Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений
Разработка месторождений открытым способом оказывает существенное негативное влияния на окружающую природную среду. Максимальному воздействию подвергаются земельные ресурсы, которые перед ведением горных работ, как правило, использовались в хозяйственной деятельности человека. При этом ежегодно восс...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87350 |
| 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: | Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений / А.В. Ложников // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 102-109. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-87350 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-873502015-10-18T03:02:49Z Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений Ложников, А.В. Разработка месторождений открытым способом оказывает существенное негативное влияния на окружающую природную среду. Максимальному воздействию подвергаются земельные ресурсы, которые перед ведением горных работ, как правило, использовались в хозяйственной деятельности человека. При этом ежегодно восстанавливается лишь до 80 % от общей территории земель нарушенных горными работами. Актуальность вопроса усиливается в связи с тем, что существующие технологические схемы рекультивации позволяют лишь частично восстанавливать нарушенные земли для использования в дотехногенном направлении. Так, земли горного отвода, которые до нарушения были задействованы в сельскохозяйственной промышленности, могут быть рекультивированны лишь на 50 % для прежнего использования. В статье приведена разработанная технология формирования отвалов с общей поверхностью, которая позволяет повысить эффективность рекультивационных работ при разработке большинства горизонтальных месторождений. Розробка родовищ відкритим способом чинить істотний негативний вплив на навколишнє природне середовище. Максимальному впливу піддаються земельні ресурси, які до порушення гірничими роботами, як правило, використовувалися в господарській діяльності людини. При цьому щорічно відновлюється лише до 80% від загальної території земель порушених гірничими роботами. Актуальність питання посилюється у зв’язку з тим, що існуючі технологічні схеми рекультивації дозволяють лише частково відновлювати порушені землі для дотехногенного напряму використання. Так, землі гірничого відводу, які до порушення були задіяні в сільськогосподарській промисловості, можуть бути рекультивовані лише на 50% для попереднього використання. У статті приведена розроблена технологія формування відвалів із загальною поверхнею, яка дозволяє підвищити ефективність рекультиваційних робіт при розробці більшості горизонтальних родовищ. Ключові слова: відкрита розробка, рекультивація, відвал Mining of open pit exerts a huge negative impact on the environment. Maximal impact is subjected to land, which before mining, as a rule, were used in human activities. Each year, only 80% of total area disturbed by mining operations are restored. The topicality of the issue is amplified by the fact that the existing technological reclamation scheme can only partially restore a disturbed land in order to use it as it was used before the man-caused disturbance. Thus, agricultural lands which were allotted for and disturbed by mining can be reclaimed only by 50% of the original use. The article presents a new technology of forming dumps with a common surface area, which can improve efficiency of reclamation works at mining a great majority of horizontal deposits. 2013 Article Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений / А.В. Ложников // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 102-109. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87350 622.27112 ru 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 |
Russian |
| description |
Разработка месторождений открытым способом оказывает существенное негативное влияния на окружающую природную среду. Максимальному воздействию подвергаются земельные ресурсы, которые перед ведением горных работ, как правило, использовались в хозяйственной деятельности человека. При этом ежегодно восстанавливается лишь до 80 % от общей территории земель нарушенных горными работами. Актуальность вопроса усиливается в связи с тем, что существующие технологические схемы рекультивации позволяют лишь частично восстанавливать нарушенные земли для использования в дотехногенном направлении. Так, земли горного отвода, которые до нарушения были задействованы в сельскохозяйственной промышленности, могут быть рекультивированны лишь на 50 % для прежнего использования. В статье приведена разработанная технология формирования отвалов с общей поверхностью, которая позволяет повысить эффективность рекультивационных работ при разработке большинства горизонтальных месторождений. |
| format |
Article |
| author |
Ложников, А.В. |
| spellingShingle |
Ложников, А.В. Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Ложников, А.В. |
| author_sort |
Ложников, А.В. |
| title |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| title_short |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| title_full |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| title_fullStr |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| title_full_unstemmed |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| title_sort |
применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2013 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87350 |
| citation_txt |
Применение технологии формирования отвалов с общей поверхностью при разработке буроугольных месторождений / А.В. Ложников // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 102-109. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT ložnikovav primenenietehnologiiformirovaniâotvalovsobŝejpoverhnostʹûprirazrabotkeburougolʹnyhmestoroždenij |
| first_indexed |
2025-07-06T14:56:28Z |
| last_indexed |
2025-07-06T14:56:28Z |
| _version_ |
1836909895579860992 |
| fulltext |
УДК 622.271
12
Ложников А.В., канд. техн. наук
(ГВУЗ «НГУ»)
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ОТВАЛОВ С
ОБЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ПРИ РАЗРАБОТКЕ БУРОУГОЛЬНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Ложніков О.В., канд. техн. наук
(ДВНЗ «НГУ»)
ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ФОРМУВАННЯ ВІДВАЛІВ З
ОБ’ЄДНАНОЮ ПОВЕРХНЕЮ ПРИ РОЗРОБЦІ БУРОВУГІЛЬНИХ
РОДОВИЩ
Lozhnikov O.V., Ph.D. (Tech.)
