Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА

Климашевский, Юрий Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА"

На правах рукописи

УДК 622.25: 624.13

КЛИМАШЕВСКИЙ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ ГИДРООТВАЛЬНО-ХВОСТОВЫХ ХОЗЯЙСТВ СТАРО-ОСКОЛЬСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА КМА

Специальность 25.00.16 - «Горнопромышленная и нефтегазолромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

(МГГУ)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Мосейкин Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Казикаев Джек Мубаракович кандидат технических наук Киянец Александр Васильевич

Ведущее предприятие - трест «Энергогидромеханизация» (г. Москва)

Защита диссертации состоится « 24 » июня 2009 г. в « 13 » час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.04 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект,6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан ««¡Г» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Бубис Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Горно-обогатительными комбинатами черной металлургии России уложено с помощью гидротранспорта свыше 2,5 млрд. м3 хвостов и 1 млрд. м3 воды и ежегодно укладывается более 100 млн. т. хвостов. Гидроотвалы горных предприятий РФ содержат более 1,5 млрд. м3 вскрышных пород. Площадь, занятая только гидроотвалами и хвостохранилищами КМА, составляет около 5000 га.

Действующие намывные горнотехнические сооружения Лебединского. ГОКа (ЛГОКа), хвостохранилище (проектная площадь 1766 га, выход хвостов до 19,4 млн. м3 в год, максимальная высота 95м) и гидроотвал меловых пород вскрыши с песчаной ограждающей дамбой из вскрышных пород (проектная площадь 330 га, укладываемый объем гидровскрыщи до 6 млн.м3/год, максимальная высота 45м), формируют единое гидроотвально-хвостовое хозяйство ЛГОКа, создание которого направлено на рациональное складирование хвостов, снижение безвозвратных потерь воды путем посекционного заполнения хвостохранилища и объединения прудов-осветлителей этих сооружений. К гидроотвально-хвостовому хозяйству ЛГОКа непосредственно примыкают меловой отвал и хвостохранилище Стойленского ГОКа (проектная площадь - 650 га, выход хвостов - до 9 млн. м3 /год, максимальная высота - 47 м), формируя «узел» объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА. Отходы обогащения комбината КМАРуда складируются в хвостохранилище ЛГОКа.

Совершенствование формирования гидроотвалов и хвостохранилищ - актуальная научно-практическая задача. Её решение позволяет обеспечить промышленную и экологическую безопасность намывных горнотехнических сооружений, сократить площади земельного отвода под эти объекты, осуществлять эффективное использование их поверхности. Разработка и внедрение рациональных технологий формирования намывных сооружений ЛГОКа осуществляется прежде всего их комплексным геологическим обеспечением, способами формирования, устойчивостью дамб при их наращивании за счет усиления откосных сооружений в сочетании с проведением дренажных мероприятий, максимальным использованием особенностей рельефа овражно-бапочной сети и учетом ряда других факторов.

Необходимость проведения работ в данном направлении определяется, принятыми в 1997г., Федеральными Законами №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» и №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», которые регулируют деятельность при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации гидротехнических сооружений.

обеспечивающих промышленную и экологическую безопасность высоких темпов наращивания существующих и рекультивации заполненных хвостохранилищ.

Идея работы - на основе комплексного мониторинга геологических, технологических и экологических параметров сооружений формируемого гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа производить оперативную оценку его состояния и возникающих гидрогеомеханических процессов на границе с меловыми отвалами СГОКа для своевременного изменения параметров отвалообразования с целью предотвращения возникновения негативных последствий.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработка геолого-технологического обоснования формирования гидроотвально-хвостовых хозяйств базируется на результатах натурных исследований техногенных фунтов и вмещающих их пород, наблюдениях за состоянием этих сооружений и оперативной оценке с применением удаленного гидрогеомеханического контроля и прогнозе устойчивости и уплотняемое™ отвальных массивов

2. Параметры ведения отвальных работ (интенсивность намыва и отсыпки, конструкция откосных сооружений, типы и расположение дренажных устройств) на гидроотвапах, хвостохранилищах и отвальных насыпях необходимо корректировать на основе мониторинга, включающего маркшейдерские, инженерно-геологические, геомеханические, гидрогеологические, литогеохимические и гидрогеохимические наблюдения за состоянием этих объектов. Важнейшими элементами мониторинга обводненных техногенных массивов являются натурные измерения порового давления и расчет коэффициента запаса устойчивости отвального сооружения.

