Геомеханическое обоснование рекультивации отвала «Центральный» Кадыковского месторождения флюсовых известняков

Для сокращения потерь грунта, улучшения качества создания водонепроницаемого ядра в теле дамбы предлагается использование передвижных сгустителей, которые позволяют повысить концентрацию гидросмеси в формирующей откосы гидротранспортной системе с 10-15 до 85-90 % по объему [4]. Такая схема предусматривает намыв «ядра» дамбы из глинистых и пылеватых фракций, а откосов - из песчаной, которые укладываются в тело дамбы, не растекаясь, что обеспечивает технологические преимущества при производстве работ средствами гидромеханизации (рис. 1).

Сгуститель состоит из гидроциклона, вертикально устанавливаемого на базе трактора или экскаватора, в нижней части которого закреплен грунтосборник. Недостатком данной конструкции является попадание вместе с легкой фракцией растительных включений, которые значительно ухудшают качество намыва ядра дамбы. Для решения данной проблемы было разработано устройство для очистки пульпы от органических включений.

Устройство для очистки пульпы от органических включений состоит из входного и выходного патрубков, вогнутой пластины с продольными отверстиями, размещенной между патрубками, и очистителя, установленного над пластиной. Очиститель выполнен в виде нескольких лопастей, связанных посредством спиц с осью, с возможностью вращения и снабжен серповидными захватами, жестко за-

1. Гальперин А.М., Дьячков Ю.Н. Гидромеханизированные природоохранные технологии. - М.: Недра, 1993. - 252 с.

2. Прохоренко М.В., Федорова ИМ. Гидромеханизированная защита Квасниковской отмели Волгоградского

водохранилища. Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр: материалы Второй международной конференции. - М.: РУДН, 2003. - С. 386-388.

крепленными на внешней кромке лопастей, причем эти захваты расположены напротив продольных отверстий пластины. Очиститель включает также несколько ножей расположенных между захватами. Они могут иметь форму, идентичную форме захватов, причем вогнутости ножей и захватов направлены навстречу друг другу до прохождения захватов через ряд ножей. Такое выполнение ножей позволяет, как направить перемещаемые захватами органические включения в бункер, так и предварительно разрезать их на части, равные расстоянию между ножами в ряду.

Включение в технологическую цепочку сгустителей с устройством, обеспечивающим непрерывную очистку пульпы от органических включений, позволило улучшить качество формирования противофильтрационного ядра намываемой дамбы, снизить необходимый для реализации проекта объем разработки грунта (1044 тыс. м3), что достигается главным образом за счет сокращения потерь грунта (на 65,3 % от первоначального), уменьшить экономические затраты производства намывных работ.

Проектом предусмотрены природоохранные мероприятия с целью сведения к минимуму влияния выполняемых работ на основные компоненты биогеоценоза Волгоградского водохранилища. Укрупненные расчеты экономической эффективности свидетельствуют о целесообразности реализации проекта.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Инженерно-геологическое обоснование и разработка природоохранной технологи возведения намывных сооружений на объектах треста «Гидромеханизация» Минэнерго СССР. Отчет по НИР. - М.: МГИ, 1990.

4. Егоров В.Н., Каменецкий В.Л., Харченко С.Л., Штин СМ. Научные и практические достижения в области гидромеханизации. Под ред. докт.техн.наук., проф. И.М. Ялтанца. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. - 499 с.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------

Прохоренко Мария Владимировна— бакалавр, Московский государственный горный университет.

Уваров Михаил Петрович — технический директор ОАО «КМАГидромеханизация».

------------------------------------------------------------ © Т. С. Мошкина, 2004

УДК 622.831

Т.С. Мошкина

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОТВАЛА «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ» КАДЫКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ФЛЮСОВЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ

Семинар № 1

АО «Балаклавское рудоуправление

О им. А.М. Горького» ГАК «УКРРУД-ПРОМ» расположено в Балаклавском районе г.Севастополя, с которым связано асфальтированной шоссейной дорогой, в 8 км от железнодорожной станции Инкерман Приднепропет-ровской железной дороги.

Район разрабатываемых месторождений расположен в крайней юго-западной части главной гряды Крымских гор. В геологическом строении его принимают участие отложения Таврической серии (триас - нижняя юра), слагающие основания изученного разреза, затем следуют глинистые сланцы средней юры. Выше по разрезу с размывом и угловым несогласием залегает комплекс отложений верхней юры, представленной оксфорд-лузитанским, кимериджским и титонским ярусами. Известняки верхней юры трансгрессивно перекрываются песчано-глинистыми отложениями и конгломератами нижнего мела, а к северо-западу района - верхнего мела и неогена. Довершают геологический разрез маломощные отложения четвертичной системы, распространенные преимущественно в пониженных частях рельефа и на склонах возвышенностей (1).

