменьшению объемов вскрыши на 300 млн.м³.

В целом снятие нагрузки с карьера путем уменьшения объемов перемещаемой горной массы за счет оптимизации границ карьера, режима горных работ и конструктивных параметров нерабочего борта обеспечивает существенное снижение расхода дизельного топлива и уменьшение пылегазовых выбросов в окружающую среду.

Список литературы:

1. Ахмедова Н.М. и др. Воздействие производственной пыли на организм человека. Universum: технические науки: научный журнал. – № 5(110). Часть 1., М., Изд. «МЦНО», 2023
2. Ахмедова Н.М. и др. Влияние пылевых выбросов горного производства на окружающую среду. Journal of Advances in Engineering Technology. № 3(7), 2022.
3. Мазуркевич А.П. и др. Компьютерные методы построения математических моделей месторождения и подсчет запасов по ним. Горный журнал, № 8, 1998