3. Характеристики укладываемых масс могут регулироваться режимами гидротранспортирования, изменением параметров гидропереноса, а также добавлением тонкодисперсных глинисто-меловых (вскрышных) отложений.

4. Экологический мониторинг при формировании хвостохранилищ следует осуществлять путем литогеохимического мониторинга хвостов и перекрывающих их «экранов» - отложений различного состава и гидрогеохимического мониторинга прудковых, дренажных вод и донных осадков для оценки миграции токсичных элементов и их соединений и надежности консервации хвостов.

Научная новизна работы заключается в геолого-технологическом обосновании параметров отвальных сооружений, рационального состава гидросмеси при транспортировке раздельнозернистых абразивных материалов, экологической безопасности хранилищ отходов рудообогащения.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается:

- результатами проектных проработок рекомендуемых решений, основанных на результатах натурных и лабораторных исследований физико-механических и геомеханических свойств намывных отложений гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа и вмещающих их пород;

- сходимостью результатов расчетов и натурных экспериментов и наблюдений;

- положительной апробацией полученных результатов при обосновании параметров головной дамбы хвостохранилища и гидроотвала «Балка Суры» ЛГОКа;

внедрением рекомендаций на намывных сооружениях КМА.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий: анализ опыта возведения намывных горнотехнических сооружений и причин возникновения аварий на объектах России и ряда зарубежных стран; системно-структурный анализ строения гидроотвалов и хвостохранилищ; натурные и лабораторные исследования состояния и свойств намывных и насыпных техногенных отложений и пород их оснований; дистанционный контроль устойчивости откосных сооружений; гидрохимический анализ воды, водных и аммонийно-ацетатных вытяжек, донных осадков, а также методы теорий фильтрационной консолидации и предельного напряженного состояния и опытно-промышленные испытания разработанных рекомендаций на действующих отвальных сооружениях.

Научное значение работы состоит в установлении:

пространственно-временной изменчивости физико-механических свойств намывных отложений для получения надежной информации об их уплотняемости, несущей способности и устойчивости откосных сооружений;

целесообразности удаленного гидрогеомеханического контроля с заданной периодичностью замеров порового давления и расчетов коэффициента запаса устойчивости;

эффективности различных конструкций экранов, «стерильности» хвостов и гидрогеохимической оценки вод хвостохранилищ для их последующего использования.

Практическая ценность работы заключается:

в обосновании способов и средств, обеспечивающих безопасную технологию формирования намывных горнотехнических сооружений, и разработке элементов технологических схем, позволяющих ее совершенствовать;

в установлении экологических показателей намывных техногенных отложений;

в разработке рекомендаций по параметрам отвальных сооружений.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные рекомендации по параметрам гидравлического транспортирования для комбината «КМАРуда» позволили обосновать эксплуатацию труб 0 800мм при работе в заиленном режиме. Рассчитанные параметры формирования головных плотин гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа использованы в технических проектах их наращивания. Выполненными геохимическими исследованиями отходов рудообогащения ЛГОКа установлена их относительная экологическая безопасность и обоснована эффективная работа глинисто-меловых экранов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научных семинарах конференции «Неделя горняка» (МГГУ, Москва, 2007-2009гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 36 рисунков, 22 таблицы и список использованных источников из 134 наименований.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, д.т.н., проф. Мосейкину В.В. за помощь на всех этапах работы над диссертацией, заведующему кафедрой геологии МГГУ, д.т.н., проф. Гальперину A.M. за ценные советы и консультации, а также сотрудникам кафедры геологии МГГУ за помощь и поддержку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Разработка железорудных месторождений КМА, преимущественно открытым способом, с применением гидромеханизации при производстве вскрышных работ и гидравлическим транспортированием отходов рудообогащения, неизбежно связана с формированием крупных намывных горнотехнических сооружений - гидроотвалов и хвостохранилищ.

В первой главе диссертации проведен анализ методов формирования гидроотвалов и хвостохранилищ с учетом группы факторов, определяющих состояние намывных горнотехнических сооружений.

