Контроль характеристик пустых и вмещающих пород при формировании отвалов с целью моделирования участков с потенциально высоким содержанием полезных компонентов на примере угольного месторождения
Введение
Имеющаяся в мировой практике ситуация в области обращения с отходами в горноперерабатывающей промышленности приносит экологический ущерб, который может нанести значительный вред климату и окружающей среде. Залежи угля, которые остаются после добычи полезных ископаемых, могут оказывать разрушительное воздействие, приводя к загрязнению воздуха и воды, эрозии почвы и другим формам разрушения.
Отходы горного производства являются источником накопления металлов, химических примесей, радиоактивных соединений. Накопление отходов промышленности может способствовать глобальному потеплению, выбрасывая в атмосферу большое количество углекислого газа.
Предприятиям важно понимать, какое влияние промышленные отходы оказывают на окружающую среду, и предпринимать шаги по его уменьшению. Например, это может включать в себя внедрение более эффективных методов управления отходами, таких как переработка или ком
Содержание
Введение 8
1 Управление экологической нагрузкой породных отвалов на этапе формирования 10
1.1 Влияние породных отвалов на окружающую среду 10
1.2. Взаимосвязь грунтовых и атмосферных вод с породами отвала 12
1.3. Водопроницаемость отвалообразующих пород 15
Выводы 18
2. Геологическая характеристика Соколовского каменноугольного месторождения 20
2.1. Характеристика района расположения месторождения 20
2.2. Геологическая характеристика района расположения участка недр «Октябрьский» Соколовского каменноугольного месторождения 23
2.3. Стратиграфия и литология 26
2.4. Характеристика угольных пластов 27
2.5. Элементный состав, теплота сгорания, содержание серы и фосфора, химический состав золы углей 30
2.6. Физико-механические свойства пород 31
2.7. Содержание попутных полезных ископаемых, ценных и токсичных элементов 36
Выводы 37
3. Горнотехнологическая характеристика Соколовского каменноугольного месторождения 40
3.1. История освоения 40
3.2. Система разработки 41
3.3. Система вскрытия участка 43
3.4. Отвалообразование 45
3.5. Устойчивость отвалов 48
Выводы 51
4. Построение модели породного отвала с учетом фильтрационных свойств отвалообразующих пород 54
4.1. Создание фактической модели отвала 54
4.2 Построение предлагаемой модели 60
4.3 Сопоставление моделей отвала с реальными и предлагаемыми характеристиками 62
5 Оценка полученных результатов 64
5.1 Перспективные направления использования отвалов и выработанного карьерного пространства 64
5.2 Предлагаемые технические решения 68
Заключение 71
Список литературы 75
Список использованных источников
1. Новый виток в истории освоения техногенных россыпей. — Текст : электронный // Золотодобыча : [сайт]. — URL: https://zolotodb.ru/article/11441 (дата обращения: 04.05.2022)
2. Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е. Адаптация разделительных процессов обогащения полезных ископаемых к техногенному сырью: проблемы и решения // Обогащение руд. 2012. № 5. С. 43–50
3. Долгополова Н.В., Головастикова А.В., Глебова И.В., Батраченко Е.А. ТРАНСФОРМАЦИЯ СВОЙСТВ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД ПОД ВЛИЯНИЕМ ВЫВЕТРИВАНИЯ И ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/transformatsiya-svoystv-vskryshnyh-porod-pod-vliyaniem-vyvetrivaniya-i-pochvoobrazovaniya (дата обращения: 08.01.2023).
4. IFC/World Bank (December 2007) “Environmental, Health and Safety Guidelines for Mining”. http://www.ifc. org/ifcext/sustainability.nsf/AttachmentsByTitle/gui_EHSGuide-lines2007_Mining/$FILE/Final+-+Mining. pdf, , Руководство по оценке отчетов ОВОС горнорудных проектов
5. Бахаева С.П., Гурьев Д.В. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТА КОТЛОВАНА ПОД ПРОМЫШЛЕННУЮ ПЛОЩАДКУ ШАХТЫ // ГИАБ. 2021. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-ustoychivosti-borta-kotlovana-pod-promyshlennuyu-ploschadku-shahty (дата обращения: 07.01.2023)
6. Б.А. Храмцов, М.В. Бакарас, А.С. Кравченко, М.А. Корнейчук УПРАВЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ОТВАЛОВ РЫХЛОЙ ВСКРЫШИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КАРЬЕРОВ КМА
7. Иовчев Р. И., Павленко Г. К., Рохлин Л. И. и др. Влияние разработки месторождений полезных ископаемых на состояние подземной гидросферы // Подземные воды и эволюция литосферы.- М.: Наука, 1985.- Т. 1.
8. Jackson L. E. A summary of water chemistry data for undisturbed coal-bearing watersheds and a synoptic survey of open pit mine leachates, Southern Rocky Mountains, Alberta and British Columbia // Papers of the Geological Survey of Canada, 1982-N 82-IB.
9. Левкин Н. Д., Мухина Н. Е. Влияние породных отвалов угольных шахт на состояние окружающей среды // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2011. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-porodnyh-otvalov-ugolnyh-shaht-na-sostoyanie-okruzhayuschey-sredy (дата обращения: 30.12.2022).]
10. Федотова А. С. Содержание тяжелых металлов в отвалах, образованных вскрышными породами на угольных разрезах // ГИАБ. 2006. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/soderzhanie-tyazhelyh-metallov-v-otvalah-obrazovannyh-vskryshnymi-porodami-na-ugolnyh-razrezah (дата обращения: 08.01.2023).
11. Matthess G. et al. Effects of coal mine wastes of Nordrhine Westphalia on groundwater// IAHS Publ.- 1982.- N 139.
12. Баньковская В.М., Максимович Н.Г. Геохимические изменения природной среды в районах разм
Существуют различные подходы к использованию пород отвалов в зависимости от экономической целесообразности их переработки и возможных направлений дальнейшего их использования. Так, в работе [29] предложено три принципиальных вида использования техногенного сырья:
1) извлечение полезных компонентов путём переработки ТС;
2) использование в качестве строительного материала с дополнительной переработкой ТС;
3) использование в качестве строительного материала без переработки.
Применительно к отвалам Пермяковского разреза использование в качестве строительных материалов как в исходном виде (3), так и с дополнительной переработкой (2) невозможно, поскольку из-за неустойчивости физических характеристик использование вмещающих пород в качестве самостоятельного полезного ископаемого невозможно. При этом содержание полезных компонентов по результатам опробования находится на достаточно низком уровне, значит, доизвлечение полезных компонентов также является нецелесообразным.
В работе [30] предлагают друго