Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки
Розглянуто актуальні питання проблеми накопичення породних відвалів діючих вугільних шахт в гірничопромислових регіонах Україні та перспектив щодо подальшого їх промислового освоєння....
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158621 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки / М.В. Петльований, О.А. Гайдай // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 147-158. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-158621 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1586212019-09-09T01:25:34Z Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки Петльований, М.В. Гайдай, О.А. Розглянуто актуальні питання проблеми накопичення породних відвалів діючих вугільних шахт в гірничопромислових регіонах Україні та перспектив щодо подальшого їх промислового освоєння. Рассмотрены актуальные вопросы проблемы накопления породных отвалов действующих угольных шахт в горнопромышленных регионах Украины и перспектив по дальнейшему их промышленного освоению. The topical issues of the accumulation of rock dumps in operating coal mines of the mining regions of Ukraine and prospects for their further industrial development are considered. 2017 Article Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки / М.В. Петльований, О.А. Гайдай // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 147-158. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158621 622.17:504.064.4 uk Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Розглянуто актуальні питання проблеми накопичення породних відвалів діючих вугільних шахт в гірничопромислових регіонах Україні та перспектив щодо подальшого їх промислового освоєння. |
| format |
Article |
| author |
Петльований, М.В. Гайдай, О.А. |
| spellingShingle |
Петльований, М.В. Гайдай, О.А. Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Петльований, М.В. Гайдай, О.А. |
| author_sort |
Петльований, М.В. |
| title |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| title_short |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| title_full |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| title_fullStr |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| title_full_unstemmed |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| title_sort |
аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158621 |
| citation_txt |
Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки / М.В. Петльований, О.А. Гайдай // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 147-158. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT petlʹovanijmv analíznakopičennâísistematizacíâporodnihvídvalívvugílʹnihšahtperspektiviíhrozrobki AT gajdajoa analíznakopičennâísistematizacíâporodnihvídvalívvugílʹnihšahtperspektiviíhrozrobki |
| first_indexed |
2025-07-14T11:10:55Z |
| last_indexed |
2025-07-14T11:10:55Z |
| _version_ |
1837620481152253952 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
147
УДК 622.17:504.064.4
Петльований М.В., канд. техн. наук, доцент,
Гайдай О. А., канд. техн. наук, доцент
(Державний ВНЗ «НГУ»)
АНАЛІЗ НАКОПИЧЕННЯ І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ПОРОДНИХ ВІДВАЛІВ
ВУГІЛЬНИХ ШАХТ, ПЕРСПЕКТИВИ ЇХ РОЗРОБКИ
Петлѐваный М.В., канд. техн. наук, доцент,
Гайдай А.А., канд. техн. наук, доцент
(Государственное ВУЗ «НГУ»)
АНАЛИЗ НАКОПЛЕНИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПОРОДНЫХ
ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ, ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗРАБОТКИ
Petlovanyi M.V., Ph.D. (Tech.), Associate Professor,
Haidai O.A., Ph.D. (Tech.), Associate Professor
(State HEI «NMU»)
ANALYSIS OF STOCKING, SYSTEMATIZATION AND PERSPECTIVES
OF DEVELOPMENT OF ROCK DUMPS OF COAL MINES
Анотація. Розглянуто актуальні питання проблеми накопичення породних відвалів дію-
чих вугільних шахт в гірничопромислових регіонах Україні та перспектив щодо подальшого
їх промислового освоєння.
Виконано аналіз геометричних параметрів породних відвалів вугільних шахт Донецької,
Дніпропетровської, Львівської та Волинської областей та встановлено найбільш їх характер-
ні основні кількісно-якісні показники. За щільністю розташування та місцем утворення по-
родних відвалів запропоновано їх згрупувати та систематизувати у вісім окремих райони.
Виявлено найбільш привабливі та перспективні до промислового освоєння райони утворень
породних відвалів, що характеризуються найбільшим вмістом вугілля, достатніми запасами
накопичених порід, зручною формою відвалів до розробки (переважно плоскі), наявності до-
статньої інфраструктури та необхідністю скорішого вивільнення цінних земельних площ.
Висвітлено основні напрямки використання породних відвалів – вилучення цінних компоне-
нтів і в якості джерела цінної сировини для будівельної промисловості. Акцентовано увагу
на технологічні, економічні та соціальні аспекти доцільності промислового освоєння пород-
них відвалів, а також основні причини, що в теперішній час ускладнюють цей процес.
Ключові слова: породний відвал, геометричні параметри, промислове освоєння, району-
вання, рідкоземельні метали, вугілля.
Вступ. Внаслідок підземного видобутку кам’яного вугілля та антрацитів
неминуче утворення відходів. Основним відходом підземного видобутку вугіл-
ля є відвали пустих порід (терикони). В України налічується 1 200 породних ві-
двали, з яких понад 300 є такими, що горять [1]. На сьогодні більшість відвалів
є закритими, рекультивованими, а частина діючими. Але з початку 2014 р. шах-
тний фонд країни зазнав втрат у зв’язку із ситуацією на сході України (частини
території Донецької та Луганської області), де залишилось понад 80 шахт, тому
техногенні родовища цих територій не враховуються.