Вопросы инженерно-геологического и геомеханического обеспечения формирования намывных массивов детально освещены в работах А.М.Гальперина, В.Г.Зотеева, И.П.Иванова, Д.М.Казикаева, Ю.И.Кутепрва, В.А.Мироненко, В.И. Стрельцова, А.В.Киянца, О.Ю.Крячко, С.Н.Жилина, А.Ю.Панфилова, С.А. Пуневского и других ученых. Технология процессов гидромеханизации и различные аспекты повышения ее эффективности рассмотрены в работах Г.А. Нурока, Ю.Н. Дьячкова, А.П. Юфина, В.А. Волнина, Ю.В. Бубиса, Ю.В. Кириченко, Е.А. Кононенко, И.М. Ялтанца, И.В. Липского, В.М. Павленко и др.

Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств включает в себя выбор методов и объемов исследований, проводимых на гидроотвалах, отвалах и хвостохранилищах, определение оптимальных технологических параметров и решений с целью их дальнейшего освоения.

Устойчивость откосных сооружений гидроотвалов и хвостохранилищ, безаварийность их строительства, эксплуатации, консервации и ликвидации определяются классом ответственности и капитальности, способом намыва.

Важнейшими требованиями при формировании гидроотвалов и хвостохранилищ являются: достаточная вместимость при минимальных занимаемых площадях и расстояниях транспортирования до места складирования, расположение на безрудных площадях, отсутствие помех развитию горных работ, обязательное обеспечение их производственной и экологической безопасности.

Гидровскрыша карьеров КМА размещается в восьми гидроотвалах, из которых в настоящее время эксплуатируется лишь гидроотвал Лебединского ГОКа. Наиболее крупные гидроотвалы КМА - овражно-балочного типа. К равнинному типу относятся законсервированные гидроотвалы № 1,2,3 Лебединского карьера и гидроотвал «Михайловский». Общий объем вскрыши, уложенный в гидроотвалы к 2008г., составил около 450 млн.м3.

В настоящее время выделяют две группы методов увеличения вместимости гидроотвалов и хвостохранилищ:

1. Создание мощных ограждающих дамб с увеличением их высоты и одновременной пригрузкой низового откоса, выполаживание и террасирование откосов, их механическое укрепление и т.п.

2. Увеличение высоты и емкости гидроотвалов на основе управления процессами формирования и уплотнения тонкодисперсных масс.

Устойчивость дамб на слабых основаниях и уплотняемость водонасыщенных тонкодисперсных фунтов при формировании намывных сооружений определяются темпами роста нагрузки и условиями дренирования (длиной пути фильтрации).

Технологии формирования гидроотвалов, применяемые на КМА, обусловливают наличие разжиженных ядерных зон, значительных по мощности и занимаемой ими площади. Указанный недостаток увеличивает опасные последствия возможных деформаций, снижает приемную способность гидроотвалов и исключает своевременное использование территорий их ядерных зон для рекультивации.

Анализ причин аварий на хвостохранилищах и гидроотвалах показывает, что необходимо разрабатывать и внедрять мониторинговые системы исследований на этих объектах с целью отслеживания их возникновения и разработки мероприятий по своевременному устранению аварийных ситуаций.

Вторая глава диссертации посвящена гидравлической транспортировке раздельнозернистых материалов (отходов рудообогащения, вскрышных пород), выбору оптимального режима гидротранспорта путем маневрирования параметрами рабочего колеса, уменьшению износа трубопроводов, снижению потерь напора и, соответственно, энергозатрат посредством формирования малоабразивной гидросмеси добавлением тонкодисперсного (глинисто-мелового) материала.

В работе показана изменчивость характеристик при гидравлическом транспортировании отходов рудообогащения различной крупности для условий ОАО «ОЛКОН» и комбината «КМАРуда». Гранулометрический состав хвостов повышенной крупности ОАО «ОЛКОН» и сравнительно мелких - комбината «КМАРуда» приведен в табл.1.

В главе приведены результаты расчетов гидротранспорта хвостов применительно к реальным производственным условиям упомянутых объектов. Если при разработке плавучим земснарядом «200-50» хвостов аварийной емкости и подаче их на обогатительную фабрику исключалась замена трубопровода и в ходе поэтапной

отработки техногенного месторождения дальность гидротранспорта возрастала, то на комбинате «КМАРуда» при постоянной дальности гидротранспорта имелась возможность увеличения диаметра трубопровода и, соответственно, организации работ в заиленном режиме.