(SHEI “NMU”)
IMPLEMENTATION OF A NEW DUMP FORMING TECHNOLOGY
IN THE MINING LIGNITE DEPOSITS
Аннотация. Разработка месторождений открытым способом оказывает существенное
негативное влияния на окружающую природную среду. Максимальному воздействию под-
вергаются земельные ресурсы, которые перед ведением горных работ, как правило, исполь-
зовались в хозяйственной деятельности человека. При этом ежегодно восстанавливается
лишь до 80 % от общей территории земель нарушенных горными работами.
Актуальность вопроса усиливается в связи с тем, что существующие технологические
схемы рекультивации позволяют лишь частично восстанавливать нарушенные земли для ис-
пользования в дотехногенном направлении. Так, земли горного отвода, которые до наруше-
ния были задействованы в сельскохозяйственной промышленности, могут быть рекультиви-
рованны лишь на 50 % для прежнего использования. В статье приведена разработанная тех-
нология формирования отвалов с общей поверхностью, которая позволяет повысить эффек-
тивность рекультивационных работ при разработке большинства горизонтальных месторож-
дений.
Ключевые слова: открытая разработка, рекультивация, отвал.
Введение. Разработка месторождений полезных ископаемых открытых спо-
собом оказывает негативное влияние на окружающую природную среду. В ча-
стности масштабному воздействию подвергается земли, которые до этого эф-
фективно использовались в сельском хозяйстве. Результатом такого воздейст-
вия являются территории площадью в сотни гектар, занятые горными выработ-
ками, внутренними и внешними отвалами [1].
Существующие технологические решения позволяют восстанавливать под
прежнее использование лишь часть земель, которая составляет не более 55% от
общей территории горного отвода. Идея этих технологических решений заклю-
чается в перемещении пород внешнего и внутреннего отвалов в выработанное
12
© Ложников А.В., 2013
пространство карьеров после извлечения всех запасов полезного ископаемого.
Однако подобные решения весьма дорогостоящие и продолжительны во време-
ни, а, следовательно, очень редко применяются на практике [2].
Основным недостатком имеющихся способов является то, что они выпол-
няются либо на отдельно взятом этапе разработки месторождения, либо вообще
после его доработки. Поэтому целью проводимых исследований является раз-
работка технологических схем рекультивации, которые могли бы применяться
параллельно с разработкой месторождения с момента строительства карьера до
его доработки и закрытия.
Теоретическая часть. Выполненные исследования позволили разработать
технологию формирования внешнего и внутреннего отвалов с общей поверхно-
стью и определить область ее применения [3].
Реализация этой технологии заключается в формировании отвалов с общей
поверхностью на территории горного отвода, что позволяет существенно со-
кращать площадь, занятую откосами отвалов и бортами траншей. Порядок
формирования отвалов с общей поверхностью осуществляется в следующей
последовательности: внешний отвал возводится на полную высоту и отсыпает-
ся до верхней бровки карьера после чего формируется внутренний отвал впри-
тык к внешнему отвалу с повторением формы рельефа его поверхности.