________________________________________________________________________________
© М.В. Петльований, О.А. Гайдай, 2017
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
148
Станом на 2016 р. в Україні вугілля видобувають 55 шахт, з них 25 – держа-
вної форми власності, 30 – приватні. Таким чином значна частина шахтних від-
валів теж опинилась на непідконтрольній території та в даний час не врахову-
ються в загальнодержавному утворенні відходів з причини відсутності статис-
тичної інформації. Численними дослідженнями доведено, що породні відвали
потрібно розглядати не як відходи виробництва, а як джерело мінеральної си-
ровини, де містяться такі цінні компоненти як комплекс рідкоземельних мета-
лів, фракції вугілля, глинозем тощо. Зарубіжний досвід показує, що оцінка і ві-
дпрацювання техногенних родовищ в порівнянні з природними родовищами
коштує дешевше в 5-15 разів [2].
Крім цього з точки зору охорони навколишнього середовища при видобутку
корисних копалин і складуванні відходів відбувається руйнування природного
геологічного середовища і створення нового, техногенного [3]. Тому утилізація
накопичених порід є вкрай актуальною проблемою для українського суспільст-
ва.
Аналіз публікацій з тематики проблеми. Вивченню питання придатності
мінеральних ресурсів породних відвалів до промислового освоєння та утиліза-
ції присвячено багато досліджень. В роботі [4, 5] наводяться дані щодо дослі-
джень вмісту групи рідкоземельних металів з високою концентрацією. Прове-
дені експерименти [6, 7] дозволили виявити можливість використання горілої
породи в якості будівельних матеріалів (бетонів, цегли, плитки тротуарної, фа-
садної, облицювальної), основної добавки в шихту при виготовленні кераміч-
них виробів. Роботи [8, 9, 10] присвячені дослідженням можливості закладання
виробленого простору шахт утвореними на земній поверхні накопиченнями пу-
стих порід.
Інститутом геології НАНУ розроблена карта техногенних ресурсів Украї-
ни [2], що базується на результатах багаторічних досліджень промислових від-
ходів порід видобутку, збагачення та переробки руд чорних і кольорових мета-
лів, хімічної і нерудної сировини, шлаків і золи ТЕС, порід вуглевидобутку і
вуглезбагачення, відходів металургійного виробництва тощо. На карту нанесе-
но також діючі техногенні родовища та потенційно перспективні до розробки.
В статті пропонується доповнити, розширити і систематизувати уявлення
про основний мінерально-сировинний фонд породних відвалів від вуглевидобу-
тку як джерела цінної мінеральної сировини та резерву запасів корисних копа-
лин, що залучатимуться при поступовому виснаженні запасів природних родо-
вищ.
Викладення основного змісту досліджень. Породний відвал являє собою
сукупність порід (алевроліти, аргіліти, пісковики, сланці, які є частково вуглев-
міщуючими) від проведення виробок та фракцій вугілля, складованих у відве-
деному місці. При цьому кількість вугілля, що міститься в відвалі, може сягати
до 40 %. Аналіз геометричних параметрів понад 650 породних відвалів вугіль-
них шахт Донецької, Дніпропетровської, Львівської та Волинської областей до-
зволив встановити, що найбільш їх поширеною формою є плоска та конусна,
також встановлені середні значення висот відвалів, накопичених порід та за-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
149
йманих площ (табл. 1) [11]. Крім того в плоских відвалах складована більша кі-
лькість порід і під них відводяться більші земельні ділянки в порівнянні з кону-
сними та усіченими конусами. Саме плоским відвалам повинна приділятись
увага науковців та технологів щодо їх розробки, що пояснюється скорішим ви-
вільненням площ, більшими запасами цінних компонентів та зручністю експлу-
атації.
Таблиця 1 – Усереднені параметри породних відвалів
Форма
відвалів
Розповсюдженість
форми відвалів, %
Середня
висота, м
Середній об’єм
порід, млн. т
Середня
займана площа, га
Плоска 38 36 2,1 46
Конусна 38 45 0,5 4,4
Усічений конус 24 37 1,1 7,6
Крім вугілля в пустих відвалах містяться ряд цінних рідкоземельних мета-
лів, вміст котрих може перевищувати їх кларки у земній корі [4] (табл. 2). Зага-
льний вміст цінних елементів у відвалі складає 230-260 г/т, при їх промислово-
му значенні – від 10 г/т. Крім того, у породних відвалах міститься в оксидній
формі значна кількість алюмінію (до 25 %) та не менше 20 % заліза.