Таблица 1

Гранулометрический состав хвостов ДОФ ОАО «ОЛКОН» и «КМАРуда»

Размер фракции, мм di , мм 0.05*0.1 0.1+0.25 0.25+0.5 0.5+1.0

хвосты ДОФ ОАО «ОЛКОН»

Процентное содержание Pi 28.8 41.2 23.5 6.5

Коэффициент транспортабельности W 0.02 0.2 0.4 0.8

Хвосты «КМАРуда»

Процентное содержание Pi 33 28.5 9.5 7.5

Коэффициент транспортабельности Vi 0.02 0.2 0.4 0.8

При этом такой режим возможен при третьей группе грунта (хвостов) по трудности разработки, удельном расходе воды на разработку и транспортировку 1 м3 пород (хвостов) q = 11м3/м3, средневзвешенном диаметре частиц d0= 0.23мм; коэффициенте разнозернистости j = 0.225; средневзвешенном коэффициенте транспортабельности vj/ср = 0.23; объемной консистенции Со = 0.056; критической скорости движения гидросмеси Vfp = 3.14 м/сек; расходе гидросмеси при критической скорости транспортирования QCm..kP~1533 м3/час.

Были произведены расчеты суммарных потерь напора для магистральных пульповодов различной длины и производственные испытания для фунтового насоса ГрУТ 2650/75 с диаметром рабочего колеса 850, 900, 950,1000 мм.

В процессе работы фунтового насоса его характеристики изменяются в зависимости от консистенции гидросмеси и фанулометрического состава материала, а также вследствие абразивного износа рабочего колеса.

В работе произведены расчеты напоров и расходов для новых и максимально изношенных землесосов ГрУТ 2650/75 с рабочими колесами диаметром 850, 900, 950 и 1000 мм и установлены зависимости мощности N электродвигателей новых и максимально изношенных землесосов от диаметра рабочего колеса при различной дальности гидротранспорта, определена мощность фунтового насоса при проектной и максимальной плотности гидросмеси.

На основании фафических зависимостей Q =f(H), Q=f(D), N„poeKm=f(l) и NuaKC=f(l) при гидротранспорте хвостов по трубам диаметром 426 мм с расходом пульпы 2000 м3/час при плотности гидросмеси 1.13 и 1.3 рекомендованы марки электродвигателей с учетом изменения дальности гидротранспорта.

Проведенный анализ позволил обосновать работу земснаряда с землесосом ГРУТ 2670/75 без замены пульповода для ОАО «ОЛКОН» диаметром 426мм на пульповод

диаметром 500мм, как это предлагалось ЛСУ «Гидромеханизация». Это позволило получить экономию за счет исключения затрат на приобретение нового пульповода.

Такой опыт ОАО «ОЛКОН» по использованию в разные периоды труб различного диаметра при неизменном оборудовании и мощности электродвигателей, с учетом данных промышленного эксперимента, позволил комбинату «КМАРуда» обосновать эксплуатацию труб диаметром 800мм при работе в заиленном режиме. При этом фактическая производительность гидросистемы увеличилась на 20 - 25% (с 4000 до 5000м3/час по пульпе) и снизился износ труб.

Особенности этого вида гидротранспортирования определяются двумя пока не вполне выясненными обстоятельствами: при некоторой определенной (для данных условий) степени заиления трубопровода гидравлические потери оказываются наименьшими и слой заиления в значительной мере предохраняет трубы от интенсивного износа.

В рассматриваемом случае рекомендуем замену трубопровода 0=630 мм на трубопровод диаметром 0=800 мм. Высота заиления для песка составит 0.280, для мела - 0.220, для смеси песка и мела - 0.250.

При частичном заилении трубопровода, кроме стабилизации работы гидротранспортирующего агрегата, наличие на дне трубы слоя грунта предохраняет ее от истирания транспортирующим материалом.

При изучении параметров гидротранспортирования связных пород (глин, суглинков, мелов и мергелей) карьера Лебединского ГОКа было установлено, что по мере удаления от землесоса удельные сопротивления в трубопроводе уменьшаются, однако для решения практических задач выявленная закономерность не использовалась.

В результате анализа выполненных исследований обоснованы параметры гидротранспортной системы, разрыхленных взрывом и гидромониторным размывом связных вскрышных пород, и определены характер и количественные показатели изменения сопротивлений по длине трубопровода.