Установление области рационального применения разработанной техноло-
гии формирования отвалов с общей поверхностью показало, что максимальная
эффективность достигается при разработке горизонтальных месторождений с
шириной карьерного поля 1500 м, длиной 4500 м, глубиной 80 м и мощностью
полезного ископаемого 10 м [4].
Этим параметрам соответствуют типовые карьеры по разработке горизон-
тальных буроугольных месторождений. Для апробации разработанной техноло-
гии формирования отвалов был выбран Константиновский буроугольный раз-
рез, который находиться на начальном этапе разработки.
В настоящее время на данном разрезе произведено строительство капиталь-
ной и разрезной траншей, также начата разработка месторождения. Подвигание
фронта горных работ составляет 300 м. Поскольку карьер находится на началь-
ном этапе эксплуатации, представляется возможность внесения корректировок
в проект его разработки.
Для получения полной и достоверной информации по Мироновскому буро-
угольному месторождению (рис. 1) выполнен горно-геометрический анализ
карьерного поля. Согласно ему, мощность вскрыши на участке колеблется от
60 м у южной границы в начальный период эксплуатации, до 85 м на линии
скважин VI, т.е. середине месторождения. Минимальная разность отметок по-
верхности объясняется отсутствием резких перепадов рельефа местности, что
обусловило сельскохозяйственное направление использования земель.
Мощность пласта полезного ископаемого колеблется от 5 до 10 м (средняя
7,6 м), а средняя мощность вскрышных пород на месторождении составляет
75,1 м.
Для определения параметров внешнего и внутреннего отвала с общей по-
верхностью в условиях разработки Константиновского буроугольного место-
рождения, помимо мощности вскрышных пород и полезного ископаемого, так-
же установлены длина и ширина карьерного поля.
Рис. 1 - План Константиновского участка Мироновского месторождения
Ширина карьерного поля Константиновского разреза варьируется в преде-
лах 1100 – 1700 м, а ее среднее значение составляет 1390 м. В свою очередь
длина карьерного поля составляет 3300 м. Данные параметры использованы для
определения параметров отвалов с общей поверхностью.
Согласно проекту разработки разреза основной уступ высотой 40 м разраба-
тывается двумя подуступами. Верхний подуступ высотой около 30 м разраба-
тывается роторным экскаватором ЭР-5250 в комплексе с отвалообразователем
ОШР-7000/190. Нижний подуступ отрабатывается по бестранспортной системе
разработки драглайном ЭШ-10/70А.
Отработка передового уступа производится экскаватором ЕРс-1120 в ком-
плексе с пятью ленточными конвейерами и отвалообразователем А2Рс-
Б.6300.95. Уступ отрабатывается двумя подуступами.
Добычные работы производятся двумя экскаваторами ЭКГ-5А и Э-2503 с
погрузкой в автомобильный транспорт. Транспортировка угля осуществляется
до склада, расположенного на отвалах, с которого уголь транспортируется же-
лезнодорожным транспортом.
Детальная схема разработки Константиновского буроугольного разреза при-
ведена на рис. 2. Строительство карьера осуществлялось при традиционном
способе формировании отвалов с раздельной отсыпкой пород внешнего отвала
от внутреннего, что привело к тому, что площадь, занимаемая их откосами дос-
тигает величины самих отвалов.
Рис. 2 - Схема разработки Константиновского буроугольного разреза
Поскольку горные работы на Константиновском разрезе находятся на на-
чальном этапе эксплуатации месторождения, то в его проект разработки реко-
мендуется внести корректировки с учетом разработанного способа, методики
расчета параметров и технологических схем формирования отвалов с общей
поверхностью.
Экспериментальная часть. При корректировке проекта разработки Кон-
стантиновского буроугольного разреза основное внимание уделено пространст-
вам между внешними отвалами от строительства капитальной и разрезной
траншей, а также между этими отвалами и разрезной траншеей. В этом про-
странстве будет заключаться объем отвальных пород, за счет которых возмож-
но сформировать общую поверхность внешнего и внутреннего отвалов. Засып-
ка этих пространств осуществляется вскрышными породами, что приведет к их
уменьшению во внутреннем отвале. Следовательно, его высота понизится, а
угол наклона поверхности отвалов при планировке увеличится.