Таблиця 2 – Вміст рідкоземельних елементів в породних відвалах
Корисний компонент Вміст, г/т Ринкова вартість (2016 р.), $/кг
Скандій 20 15000
Цирконій 20 110
Германій 55 900
Галій 100 145
Ітрій 25 382
Аналіз корисних компонентів, що містять породні відвали, дозволяє ствер-
джувати, що ці техногенні утворення мають розглядатися державою як страте-
гічне джерело цінної мінеральної сировини, яке сприятиме розвитку економіки
країни, а їх промислове освоєння зменшить обсяги їх утворення та відповідно
техногенне навантаження на навколишнє середовище гірничодобувних регіо-
нів. Найбільшу вартісну цінність представляє вміст скандію в пустих породах.
Але для перспектив розробки породних відвалів їх потрібно перш за все іден-
тифікувати як об’єкти та районувати за якісними ознаками.
Для оцінки об’ємів накопичення порід, місць їх розташування необхідно
провести комплексний аналіз різних джерел, що надасть можливість узагальни-
ти фонд мінеральної сировини і представити його у вигляді схематичних карт.
На підставі узагальнення комплексного аналізу літературних джерел, відкритих
даних державної статистики, місць видалення відходів за областями національ-
них та регіональних доповідей про стан навколишнього середовища, екологіч-
них паспортів областей (Дніпропетровська, Донецька, Луганська, Львівська,
Волинська) та отриманих даних в результаті виконання наукових досліджень
здійснено комплексну характеристику основних техногенних утворень пустих
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
150
порід.
У Дніпропетровській області видобування кам’яного вугілля здійснює
ДТЕК «Павлоградвугілля», де функціонує 5 шахтоуправлінь, до складу кожно-
го входять по 2 шахти. Станом на 01.12.2016 р. шахти Західного Донбасу видо-
були 16,7 млн т вугілля. За час освоєння вугільних пластів Західного Донбасу
утворено 11 породних відвалів, які відносно щільно розташовані – відвал за-
критої ш. «Першотравнева», 2 відвали ш. «Ювілейна», 2 відвали ш. «Степова»,
відвал ш. ім. М.І. Сташкова, відвал ш. «Дніпровська», відвал ш. «Самарська», 2
відвали ш. «Тернівська», відвал ш. «Західно-Донбаська».
Утворення породних відвалів Західного Донбасу можна віднести до Павло-
градського району. По 10 діючих шахтах Західного Донбасу запаси германію
оцінюються в 7375,5 т за категоріями С1+С2. Германій з вугілля не вилучається
і він повністю втрачається внаслідок видобутку вугілля (86,9 т) та втрат (30,8 т)
[12].
У Донецькій області (без врахування непідконтрольних територій) видобу-
вання вугілля марок Г, К здійснює ДП «Селідіввугілля», ДП «Торецьквугілля»,
ДТЕК «Добропіллявугілля», ДП «Південнодонбаське № 1», ДП «Південнодон-
баське № 3», шахтоуправління «Покровське», ТОВ «Краснолиманська» та ін.,
де в загальній кількості функціонує понад 20 шахт. Станом на 01.12.2016 р. ша-
хти Донецької області видобули 10,1 млн т вугілля. Утворення породних відва-
лів від діяльності вугільних шахт Донецької області доцільно розподілити на
чотири райони (скупчення): Добропільський (10 од.) – 2 відвали ш. «Піонер»,
відвал ш. «Красноармійська», 2 відвали ш. «Новодонецька», відвал ш. «Білозер-
ська», 2 відвали ш. «Алмазна», відвал ш. «Добропільска», відвал ш. «Білицька»;
Покровський (27 од.) – 1 відвал ш/у «Покровське», ш. «Родинська», 3 відвали
ш. «Краснолиманська», 3 відвали ш. Стаханова, 2 відвали ш. «Центральна», 3
відвали ш. Димитрова, 2 відвали ш. «Новогродівська 1-3», 2 відвали ш. «Новог-
родівська 2», відвал ш. «Росія», відвал ш. Коротченка, відвал ш. «Україна», 7
відвалів ш. «Курахівська», 2 відвали ш. № 10; Вугледарський (2 од.) – 2 відвали
«Південнодонбаська № 1», відвал ш. «Південнодонбаська № 3»; Торецький (25
од.) – відвал ш. «Новодзержинська», відвал ш. «Торецька», відвал ш. Дзержин-
ського, 2 відвали ш. «Нова», 3 відвали ш. Артема, відвал ш. «Південна», 2 від-
вали ш. «Північна», 7 відвалів ш. Ізотова, 8 відвалів ш. Гагаріна. Супутньою
корисною копалиною у кам'яному вугіллі, є германій. У вугіллі, видобутому у
2015 році, нараховувалось 18,8 т германію. Останніми роками германій з вугіл-
ля не вилучається через відсутність необхідного обладнання, а видобуток гер-
манію в складі вугілля є технологічно вимушеним.