Связные вскрышные породы транспортировались на расстояние 2-5 км в гидроотвал «Березовый Лог» и на 10 км - в гидроотвал «Балка Чуфичева». С объемной консистенцией 1:10 исследования гидротранспорта проводились для песка, суглинка, глины, мела и смесей песок-мел, суглинок-мел.

Вследствие размельчения отдельных кусков связной составляющей и изменения характеристик транспортируемых пород и несущей способности жидкой фазы гидросмеси с удалением от начального участка пульповода удельные сопротивления в трубопроводе уменьшаются.

При гидротранспорте связных пород уменьшается и критическая скорость их гидротранспортирования, что позволяет за счет увеличения диаметра пульповода снизить энергозатраты.

Глина в смеси с водой, во-первых, «смазывает» стенки трубопровода, т.е. уменьшает их шероховатость, во-вторых, благодаря своим коллоидным свойствам создает среду, в которой песчаные частички легче переносятся потоком, а осаждение их происходит при меньших скоростях, чем при движении в водно-песчаной смеси. Кроме того, глинистые частицы сглаживают турбулентные пульсации в потоке гидросмеси. Таким образом, наличие глинисто-мелового материала в гидросмеси придает потоку особые характеристики, а его присутствие в песчаной гидросмеси способствует снижению гидравлических потерь и уменьшению критической скорости.

В третьей главе работы рассмотрены вопросы гидрогеомеханического обоснования повышения вместимости гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа и отвала СГОКа в балке «Крутой Лог».

Хвостохранилище ЛГОКа в балке Чуфичева эксплуатируется с 1972 г. и к 1989 г. было заполнено хвостами и фунтами гидровскрыши в объеме 172 млн.м3. В 1989г. институтами "Центрогипроруда", "Укргидропроект", ВИОГЕМ и др. был выполнен проект "Реконструкция хвостового хозяйства ЛГОКа с целью поддержания его мощности и увеличения емкости хвостохранилища", обеспечивающий работу комбината до 2016 года с сумарной емкостью хвостохранилища и гидроотвала в 782 млн.м3.

По заданию ЛГОКа ОАО "Укргидропроект" в 1998-2002гт. выполнил корректировку проекта гидротехнических сооружений «Реконструкция хвостового хозяйства Лебединского ГОКа с целью поддержания его мощности и увеличения емкости хвостохранилища», в задачи которого входила разработка конструкции хвостохранилища намывного типа, обеспечивающая его безопасную эксплуатацию и минимизацию вредного воздействия на окружающую среду. Инженерно-геологическое обоснование выполнено на основании изысканий к проекту 1989г. и дополнительных изысканий в 1993г. института "Центрогипроруда".

С увеличением тонкости помола руды в 2000г. крупность хвостов изменилась, в связи с чем заказчиком были изменены исходные данные. Фирма "НОВОТЭК" выполнила исследования нового гранулометрического состава хвостов, на основании которых и их сопоставления с материалами прошлых изысканий ОАО "Укргидропроект" выполнил прогноз физико-механических характеристик фунтов упорных призм дамб обвалования и ядра хвостохранилища.

На основании этих данных были выполнены дополнительные расчеты устойчивости офаждающихдамб и уточнена конструкция хвостохранилища.

Хвостохранилище ЛГОКа при заполнении до отметки 230м будет иметь емкость около 800 млн.м3, а максимальная высота офаждающей дамбы в створе существующей головной плотины, согласно проекту ВИОГЕМ, - 93 м.

Офаждающая дамба на участке головной плотины длиной 600 метров, где она имеет высоту 93,0 м, относится к I классу. На остальном протяжении ограждающая дамба имеет максимальную высоту до 75,0 м (на участке "Балка Суры") отнесена ко II классу.

