Анализ способов консервации объектов по добыче угля

© Б.Л. Тальгамер, Е.А Коробкова, 2010

УДК 622.271.3:622.88

Б.Л. Тальгамер, Е.А. Коробкова

АНАЛИЗ СПОСОБОВ КОНСЕРВАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПО ДОБЫЧЕ УГЛЯ

Приведены результаты полевых исследований по консервации объектов по добыче угля с затоплением выработанного пространства. Даны предложения по совершенствованию этого способа консервации.

Ключевые слова: консервация объектов, добыча угля, откосы затопленных отвалов.

Семинар № 17

ЖЭ результате реструктуризации

-Я.З угольной промышленности с адаптацией предприятий к рыночной экономике в 90-х и начале 2000-х годов из-за падения спроса на уголь и появления конкуренции многие уголь-ные разрезы были закрыты, а объекты угледобычи законсервированы.

Так, например, только по Иркутской области за 2005-2007 годы было законсервировано семь объектов: участок «Южный» ОАО «Разрез Тулунский»; участок ЦЭП-1 и ЦЭП-2 (блок 1) Азейского месторождения; III и IV эксплуатационные площади и участок «Восточный» разреза «Азейский», горные выработки разреза «Черемховский». Сроки консервации всех объектов не превышают 10 лет и заканчиваются в 2010-2013 годах.

Консервация объектов осуществлялась либо «сухим», либо «мокрым» (с затоплением пласта угля) способами. Выбор способа консервации в основном определялся расположением уровня грунтовых вод относительно пласта полезного ископаемого. При этом «мокрый» способ оказывался, как правило, более простым и дешевым. Кроме того, «мокрый» способ консервации обеспечивает более надежное предохранение угля от окисления и сохраняет его качество.

Немаловажным фактором является и то, что при «мокром» способе консервации практически предотвращается не-

санкционированная добыча угля, которая имеет место при «сухом» способе. Отсутствие охраны законсервированных участков довольно часто приводит к хищениям угля как с использованием землеройно-транспорт-ного оборудования, так и без него. При этом не столько опасны потери угля, сколько возможные и случающиеся обрушения подкопанных бортов и как следствие травматизм нарушителей.

Еще одним достоинством «мокрого» способа консервации являются низкие затраты на его осуществление. По большинству законсервированных «мокрым» способом объектов расходы были минимальными.

Согласно проекту, выполненному проектно-конструкторским бюро ОАО «Сибирская угольная энергетическая компания», объем земляных работ по «сухой» консервации горной выработки № 1 участка «Артем ГУ-А» разреза «Черемховский» составляет 366,4 тыс. м3 (в том числе подсыпка почвы пласта 123,2 тыс. м3, изоляция угольного пласта 238,6 тыс. м3, отсыпка удерживающего вала - 4,6 тыс.

3

м), а по «мокрой» консервации соседней горной выработки № 2 объем по отсыпке ограждающего вала составил всего 6,0 тыс.

3

м.

Вместе с тем, следует отметить, что если по рекультивации нарушенных земель разработано достаточно большое ко-

Профиль 4-4

Масштаб 1:500

ч м

і//у'Л//;

Рис. 1. Сечение затопленной выработки №2 поля «Артем IV-А» разреза « Черемховский» по результатам полевых исследований 2007 г

личество инструкций как для различных подотраслей горнодобывающей промышленности, так и для разных географических и климатических районов, то для работ по консервации какая-либо инструктивно-нормативная документация практически отсутствует. Хотя, можно предположить, что в зависимости от сроков консервации, состава пород, горнотехнических условий залегания ископаемого и расположения горных выработок требования к параметрам консервируемого объекта должны существенно отличаться. Поэтому часто бывает трудно согласиться с минимальными объемами работ по «мокрому» способу консервации.

Полевые исследования, выполненные на законсервированной «мокрым» способом горной выработке № 2 участке поля «Артем ГУ-А» разреза «Черемховский», показали, что вновь созданный в карьере водоем мог бы использоваться для отдыха населения и даже рыбалки [1]. Из-за отсутствия вблизи других водоемов затопленная выработка вопреки требованиям безопасности используется для купания. При этом условия для этого далеко не благоприятные. Негативными факторами являются состав воды и постоянно продолжающаяся эрозия бортов.