Объем вскрышных пород для засыпки пространств между отвалами и раз-
резной траншеей, на которые уменьшится объем внутреннего отвала, определя-
ется согласно выражению
,, 3мHШctgHШсLHШ
HLШV
ККРОКОК
ОРОРКР
(1)
где ОРШ – расстояние между разрезной траншей и отвалом, сформированным
из ее пород, м; ОКШ – расстояние между разрезной траншей и отвалом из пород
капитальной траншеи, м; КРШ – расстояние между отвалами из пород капи-
тальной и разрезной траншей, м; КШ – ширина отвала из пород капитальной
траншеи, м; ОРL и ОКL – длина отвалов из пород разрезной и капитальной
траншей, м; H – высота внешнего отвала со стороны разрезной траншеи, м;
– угол откоса внешнего отвала, град.
Для условий разработки Константиновского разреза В
ВНШ и В
ВНL составляют
1300 и 3000 м соответственно, а понижение высоты внутреннего отвала соста-
вит 2,87 м. Данное понижение учтено в методике расчета параметров отвалов, в
частности при определении показателя, характеризующего превышение внут-
реннего отвала над уровнем земной поверхности Н .
Результаты расчета параметров отвальных блоков внутреннего отвала при
формировании отвалов с общей поверхностью в условиях эксплуатации разреза
Константиновский приведены на рис. 3.
– ширина отвального блока по верху, м; – высота отвального блока, м;
– результирующий угол отвального блока, град.
Рис. 3 - Параметры отвала с общей поверхностью в условиях Константиновского разреза.
232,0
252,5
276,0
302,8
333,8
369,7
411,8
461,5
76,582,587,992,797,0101,0104,5107,8110,8112,4
520,8
123,6
14,9
11,8
17,1
10,4
8,5
7,97,9
8,2
8,9
10,0
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Отвальный блок
м
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
гр
а
д
.
Ряд2 Ряд1 Ряд3
Результаты и их обсуждение. Согласно выполненным расчетам по опреде-
лению параметров отвалов с общей поверхностью, с учетом засыпки про-
странств между отвалами и разрезной траншеей, составлена технологическая
схема разработки Константиновского буроугольного разреза после корректи-
ровки проекта (рис. 4).
На рис. 4, представлена схема, на которой пространства между внешними
отвалами уже засыпаны вскрышными породами в соответствии с расчетными
параметрами. Засыпка этих пространств осуществляется консольным отвалооб-
разователем, который на время выполнения этих работ перемещается с третьего
отвального яруса внутреннего отвала.
Рис. 4 - Схема работы Константиновского буроугольного разреза после внесения кор-
ректировки в проект разработки
После отсыпки внешнего отвала, консольный отвалообразователь переме-
щается на поверхность внутреннего отвала и формирует его с уклоном поверх-
ности в 0,74º до момента завершения горных работ на карьере.
Выводы. Разработанная технологическая схема формирования отвалов с
общей поверхностью в условиях отработки горизонтальных месторождений по-
зволяет значительно повысить эффективность сельскохозяйственного направ-
ления рекультивации. Так, для конкретно взятого примера общая площадь, на
которую увеличатся земли сельскохозяйственного назначения увеличиться до
80 га, за счет сокращения площади занятой откосами отвалов и бортами тран-
шей [5].
_________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні / М-во охо-
рони навколишнього природного середовища України. – К., 2006. – 547 с.
2. Горлов, В.Д. Рекультивация земель на карьерах. - М.: Недра, 1981. – 260 с.
3. Пивняк, Г.Г. Научные основы рационального природопользования при открытой разработке
месторождений: моногр. / Г.Г. Пивняк, И.Л. Гуменик, К. Дребенштедт, А.И. Панасенко. – Д.: Нацио-
нальный горный университет, 2011. – 568 с.