У Луганській області (без врахування непідконтрольних територій) видобу-
вання вугілля здійснює ДП «Лисичанськвугілля» та ДП «Первомайськвугілля»,
де функціонує 12 шахт. Утворення породних відвалів від діяльності вугільних
шахт Луганської області доцільно виділити в один Лисичанський район (22 од.)
– відвал ш. Капустіна, 4 відвали ш. «Привільнянська», відвал ш. «Новодружев-
ська», відвал ш. Мельникова, відвал ш. «Матроська», 3 відвали ш. «Чорномор-
ка», відвал ш. «Тошківська», відвал ш. «Карбоніт», 5 відвалів ш. «Гірська», від-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
151
вал ш. «Золота», 3 відвали ш. Родіна, відвал ш. «110».
У Львівський та Волинській області діють 15 шахт, які входять до структу-
ри ДП «Львіввугілля» та ДП «Волиньвугілля», видобувають вугілля марки ДГ у
Львівсько-Волинському кам’яновугільному басейні. Утворення породних від-
валів від діяльності вугільних шахт Львівської області можна виділити в один
район (скупчення): Червоноградський (14 од.) – відвал ш. «Червоноградська»,
відвал ш. «Червоноградська №1», відвал ш. «Степова», відвал ш. «Лісова», від-
вал ш. «Відродження», відвал ш. «Великомостівська», відвал ш. «Великомос-
тівська №3», відвал ш. «Великомостівська №4», відвал ш. «Зарічна», відвал ш.
«Межирічанська», відвал ш. «Візейська», відвал ш. «Надія», відвал ш. «Вели-
комостівська №6», відвал ш. «Бендюзька»; а Волинської області – Нововолин-
ський (9 од.) – відвал ш. «Нововолинська №10», відвал ш. «Бужанська», відвал
ш. «Нововолинська №4», 4 відвали ш. «Нововолинська №1», відвал ш. «Ново-
волинська №9», відвал ш. «Нововолинська №5». На 5 родовищах Львівсько-
Волинського басейну кам'яного вугілля підраховані балансові запаси розсіяного
елементу германію за кат. С1+С2 кількістю 1743,33 т, із яких одне із запасами
240,2 т категорії С1 перебуває в експлуатації [13].
Таким чином за щільністю розташування та місцем утворення породних ві-
двалів їх можна згрупувати та систематизувати у 8 окремих райони: Павлоград-
ський, Добропільський, Покровський, Вугледарський, Торецький, Лисичансь-
кий, Червоноградський та Нововолинський. На рис. 1 представлені найбільші
породні відвали (плоска форма) за займаною площею.
а) б)
в)
а – породний відвал ш. Межирічанська ДП «Львіввугілля» (61,2 га); б – породний відвал ш.
Стаханова ДП «Красноармійськвугілля» (68,6 га); в – породний відвал ш. ім. М.І. Сташкова
ПАТ ДТЕК «Павлоградвугілля» (35,9 га)
Рисунок 1 – Породні відвали, під які виділено значні площі (аерофотознімки Google Earth)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
152
За результатом аналізу місць розташування техногенних утворень породних
відвалів вугільної галузі складено узагальнену схему їх районів та в результаті
обробки даних основних характеристик проведено градацію районів за
об’ємами накопичення порід та займаними площами, що представлено на рис.
2. Якщо вказані райони також об’єднати, то простежуються два потужних регі-
они – Донецький та Львівсько-Волинський.
Аналіз рис. 2 дозволяє встановити, що за об’ємом накопичених відвальних
порід лідером є Покровський район (понад 100 млн м
3
або приблизно 250 млн.
т), крім того, його відвали займають найбільшу площу – 345,6 га землі, яку в
разі промислового освоєння відвалів можна передати в користування та змен-
шити негативний вплив на навколишнє середовище та прилеглі населені пунк-
ти.
За результатами систематизації даних ідентифікованих породних відвалів
складена характеристика районів їх накопичення, що наведена у табл. 3.
Таблиця 3 – Характеристика районів утворень ідентифікованих породних відвалів
Район утворень по-
родних відвалів В
м
іс
т
в
у
гі
л
л
я
,%
М
ар
к
а/
ти
п
в
у
гі
л
л
я
Ф
о
р
м
а
в
ід
в
ал
ів
З
ай
м
ан
а
п
л
о
щ
а,
г
а
О
б
’є
м
п
о
р
ід
,
м
л
н
.