Согласно проекту консервации откосы затопленных отвалов были оставлены с углом 37°, а откосы рабочего борта карьера сформированы под углом 55°. За пять лет консервации откосы отвалов практически сохранили свой уклон, а откосы бортов карьера выположились до угла 45° за счет размыва пород ливневыми и талыми водами с одновременным заиливанием дна водоема и засыпкой интенсивно развивающейся водной растительности [1]. Несмотря на небольшую площадь зеркала водоема (47 тыс. м2), процесс волнообразования также внес свою негативную лепту в разрушение бортов откосов вдоль береговой линии (рис. 1), что в свою очередь способствовало дальнейшему их осыпанию. Постоянно продолжающаяся эрозия бортов на протяжении уже 6 лет препятствует их самозарастанию, способствует загрязнению и заиливанию водоема и как следствие препятствует развитию водной флоры и фауны.

Учитывая то, что намеченный срок окончания консервации в 2013 году может быть перенесен на более отдаленные годы и высока вероятность ликвидации данного объекта, консервацию целесообразно было бы проводить с исключением эрозионных процессов, что позволило бы усилить естественное самовосстановление растительности по берегам водоема и под водой. Поэтому при консервации следует руководствоваться требованиями по предотвращению эрозионного процесса. В первую очередь это касается выполажи-вания бортов с исключением оврагообра-зования.

При кратковременных сроках консервации (до 5 лет) борта выработки и склоны отвалов следует оставлять с устойчивыми углами откосов, что

Рис 2. Схемы к расчёту объёма работ по выполаживанию бортов затапливаемой выработки при кратковременной консервации (а); при консервации на длительный срок (б):

У///// - пласт угля; |------1 - контур нарушенной поверхности до консервации

предотвратит их обрушение, осыпание, оползание и уменьшит эрозионные процессы, связанные с размывом и выветриванием и, как следствие, усилит самоза-растание. Для пород разреза «Черемхов-ский» устойчивый угол бортов составляет 45°, устойчивый угол откосов отвалов -37°. Для предотвращения волновой эрозии бортов и откосов следует выполнить вы-полаживание береговой линии до угла 810°. Пляжная зона выполаживается на длину вкатывания волн, а подводная часть до глубины 2 м, чтобы предотвратить возможные несчастные случаи с людьми, зашедшими в воду. Для условий созданного техногенного водоема максимальная высота волны составит 0,72 м, а высота ее вкатывания 0,3 м. Отсюда, ширина пляжной зоны должна быть не менее 2,0-2,2 м.

Исходя из обоснованных выше требований, сечение законсервированной «мокрым» способом выработки приведено на рис. 2, а. При этом объем работ по консервации составит около 150 тыс.м3.

При консервации на сроки более пяти лет выполаживание бортов и откосов целесообразно производить исходя из минимальных требований к рекультивации природозащитного направления.

Применительно к условиям консервации выработки N° 2 поля «Артем ГУ- А»

разреза «Черемховский» выполаживание бортов выше уровня грунтовых вод целесообразно было бы произвести (в соответствии с требованиями горнотехнической рекультивации к землям, оставляемым под самозарастание) до угла откоса 23°, а ниже уровня воды до глубины двух метров до угла 7-10° (рис. 2, б). При этом расчетный объем работ по выполаживанию бортов карьера и откосов отвалов вдоль наиболее глубокой части водоема составил бы около 250 тыс. м 3, что примерно соответствует объему работ при «сухом» способе консервации.

Таким образом, «мокрый» способ консервации с учетом предотвращения эрозионных и аккумулятивных процессов вдоль береговой линии при относительно небольшом увеличении объемов земляных работ позволяет сократить негативное воздействие объекта консервации на окружающую среду и повысить его экологическую безопасность.

Научно-исследовательским и проектным организациям, связанным с горнодобывающей отраслью, следует обратить внимание на необходимость разработки требований к консервации горных выработок в зависимости от сроков, а также горнотехнических условий и с учетом необходимости повышения экологической чистоты консервируемого объекта.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коробкова Е.А. Результаты исследований мокрого способа консервации угольного разреза / Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири - Иркутск: РИО ИрГТУ. - 2008. -С.5-7 ЕШ '

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

Тальгамер Б.Л. - профессор, доктор технических наук, декан горного факультета Иркутского государственного технического университета E-mail: gor@istu.edu.

Коробкова Е.А. - зам. директора по учебной работе Черемховского государственного горнотехнического колледжа, E-mail: cheremgtk@mail.ru.