4. Гуменик, И., Панасенко, А., Ложников, А. Технология повышения эффективности рекультива-
ционных работ при разработке горизонтальных месторождений // Международный симпозиум Не-
прерывные системы разработки. Фрайберг. – 2010. – С. 362-366.
5. Ложніков, О.В. Обґрунтування та розробка технології формування відвалів з об’єднаною пове-
рхнею для збільшення площі рекультивованих земель при розробці горизонтальних родовищ: Дис. …
кандидата техн. наук: 05.15.03; – Захищена 29.06.2012; Затв. 12.2012. – К., 2012. – 165 с.: іл. – Біблі-
огр.:с. 151-158.
REFERENCES
1. National report about consisting of natural environment in Ukraine (2006), Ministry of natural envi-
ronment guard of Ukraine, Kiev, Ukraine.
2. Gorlov, V.D. (1981), Rekultivatsiya zemel na karerakh [Pit lands reclamation], Nedra, Moscow, Russia.
3. Pivnyak, G.G., Gumenik, I.L., Drebenshtedt, K. and Panasenko, A.I. (2011), Nauchnye osnovy rat-
syonalnogo prirodopolzovaniya pri otkrytoy razrabotke mestorozhdeniy [Scientific bases of environmental
management at the open mining work], National mining university, Dnepropetrovsk, Ukraine.
4. Gumenik, I., Panasenko, A., Lozhnikov, O. (2010), “The technology of reclamation work effective-
ness increasing by the horizontal deposits mining”, The International Symposium Continuous Surface Min-
ing. Freiberg, pp. 362-366.
5. Lozhnikov, O.V. (2012), “Ground and development the technology of dumps forming with common
surface for reclamation lands at mining horizontal deposits”, Ph.D. Thesis, Open pit mining, National Mining
University, Dnepropetrovsk, Ukraine.
_________________________
Об авторах
Ложников Алексей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры открытых гор-
ных работ, Государственное ВУЗ «Национальный горный университет» (ГВУЗ «НГУ»), Днепропет-
ровск, Украина, 19830328a@gmail.com.
About the authors
Lozhnikov Olexey Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor of Open
cast Mining Department, State High Educational Institution “National Mining University” (SHEI “NMU”),
Dnepropetrovsk, Ukraine, 19830328a@gmail.com.
_________________________
mailto:19830328a@gmail.com
mailto:19830328a@gmail.com
Анотація. Розробка родовищ відкритим способом чинить істотний негативний вплив на
навколишнє природне середовище. Максимальному впливу піддаються земельні ресурси, які
до порушення гірничими роботами, як правило, використовувалися в господарській діяльно-
сті людини. При цьому щорічно відновлюється лише до 80% від загальної території земель
порушених гірничими роботами.
Актуальність питання посилюється у зв’язку з тим, що існуючі технологічні схеми реку-
льтивації дозволяють лише частково відновлювати порушені землі для дотехногенного на-
пряму використання. Так, землі гірничого відводу, які до порушення були задіяні в сільсько-
господарській промисловості, можуть бути рекультивовані лише на 50% для попереднього
використання. У статті приведена розроблена технологія формування відвалів із загальною
поверхнею, яка дозволяє підвищити ефективність рекультиваційних робіт при розробці бі-
льшості горизонтальних родовищ.
Ключові слова: відкрита розробка, рекультивація, відвал
Abstract. Mining of open pit exerts a huge negative impact on the environment. Maximal impact is
subjected to land, which before mining, as a rule, were used in human activities. Each year, only 80% of
total area disturbed by mining operations are restored.
The topicality of the issue is amplified by the fact that the existing technological reclamation
scheme can only partially restore a disturbed land in order to use it as it was used before the man-
caused disturbance. Thus, agricultural lands which were allotted for and disturbed by mining can be
reclaimed only by 50% of the original use. The article presents a new technology of forming dumps
with a common surface area, which can improve efficiency of reclamation works at mining a great
majority of horizontal deposits.
Key words: open cast mining, reclamation, dump.
Статья поступила в редакцию 11.09.2013
Рекомендовано к публикации д.т.н. В.И. Симоненко
|