м
3
Г
о
л
о
в
н
і
н
ас
ел
ен
і
п
у
н
к
ти
Павлоградський
(11 відвалів)
6-12
ДГ, Г, Ж /
Е, К
ПЛ,
УСК
200 40200,0
Павлоград,
Тернівка,
Петропавлівка
Добропільський
(10 відвалів)
8-23
Г, ГЖ / Е,
К
ПЛ, К 110 38800,0
Добропілля,
Білецьке,
Білозірськ
Покровський
(27 відвалів)
5-10
Г, Ж, К /
Е, К
ПЛ, К 350 100600,0
Покровськ
Селидове,
Новогродівка
Вугледарський
(2 відвали)
0-5 Г / Е ПЛ, К 75 11400,0 Вугледар
Торецький
(25 відвалів)
0-5
Ж, К, ПС
/ К
ПЛ, К 165 54600,0
Торецьк,
Костянтинівка,
Бахмут
Лисичанський
(22 відвали)
0-5 ДГ, Г / Е
УСК, К,
ПЛ,
150 20800,0
Лисичанськ,
Северодонецьк
Червоноградський
(14 відвалів)
3-25
ДГ, Г, ГЖ
/ Е, К
ПЛ, К 260 31400,0
Червоноград,
Сокаль
Нововолинський
(9 відвалів)
0-5
ДГ, Г, ГЖ
/ Е, К
ПЛ, К 60 9800,0 Нововолинськ
Примітка: ДГ – довгополуменеве газове, Г – газове; Ж – жирне; К – коксівне; ПС – піснувато-
спікливе (щодо марки вугілля); ПЛ – плоский, УСК – усічений конус; К – конусний (щодо форми).
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
153
I
–
П
ав
л
о
гр
ад
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
II
–
Д
о
б
р
о
п
іл
ь
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
II
I
–
П
о
к
р
о
в
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
IV
–
В
у
гл
ед
ар
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
V
–
Т
о
р
ец
ь
к
и
й
р
ай
о
н
;
V
I
–
Л
и
си
ч
ан
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
V
II
–
Ч
ер
в
о
н
о
гр
ад
сь
к
и
й
р
ай
о
н
;
V
II
I
–
Н
о
в
о
в
о
л
и
н
сь
к
и
й
р
ай
о
н
Р
и
су
н
о
к
2
–
У
за
га
л
ь
н
ен
а
сх
ем
ат
и
ч
н
а
к
ар
та
р
ай
о
н
ів
у
тв
о
р
ен
ь
п
о
р
о
д
н
и
х
в
ід
в
ал
ів
в
у
гі
л
ь
н
о
ї
га
л
у
зі
У
к
р
аї
н
и
т
а
їх
г
р
ад
ац
ія
з
а
о
б
’є
м
ам
и
н
ак
о
п
и
ч
ен
н
я
т
а
за
й
м
ан
и
м
и
п
л
о
щ
ам
и
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
154
Аналіз даних табл. 2 дозволяє виділити в першому приближенні перспективні
до освоєння райони – Павлоградський, Добропільський, Червоноградський, що
характеризується найбільшим вмістом вугілля, достатніми запасами накопиче-
них порід, зручною формою відвалів до розробки (переважно плоскі) та необ-
хідністю скорішого вивільнення площ.
При наявності даних щодо інших кількісно-якісних характеристик порід та
вугілля в породних відвалах, а також додаткової інформації інженерного плану
можливо додати вміст сірки, дійсний/недійсний відвал, палаючий/непалаючий,
наявність діючих комунікацій тощо.
Промисловий досвід розробки породних відвалів частково набуто в Донець-
кій області, м. Сніжне. З 2005 по 2012 р компанія «Coal Energy S.A.» здійснила
переробку відвалів, створивши збагачувальну фабрику Сніжнянська №1 поту-
жністю 1,2 млн. т породних відвалів в рік. У 2012 році фабрика Сніжнянська
№1 вичерпала ресурси, розташованих поруч з нею відвалів, і була демонтована.
З моменту введення в експлуатацію на фабриці було перероблено чотири відва-
ли обсягом 2,6 млн. м
3
вуглевмісні породи. Переробленою породою засипано
відпрацьований кар’єр площею 5,2 га та звільнено від териконів 18 га земель-
них площ.
В 2012 р. створено нову фабрику з переробки відвалів «Сніжнянська №2»,
річна потужність переробки – 1,4 млн. т породних відвалів. Планується, пере-
робити 3 породних відвала загальним об’ємом 7,2 млн. т гірської маси в м.
Сніжне та вивільнити 45 га земельних площ [14]. Вилучення вугілля економіч-
но вигідне при вмісті вугілля не менше 5%, зольності вугілля не більше 15-20%
і вмісті сірки не вище 1,5% [15].
Доцільність розробки техногенних відходів повинна бути викликана насту-
пними аспектами:
– вилучення цінних компонентів для додаткової реалізації або поліпшення
якості продукції шахт;
– вилучення цінних рідкоземельних металів;
– використання ресурсів техногенних утворень в будівельній промисловості
(відсипання доріг, наповнювачі та ін.);
– зниження екологічної плати за розміщення відходів виробництва;
– створення нових робочих місць;
– повернення цінних земельних площ в народне господарство.