Расчетам устойчивости откосных сооружений хвостохранилища ЛГОКа и отвала СГОКа и разработке технологических решений по повышению их вместимости предшествовал анализ выполненных инженерно-геологических исследований НИИКМА, ФГУП ВИОГЕМ, МГГУ, ИГД РАН на объектах за последние годы. Анализ включал: опыт МГГУ по инженерно-геологическому изучению намывных объектов ЛГОКа и СГОКа за период 1999-2008 гг.; обобщение материалов НИИКМА по инженерно-геологическим изысканиям, направленным на совершенствование технологии формирования хвостохранилища ЛГОКа при превышении естественных отметок местности, обеспечивающей минимальный экологический ущерб территории и биосферному заповеднику «Ямская степь» (2003 г.); оценку исследований ИГД РАН по интенсивности сейсмического воздействия массовых взрывов в карьерах ЛГОКа и СГОКа на плотины хвостохранилища ОАО «Лебединский ГОК» (2005 г.);изучение данных ВИОГЕМ по проекту эксплуатации хвостохранилища ОАО «Лебединский ГОК» (2003г.), специальной программы проведения инженерно-геологических изысканий для обоснования устойчивости головной плотины ЛГОКа при отметке гребня 232.00м (2006г.); изучение материалов ежегодного обследования гидротехнических сооружений хвостохранилища ЛГОКа и заключений по оценке его технического состояния.

С развитием сотовой связи и удешевлением оборудования в настоящее время большое распространение получили устройства контроля и управления удаленных объектов через сотовую связь стандарта GSM в режимах GPRS, SMS и т.д.

Кафедрой геологии МГГУ в 2008году с участием автора была внедрена такая система удаленного автоматизированного контроля порового давления по измерительному профилю в пределах 2-го отсека хвостохранилища и оперативного определения коэффициента запаса устойчивости головной дамбы на любой заданный момент времени. Измерения производились струнными датчиками давления воды конструкции Гидропроекга, заложенными в тело головной дамбы. Расчеты устойчивости производились с использованием программного обеспечения, позволяющего оценивать устойчивость откосных сооружений методами алгебраического суммирования сил и многоугольника сил.

Устройством автоматизированного контроля (разработка НПФ «Карбон», г. Санкт-Петербург) является скважинный автоматический периодомер САП-IM/GSM, который в автоматическом режиме измеряет периоды колебаний струнных датчиков давления типа ПДС, накапливает результаты измерения в энергонезависимой памяти и передает данные по сотовой GSM-сети в компьютер. Передача данных с дистанционно удаленных точек створов осуществляется два раза в сутки.

Оценка устойчивости ограждающих дамб при наращивании хвостохранилища ЛГОКа выше отметки 232м предусматривала наращивание головной дамбы до отметки 242м без усиления низового откоса.

Расхождения в физико-механических свойствах намывных хвостов (материалы "Укргидропроекта", ЦГР, ВИОГЕМ, НИИКМА, МГГУ) не позволяют надежно оценить

устойчивость откосных сооружений, для этого требуется выполнить представительный комплекс инженерно-геологических исследований намывных отложений и грунтов оснований дамб.

Профиль головной дамбы хвостохранилища с отметкой гребня 242м в окрестности контрольного створа МГГУ приведен на рис.1. Принятые расчетные характеристики следует уточнить в ходе работ 2009г. При высоте откоса 97м и генеральном угле его наклона 9,36 град, для рекомендуемого контура получен коэффициент запаса устойчивости п =1,35.

100 200 300 «00 500 600 700 800 Свойства горных пород (плотность, т/куб.м; угол внутреннего трения, град.; сцепление, т/кв м )

2.14 13,0 I 1,94 14,0 1,7 1,83 21.0 2.6 1.86 28,0 2,2 1.83 28,0 0,2

2,05 18,0 0,2 2 23 0,09

2,06 30 0,1 1,79 21,0 0,3

Рис. 1. Расчет устойчивости головной дамбы хвостохранилища ЛГОКа при отметке гребня дамбы 242м

Наращивание ограждающих дамб выше отметки 242м на всей территории хвостохранилища не представляется возможным - с учетом ограничений, накладываемых условиями устойчивости головной дамбы.

В случае отсутствия усиления низовых откосов формирование ограждающих дамб до отметки гребня 242м возможно с использованием профиля с генеральным углом низового откоса 01=10°.

Контроль устойчивости дамбы гидроотвала "Балка Суры" ("Безымянная") и головной дамбы хвостохранилища осуществляется путем комплексного зондирования приоткосных зон и использования стационарных датчиков-пьезодинамометров, заложенных по расчетным профилям в теле и основании дамб на различных этапах формирования намывных сооружений.