Рудоуправлением разрабатывается два месторождения высококачественных известняков: Псилерахское и Западно-Кады-ковское. В 2003 г. планируется геологическое изучение и опытно-промышленная разработка Караньско-го месторождения (Западно-Псилерахский участок).

На каждом из месторождений разработка ведется открытым способом с буровзрывной подготовкой пород к выемке и вывозом добытого полезного ископаемого автотранспортом на ДОФ. Кондиционные известняки доставляются автотранспортом к приемным устройствам корпуса крупного дробления. Некондиционные известняки складируются в обособленных отвалах с последующим их использованием для строительства.

Вскрышные породы удаляются в процессе добычи известняка отдельно и вывозятся на внешние отвалы (рис. 1).

Балаклавское месторождение флюсовых известняков представляет собой обособленные возвышенности, четко выделяющиеся в рельефе. До начала разработки отметки высот составляли 165-250 м. Общая площадь нарушенных земель горными работами на 01.01.01 г. составляет 414 га, с вводом в эксплуатацию рудника и ДОФ на базе месторождения известняков горы Г асфорт - до 500 га.

Нарушенные земли представлены многоуступными карьерами глубиной 100-200 м, с предохранительными бермами в отработанных блоках от 5 до 10 м, которые в результате вскрышных работ на карьере и непрочности известняков сильно обрушаются, создавая сплошную осыпь бортов карьера с результирующим углом до 45 град., а также 2-4 ярусными отвалами высотой до 60 м.

Отвалы отсыпаются терассами с шириной берм 10-30 м и откосами под естественным углом 30-40 град. Отвалообразование вскрыши с горизонтов +50 м и +60 м производится на внутрикарьерный отвал, расположенный в выработанной западной и восточной частях карьера.

В настоящее время предусматривается рекультивация 64 га существующих и проектных поверхностей и берм отвалов вскрышных пород и выработанных пространств карьеров.

На всех карьерных отвалах рудоуправления применяются бульдозерные отвалообразования с периферийным способом развития отвалов и кольцевым развитием автодорог.

Сложные инженерно-геологические условия разработки обусловливают повышенные требования к геомеханическому обеспечению безопасных условий производства отвальных работ.

На отвалах устраивается главная подъездная дорога и разгрузочная площадка, которая непосредственно подходит к кромке отвала и

располагается за пределами призмы обрушения.

Разгрузочная площадка по всему фронту разгрузки имеет обратный поперечный уклон (от бровки откоса в глубь отвала) не менее 3 градусов. По всей протяженности кромки отвала создается породный вал не менее 1 метра высотой и не менее 1.5 метра шириной. Выбору участков для размещения отвалов предшествуют инженерно-геологические изыскания.

В густонаселенной пригородной курортной зоне г. Севастополя и Балаклавы земли, нарушенные горными работами (отвалы и выработанные пространства карьеров), при горнотехническом этапе рекультивации подготавливаются для биологического освоения под лесные насаждения. Характер создаваемых насаждений - озеленительный.

В основу выбора направления рекультивации земель по Балаклавскому рудоуправлению положены технические условия, с учетом анализа следующих факторов:

- природные условия района (рельеф, геология, климат, классификация вскрышных по-

родХ

- хозяйственные, социально-экономи-

ческие и санитарно-гигиенические условия;

- технология горных работ;

- экономическая целесообразность и социальный эффект рекультивации.

Важнейшей задачей горнотехнической и биологической рекультивации является обеспечение устойчивости техногенных массивов и защита восстановленных земель от воздействия эрозионных процессов.

Особенно сильно подвержены воздействию водной эрозии откосы большой крутизны, не имеющие растительного покрова. Для предупреждения поступления с рекультивированных площадей поверхностного стока на откосы вдоль верхней бровки отвалов создается вал высотой 0.7м. На уступах отвалов водосдерживающие валы не создаются. Создание лесных насаждений на поверхности и бермах отвалов будет предохранять их и от ветровой эрозии.

При ведении работ по рекультивации важно учитывать вопросы устойчивости отвалов, особенно находящихся на наклонном основании. Так, если коэффициент запаса устойчивости 7] больше нормативного для данных условий, то откос устойчив и возможно увеличение угла откоса или высоты отвала, что дает увеличение вместимости сооружения и, как следствие, снижение его землеемкости.