Поряд з вищевказаними прикладами розробки та стимулюючими факторами
в Україні фактично так і не був поширений досвід розробки породних відвалів
в широких промислових масштабах. Це визначається такими особливостями:
відсутністю конкретної фінансової підтримки держави і інвесторів, що викли-
кано недовірою до розроблених проектів та прогнозів; відсутністю інформації
про ринок збуту рідкоземельних металів; відсутністю достатнього досвіду роз-
робки породних відвалів; відсутністю ефективних технологій вилучення цінних
компонентів або їх дорожнечею; недосконалістю законодавчої бази (питання
власності, приватизації, продажу, оренди, пільги). Концепція розробки техно-
генних утворень повинна базуватися також на повній, а не на часткової утилі-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
155
зації об'єкта без подальшого повторного складування порід.
Наступним напрямком окрім вилучення цінних компонентів є використання
пустих відвальних порід як сировину для будівельної промисловості. Основні
напрями використання порід, що набули у даний час досвід поширення у вітчи-
зняній та закордонній практиці представлено на рис. 3.
Отже накопичені відходи мають широкий спектр їх використання в провід-
них галузях економіки. Породні відвали повинні стати джерелом мінерально-
сировинних ресурсів саме для розвитку гірничопромислових регіонів, де вони
утворились та при певній підтримці місцевої влади переходити від проектів та
ТЕO до власне промислового освоєння.
Освоювати породні відвали доцільніше на діючих шахтах, адже там створені
головні умови – підведені енергопостачальні та водопостачальні мережі, прове-
дені транспортні сполучення.
Рисунок 3 – Основні напрямки промислового поводження з відвальними породами
Висновки. За результатами досліджень отримані наступні наукові та прак-
тичні результати:
– проведено комплексний аналіз накопичення породних відвалів діючих ву-
гільних шахт в гірничопромислових регіонах Україні;
– аналіз геометричних параметрів породних відвалів вугільних шахт Доне-
цької, Дніпропетровської, Львівської та Волинської областей дозволив встано-
вити, що найбільш їх поширеною формою є плоска та конусна, також встанов-
лені середні значення висот відвалів, накопичених порід та займаних ними
площ;
– за щільністю розташування та місцем утворення породних відвалів запро-
поновано їх згрупувати у 8 окремих районів: Павлоградський, Добропільський,
Покровський, Вугледарський, Торецький, Лисичанський, Червоноградський та
Нововолинський;
– найбільш привабливими та перспективними до освоєння районами утво-
рень породних відвалів є Павлоградський, Добропільський, Червоноградський,
що характеризується найбільшим вмістом вугілля, достатніми запасами нако-
пичених порід, зручною формою відвалів до розробки (переважно плоскі), дос-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
156
татньою інфраструктурою та необхідністю скорішого вивільнення цінних земе-
льних площ;
– основними напрямками використання породних відвалів повинні стати –
вилучення цінних компонентів і джерело цінної сировини для будівельної про-
мисловості.
Концепція розробки техногенних утворень повинна базуватися також на по-
вній, а не на часткової утилізації об'єкта без подальшого повторного складу-
вання порід, що є основною умовою державних екологічних програм закордон-
них розвинених країн.
Робота виконана в рамках завдань наукового проекту, що фінансується за
рахунок державного бюджету «Наукове обґрунтування методологічної, техно-
логічної, екологічної та правової бази вилучення корисних компонентів з тех-
ногенних родовищ України» (№ держреєстрації 0116004619).
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Козырь, Д.А. Оценка влияния ракурса съемки на результаты тепловизионной съемки очагов
горения на породных отвалах / Д.А. Козырь // Комплексне використання природних ресурсів: Мате-
ріали VI регіональної конференції, 14 листопада 2013 р. – Донецьк: ДонНТУ, 2013. – С. 15-17.
2. Горно-металлургический комплекс Украины (цифры, факты, комментарии) / Под ред.
В.А. Гнатуш. – К.: Наукова думка, 2009. – 732 с.
3. Четверик, М.С. Формирование техногенной геологической среды и ее взаимосвязь с природ-
ной / М.С. Четверик, Е.А. Бубнова // Вісник Криворізького технічного університету. – 2010. – № 25. –
С. 83-87.
4. Мнухин, А.Г. Породные отвалы – сырье будущего / А.Г. Мнухин // Уголь Украины. – 2009. –
№ 5. – С. 28-32.
5. Зубова, Л.Г. Терриконики угольных шахт – источник сырья для получения галлия, германия,
висмута / Л.Г. Зубова // Уголь Украины. – 2004. – № 1. – С. 41-42.
6. Герасимов, Е.С. Углеотходы – резерв расширения минерально-сырьевой базы полезных иско-
паемых Украины (на примере Луганской области) / Е.С. Герасимов, К.В. Всеволодский // Мінеральні
ресурси України. – 2014. – № 3. – С. 26-29.
7. Посыльный, И.Д. Использование горных пород для производства строительных материалов /
И.Д. Посыльный // Ресурсы твердых горючих ископаемых, их увеличение и комплексное рациональ-
ное использование в народном хозяйстве: Материалы VII Всесоюзного угольного совещания, 8-
10 сентября 1981 г. – Ростов-на-Дону: Б.И., 1981. – С. 357-358.
