Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование технологии высотного складирования пород-отходов при разработке калийных месторождений Комаров Юрий Альбертович

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Комаров Юрий Альбертович. Обоснование технологии высотного складирования пород-отходов при разработке калийных месторождений: диссертация ... кандидата Технических наук: 25.00.22 / Комаров Юрий Альбертович;[Место защиты: ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский горный университет], 2016

Введение к работе

Актуальность темы. Добыча и переработка руды связана с образованием значительного количества пород-отходов. Накопление отходов негативно влияет на окружающую природную среду; степень этого влияния зависит от состава руды и сопутствующих пустых пород, рельефа местности и климата, текущего состояния окружающей среды и способности экосистемы к саморегуляции. Наибольшее влияние на количество и состав образующихся отходов, а также на экологическую нагрузку в регионе работ оказывают состав руды и ее разубоживание, технология добычи и применяемое оборудование, процессы обогащения и концентрирования, а также способы складирования отходов и места их локализации.

При переработке минерального сырья на предприятиях, выпускающих хлористый калий, образуются значительные количества твердых галитовых отходов (солеотходы) и глинисто-солевых шла-мов. Выпадающие на поверхность солеотвала атмосферные осадки в виде дождя и снега выщелачивают из объема отходов растворимые соли, что приводит к образованию избыточных рассолов. Наблюдается устойчивая тенденция к дальнейшему росту объемов хранилищ для отходов. Складирование галитовых отходов на поверхности земли наносит экологический ущерб окружающей среде, приводит к изъятию значительных площадей из оборота.

В связи с тем, что солеотвалы являются источниками вторичного загрязнения окружающей среды, требуется разработка конструктивных технических решений по противофильтрационной защите основания в условиях высокого давления и агрессивного воздействия солевых рассолов.

Безопасность производства отвальных работ в значительной степени зависит от устойчивости откоса отвальных ярусов, поэтому высота отвального яруса, при которой обеспечивается необходимая устойчивость его откоса, должна устанавливаться индивидуально для каждого горнодобывающего предприятия и различных типов вскрышных пород и способов механизации отвальных работ. Увеличивать высоту отвального яруса без достаточного обоснования недопустимо и небезопасно. Обоснование и разработка технологии вы-

сотного складирования солеотходов при разработке калийных месторождений является актуальной научной задачей.

Цель работы. Обоснование и разработка технологии высотного складирования солеотходов при разработке калийных месторождений, с учетом поддержания необходимой устойчивости откоса, позволяющей повысить эффективность, безопасность и экологич-ность отвальных и рекультивационных работ

Идея работы. Обоснование и разработка технологии высотного складирования пород-отходов при разработке калийных месторождений должно базироваться на разработанных методах и технологических схемах отвалообразования, обеспечивающих увеличение приемной способности, уменьшение удельной землеемкости, повышение эффективности и безопасности.

Основными задачами работы являются:

Анализ и обобщение методов и технологий складирования пород-отходов горнотехнической рекультивации при разработке калийных месторождений.

Обоснование оптимального способа складирования для проектируемого направления рекультивации солеотвалов, определяемых характеристикой техногенных условий нарушенных земель и сложностью их подготовки.

Определение оптимальных параметров галитовых отвалов на горнотехническом этапе рекультивации при реализации различных способов и последовательности проведения нарушенных горными работами земель.

Разработка методов складирования шламов на территории галитовых отвалов.

Определение высоты отвалов, углов откосов и формы рекультивируемых участков с учетом устойчивости слагающих пород и направления последующего использования рекультивируемой поверхности.

Научная новизна:

1. Установлена аналитическая зависимость для определения оптимальной высоты отвалов пород-отходов при разработке калийных месторождений.

  1. Выявлена степень влияния параметров и показателей отва-лообразования на высоту складирования пород-отходов при разработке калийных месторождений, определенную по установленной зависимости, учитывающей геологические, технико-экономические и организационные факторы.

  2. Получены аппроксимирующие зависимости относительных оседаний солеотходов от высоты отвала с течением времени.

Основные защищаемые положения:

  1. При складировании отвалов галитовых отходов целесообразно применять разработанную технологию гидронамыва, обеспечивающую повышение эффективности, выполнение рекомендаций к морфологии, улучшение условий и организации на горнотехническом этапе рекультивации, упрочнение основания солеотвала под действием медленно возрастающей нагрузки массива, снижение капитальных затрат из-за меньшей длины конвейерных трасс, рациональное использование площади солеотвала.

  2. Определение относительных оседаний солеотходов должно проводиться по разработанной методике, на основании результатов проведения лабораторных опытов, позволяющей при строительстве на солеотвалах конвейерных эстакад и перегрузочных узлов осуществлять обоснованный выбор времени строительства сооружений, повысить эффективность планирования рекультивационных работ.

  3. На горнотехническом этапе рекультивации солеотвала параметры и форма выположенных откосов должны соответствовать условиям выбранного направления рекультивации и противоэрози-онным условиям, обеспечивающим сокращение горнопланировочных работ, повышение эффективности и безопасности горных работ.

Методы исследований: Общей теоретической и методологической основой работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение фундаментальных исследований авторов в области проектирования калийных предприятий. В качестве основных методов исследований использовались геоинформатка и моделирование на персональных компьютерах; системный анализ при исследовании параметров галитовых отвалов; методы математической ста-

тистики, теории вероятностей, классические экономические и финансовые теории и методы рыночной модели хозяйствования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных научных методов исследования, математического моделирования с использованием персональных компьютеров; обширным привлечением проектных и фактических материалов работы отечественных и зарубежных предприятий-аналогов; использованием информации о развитии рынков минерального сырья; внедрением результатов исследований в проектирование и планирование горных работ на калийных предприятиях.

Практическая значимость работы:

Обоснованы рациональные параметры технологической схемы складирования пород-отходов в условиях разработки калийных месторождений, обеспечивающие увеличение приемной способности, уменьшение удельной землеемкости и объемов работ горнотехнического этапа рекультивации, улучшение экологической ситуации в регионе, повышение эффективности и безопасности отвальных работ. Предложен способ совместного складирования солеотходов и шламов на одной территории.

Методики и проектные решения, полученные в результате исследований, могут быть внедрены при проектировании и планировании горных работ на предприятиях калийных месторождений, в частности, Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей, в учебном процессе при подготовке специалистов горного профиля в Национальном минерально-сырьевом университете «Горный».

Личный вклад автора заключается в постановке цели и формулировании задач, в выборе объектов исследования, в разработке методов складирования шламов на территории галитовых отвалов, в обосновании оптимального способа складирования для проектируемого направления рекультивации солеотвалов, определяемых характеристикой техногенных условий нарушенных земель и сложностью их подготовки.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований внедрены при проведении предварительной стадии проектирования «Разработка мероприятий по уменьшению источника

рассолообразования» для Половодовского калийного комбината, строительство которого намечено на 2017 год. Основные положения диссертации в целом и отдельные ее положения докладывались, обсуждались и получили одобрение на: IV Международной научно-практической конференции «Перспективы инновационного развития угольных регионов России» (г. Прокопьевск, 2014 г.), V международной научно-практической конференции «Инновационные направления в проектировании горнодобывающих предприятий» (г. Санкт-Петербург, 2014 г.). Получен патент на изобретение от 07.05.2013 RU 2524716 C1.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, 4 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 162 страницы, 27 таблиц, 41 рисунок и список литературы из 157 наименований.

Автор выражает глубокую признательность за всестороннюю помощь в работе над диссертацией М.А. Маринину и Б.А. Борзаков-скому.