Если коэффициент запаса устойчивости равен нормативному, то откос устойчив, его конфигурация и параметры оптимальны, но необходимо учитывать возможные дополнительные нагрузки и факторы, ослабляющие откос. Если же коэффициент запаса устойчивости меньше нормативного, то необходимо предусмотреть мероприятия по обеспечению устойчивости откоса (2).

В МГГУ разработана специальная программа, позволяющая рассчитывать оптимальный коэффициент запаса устойчивости уступов методом алгебраического суммирования и методом многоугольника сил. Расчет коэффициента устойчивости откосных сооружений производится в зависимости от присутствия воды для случаев необводненного, обводненного и подтопленного откосов (2).

Применительно к условиям отвала «Центральный» при помощи программы рассчитан коэффициент устойчивости уступов рекультивируемого отвала на наклонном основании для не-обводненного откоса (рис. 2).

Рекультивируемый отвал «Центральный» сложен глинистыми сланцами, отходами ДОФ. Нарезка террас выполняется бульдозером Т-500 и осуществляется послойным снятием отвальных пород и сбросом отвальной массы по откосу вниз. На рабочей площадке нарезаемых террас механизмы размещаются за возможной призмой обрушения (призма обрушения 1.5-2.0 м). Минимальная ширина рабочей площадки террасы 8-10 м.

Расчет показывает, что коэффициент запаса устойчивости по наиболее слабому с геомеха-нических позиций профилю равен 2.3991, что свидетельствует об устойчивости отвала и пригодности его для последующей рекультивации (рис. 2). В тоже время высокий п (нормативный коэффициент пн =1.25) позволяет повысить высоту отвала с Н и 44 м до Н и 50 м посредством формирования еще одного яруса при параллельной рекультивации отвалов. Все работы должны сопровождаться геомеханиче-ским контролем безопасности ведения отвало-образования маркшейдерской службой карьера, а при появлении признаков оползневых деформаций работы должны быть прекращены до разработки и утверждении специальных мер.

Эффективность рекультивации земель заключается не только в восстановлении земельных ресурсов как основного средства производства сельскохозяйственного продукта, но и в формировании здорового ландшафта, созда-

нии зон отдыха. Лесные насаждения будут ной и ветровой эрозии, а также оздоровлять и

предохранять рекультивируемые земли от вод- украшать ландшафт местности.

------------------------------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проект рекультивации Кадыковского место- 2. Гальперин А.М. Геомеханика открытых гор-

рождения известняков, - Киев, УКРРУДПРОМ, 2002. ных работ. - М.: Изд-во МГГУ, 2003 - 473 с.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------

Мошкина Татьяна Сергеевна — студентка, кафедра «Инженерная защита окружающей среды», Московский государственный горный университет.

-------Ф

^-------

--------------------------------------- © О.В. Кандалинцева,

Ю.В. Кириченко, 2004

УДК 622.014.3:502.76

О.В. Кандалинцева, Ю.В. Кириченко ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЛОБАЛИЗАЦИИ

Семинар № 1

ГГ од термином глобализация подразумевают как всеобщие проблемы, затрагивающие мир в целом, так и последствия интеграционных процессов в виде становления единого мирового рынка, свободного движения товаров и капитала, а также распространения информации.

На данный момент многие последствия техногенного воздействия на окружающую среду приобрели необратимый характер, имеют вселенские масштабы и носят невосполнимый ущерб природным системам и человеку. Такие явления получили название «глобальные экологические проблемы» и в их перечне не последнее место занимает продолжающееся накопление на поверхности суши ядовитых и радиоактивных веществ, бытового мусора и промышленных отходов, возникновение вторичных химических реакций во всех средах с образованием токсичных веществ.

Принципиальную схему взаимосвязи рассматриваемых процессов можно представить в следующем виде (рис. 1).

Глобализация предопределяет развитие промышленного производства, что влечет за

собой рост площадей нарушенных горными работами, транспортными коммуникациями, энергетическими и др. объектами земель, а также площадей, отведенных под застройки и отходы различного происхождения.

Промышленные и бытовые отходы могут складироваться во временные и постоянные сооружения или перерабатываться и утилизироваться. В первом случае, дальнейшее развитие уровня промышленного производства (НТП) может предопределять использование ранее образованных хранилищ для переработки или в качестве техногенного месторождения.

Более подробно хотелось бы остановиться на упаковочных материалах, многие из которых сейчас «вечны»: полиэтиленовый пакет разлагается более 200 лет, пластмасса - 500 лет, стекло - более 1000 лет. Так, к примеру, если расставить в ряд одноразовые стаканы, использованные за год, они опояшут Землю по экватору 463 раза. Этот пластик не разлагается в природе, а при его производстве из дорогостоящей нефти в атмосферу выделяются хло-руглероды, разрушающие озоновый слой.