8. Горбачев, Д.Т. Основные технические решения по оставлению породы в шахте / Д.Т. Горбачев
// Уголь. – 1990. – № 8. – С. 21-23.
9. К вопросу подбора состава твердеющей закладки повышенной прочности / А.М. Кузьменко,
М.В. Петлеваный, Е.П. Чистяков [и др.] // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ
НАН Украины. – Днепропетровск, 2009. – Вып. 82. – С. 50-57.
10. Кузьменко, А.М. Состояние и перспективы развития закладочных работ на подземных рудни-
ках Украины / А.М. Кузьменко, М.В. Петлѐваный // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр.
/ ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2013. – Вып. 110. – С. 89-98.
11. Bondarenko, V.I. New technique of coal mining very thin seams with leaving rock in mine /
V.I. Bondarenko, A.V. Vivcharenko, A.I. Yarkovych // Szkola Eksplotacji Podziemnej. – 2013.
12. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища Дніпропетровській
області за 2015 рік [Електронний ресурс]. – Режим доступу:
https://dostup.pravda.com.ua/request/13949/response/22498/attach/3/2015.pdf. – Загол. з екрану.
13. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища Львівської області за
2015 рік [Електронний ресурс]. – Режим доступу:
https://dostup.pravda.com.ua/request/13952/response/22541/attach/3/ND%202015.pdf. – Загол. з екрану.
14. Переработка отвалов [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.coalenergy.com.ua/company/business/.– Загл. с экрана.
https://dostup.pravda.com.ua/request/13949/response/22498/attach/3/2015.pdf
https://dostup.pravda.com.ua/request/13952/response/22541/attach/3/ND%202015.pdf
http://www.coalenergy.com.ua/company/business/
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
157
15. Пек, Ф. Оценка рисков в Донецком бассейне (закрытие шахт и породные отвалы) / Ф. Пек. –
Донецк: Юнеп Грид Арендал, 2009. –173 c.
REFERENCES
1. Kozyr, D.A. (2013), ―Assessment of the influence of the survey angle on the results of the thermal
imaging of burning foci on waste heaps‖, Kompleksne vykorystannia pryrodnykh resursiv: Materialy VI re-
gionalnoy konferentsii [Complex use of natural resources: Materials of the VI regional conference], Do-
netsk, 14 November 2013, pp. 15-17.
2.Gnatush, V.A. (ed.) (2009), Gorno-metallurgicheskiy kompleks Ukrainy (tsifry, fakty, kommentarii)
[Mining and metallurgical complex of Ukraine (figures, facts, comments)], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.
3. Chetverik, M.S. and Bubnova, E.A. (2010), ―Formation of the technogenic geological environment
and its relationship with natural‖, Vіsnyk Kryvorіzkogo tekhnіchnogo unіversytetu, no. 25, pp. 83-87.
4. Mnukhin, A.G. (2009), ―Rock dumps are the raw materials of the future‖, Coal of Ukraine, no. 5,
pp. 28-32.
5. Zubova, L.G. (2004), ―Terrikons of coal mines – a source of raw materials for obtaining gallium,
germanium, bismuth‖, Coal of Ukraine, no. 1, pp. 41-42.
6. Gerasimov, E.S. and Vsevolodskiy, K.V. (2014), ―Carbon waste is a reserve for expansion of the
mineral and raw materials base of minerals in Ukraine (on the example of the Lugansk region)‖, Mineralni
resury Ukrainy, no. 3, pp. 26-29.
7. Posylnyy, I.D. (1981), ―Use of rocks for the production of building materials‖, Resursy tverdykh
goryuchikh iskopaemykh, ikh uvelichenie i kompleksnoe ratsionalnoe ispolzovanie v narodnom khozyaystve
[Resources of solid fossil fuels, their increase and integrated rational use in the national economy], VII Vse-
soyuznoe ugolnoe soveshchanie [Materials of the VII All-Union Coal Meeting], Rostov-na-Donu, 8-
10 September 1981, pp. 357-358.
8. Gorbachev, D.T. (1990), ―The main technical solutions for leaving the rock in the mine‖, Ugol, no. 8,
pp. 21-23.
9. Kuzmenko, A.M., Petlevanyy, M.V., Chistyakov, E.P., Kulish, S.A., Zubko, A.N., Usatyy, V.Yu., and
Sakhno, A.V. (2009), ―Concerning the choice of the composition of a hardening tab of increased strength‖,
Geo-Technical Mechanics, no. 82, pp. 50-57.
10. Kuzmenko, A.M., Petlevanyy, M.V. (2013), ―Status and prospects of development of laying works
at underground mines of Ukraine‖, Geo-Technical Mechanics, no. 110, pp. 89-98.
11. Bondarenko, V.I., Vivcharenko, A.V., Yarkovych, A.I. (2013), ―New technique of coal mining very
thin seams with leaving rock in mine‖, Szkola Eksplotacji Podziemnej.
12. Regional report on the state of the environment in Dnipropetrovsk region for 2015 (2016), available
at: https://dostup.pravda.com.ua/request/13949/response/22498/attach/3/2015.pdf, (Accessed 10.09.2017).
13. Regional report on the state of the environment in Lviv region for 2015 (2016), available at:
https://dostup.pravda.com.ua/request/13952/response/22541/attach/3/ND%202015.pdf, (Accessed
10.09.2017).
14. Processing of dumps (2017), available at: http://www.coalenergy.com.ua/company/business/, (Accessed
10.09.2017).
15. Pek, F. (2009), Otsenka riskov v Donetskom basseyne (zakrytie shakht i porodnye otvaly [Risk assess-
ment in the Donetsk basin (closure of mines and rock dumps)], Junep Grid Arendal, Donetsk, Ukraine.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Петльований Михайло Володимирович, кандидат технічних наук, доцент кафедри підземної
розробки родовищ, ДВНЗ «Національний гірничий університет» (ДВНЗ «НГУ»), Дніпро, Україна,
petlyovany@ukr.net.
Гайдай Олександр Анатолійович, кандидат технічних наук, доцент кафедри підземної розробки
родовищ, ДВНЗ «Національний гірничий університет» (ДВНЗ «НГУ»), Дніпро, Україна, rugsh@i.ua.
About the authors
Petlovanyi Mykhailo Volodymyrovych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Associate Professor of
the Underground Mining Department, SHEI ―National Mining University‖ (SHEI ―NMU‖), Dnipro, Ukraine,
petlyovany@ukr.net
https://dostup.pravda.com.ua/request/13949/response/22498/attach/3/2015.pdf
https://dostup.pravda.com.ua/request/13952/response/22541/attach/3/ND%202015.pdf
http://www.coalenergy.com.ua/company/business/
mailto:petlyovany@ukr.net
mailto:rugsh@i.ua
mailto:petlyovany@ukr.net
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136
158
Haidai Olexsander Anatolyovych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Associate Professor of the
Underground Mining Department, SHEI ―National Mining University‖ (SHEI ―NMU‖), Dnipro, Ukraine,
rugsh@i.ua
–––––––––––––––––––––––––––––––
Аннотация. Рассмотрены актуальные вопросы проблемы накопления породных отвалов
действующих угольных шахт в горнопромышленных регионах Украины и перспектив по да-
льнейшему их промышленного освоению.
Выполнен анализ геометрических параметров породных отвалов угольных шахт Донец-
кой, Днепропетровской, Львовской и Волынской и установлены наиболее их характерные
основные качественно-количественные показатели. По плотности расположения и месту об-
разования породных отвалов предложено их сгруппировать и систематизировать в восемь
отдельных районов. Выявлены наиболее привлекательные и перспективные к промышлен-
ному освоению районы образований породных отвалов, характеризующиеся наибольшим
содержанием угля, достаточными запасами накопленных пород, удобной формой отвалов к
разработке (преимущественно плоские), достаточной инфраструктурой и необходимостью
скорейшего высвобождения ценных земельных площадей. Освещены основные направления
использования породных отвалов - извлечение ценных компонентов и в качестве источника
ценного сырья для строительной промышленности. Акцентировано внимание на технологи-
ческие, экономические и социальные аспекты целесообразности промышленного освоения
породных отвалов, а также основных причин, в настоящее время затрудняющих этот про-
цесс.
Ключевые слова: породный отвал, геометрические параметры, промышленное освое-
ние, районирование, редкоземельные металлы, уголь.
Annotation. The topical issues of the accumulation of rock dumps in operating coal mines of
the mining regions of Ukraine and prospects for their further industrial development are considered.
Geometry of the rock dumps in the coal mines of Donetsk, Dnipropetrovsk, Lviv and Volyn re-
gions was analyzed, and their most characteristic basic qualitative and quantitative parameters were
determined. It is proposed to group and systematize the rock dumps into eight separate regions de-
pending on density of their location and place of their formation. The most attractive regions were
identified, which are promising for formation of rock dumps because of significant coal content,
sufficient reserves of accumulated rocks, geometry of dumps (mostly flat ones) convenient for de-
velopment, sufficient infrastructure and necessity for soon clear of valuable lands. Main directions
of the rock dump usage are shown, including extraction of valuable components to be used as valu-
able raw materials for the construction industry. Attention is focused on technological, economic
and social aspects of feasibility of the rock dump industrial development, as well as on the main
reasons that currently hamper this process.
Keywords: rock dump, geometrical parameters, industrial development, zoning, rare earth met-
als, coal.
Стаття надійшла до редакції 27.09.2017
Рекомендовано до друку д-ром технічних наук Четвериком М.С.
|