На кафедре геологии МГГУ разработана программа оперативного определения коэффициента запаса устойчивости ц в зависимости от измеренного льезодинамометрами давления воды по вероятным поверхностям скольжения. Программа позволяет после ввода даты измерений и выбора файла с данными о геометрии и материале дамб и градуировочными характеристиками датчиков производить расчет положения депрессионной кривой и автоматически выбирать линию скольжения с наименьшим коэффициентом запаса устойчивости. Оценка текущего коэффициента запаса устойчивости производится в зависимости от площади эпюры давления воды, определяемой путем снятия замеров величин Рш или (высота столба воды) по вероятной поверхности скольжения.

Для расширения зоны контроля устойчивости дамбы были произведены замеры давления воды по двум пьезометрическим створам на дамбе гидроотвала с помощью переносного датчика порового давления, градуировочная кривая которого учтена в программе расчетов устойчивости. Результаты оперативной оценки устойчивости дамбы с использованием данных замеров порового давления по пьезометрическим профилям 10 и 11 представлены на рис.2 и рис.3. Анализ результатов измерений порового давления на дамбе гидроотвала "Балка Суры" ("Безымянная") в 2008г. показывает, что наличие мощной песчаной упорной призмы и достаточное удаление прудка от гребня дамбы обеспечивают коэффициент запаса устойчивости дамбы, превышающий нормативный.

Результаты оценки устойчивости откосных сооружений дамб хвостохранилища и гидроотвала с использованием данных замеров порового давления передаются электронной почтой в техническое управление ЛГОКа.

При отметке гребня дамбы гидроотвала 242м и рассматриваемом контуре дамбы устойчивость сооружения обеспечивается (п=1,3503). С учетом результатов расчетов устойчивости ограждающих дамб выполнена оценка ожидаемого прироста объема 7-ми отсеков до отметки гребня дамбы 242м (при отметке поверхности намыва 240м).

Объемы хвостов подсчитывались следующим образом: для каждого отсека строилась цифровая модель существующей поверхности, состоящей из ограждающих дамб и поверхности намыва хвостов. Исходными данными являлись координаты точек, лежащих на бровках ограждающих дамб, и их высотные отметки, а также точки на линиях внешнего контура намыва хвостов с высотной отметкой заполнения отсека. На массиве этих точек строилась триангуляционная сеть, с помощью которой можно вычислить высотные отметки любой точки в пределах контура отсека.

Плотина на балке Сура 07.08.2008 Профиль 10

Н откоса=36.70м; Угол откоса= 8.53гр.

X. =58.02 у. -710.80 ц=«М8 у, =206.53 ц. =290.96 ус-165.50

Хо-306.20 51=174.30

ц, =191 05 у„-281.92

Метоп алгебр, сумм. Кшт = 1.5995 К.1М = 1.5995

Свойства пород (плотность, т/куб. м; угол внутреннего трения, град.; сцепление, т/кв. у)

шшшт ^жтш шшппшшшш

2,0 30,0 0,0 1,9 16,0 3,0 1,84 14,0 1,7

Рис. 2. Расчет коэффициента запаса устойчивости плотины на балке «Безымянная» (Сура) по пьезометрическому профилю №10

Плотина на балке Сура 07.08.2008 Профиль 11

Н откоса-Зб-ЗОм; Угол откоса= 7.76гр.

х,-41.91

у. =207.90

ц -46.32

у,-200.41

^-325.88

ус«165.70

>4,-331.90

Ус -167.08

Хо-164.37

у0 »268.62

Метод

алгебр, сумм.

Кош -1.8806

Кия = 1.8806

Метел

многоуг. СИЛ

.,, ___ К1151 -1.8779

тштттттшжштт

Свойства пород (плотность, т/куб. м; угол внутреннего трения, град.; сцепление, т/кв. м)

тшшя шшш ппшшшшшш

2,0 30,0 0,0 1.9 16,0 3,0 1,84 14,0 1,7

Рис. 3. Расчет коэффициента запаса устойчивости плотины на балке «Безымянная» (Сура) по пьезометрическому профилю №11

Затем строилась цифровая модель поверхности на конец заполнения реконструированного отсека и определялся объем намывного материала на конец заполнения реконструированного хвостохранилища, включая объемы хвостов на создание ограждающих и разделительных дамб. Объемы приведены в табл. 2.

Таблица 2

Объемы заполнения хвостами отсеков

Номер Отметка на Отметка проектируемая Объем(млн. куб.

отсека 1.01.2009 (м) (м) метров)

1 221 240 25.7

2 221 240 25.0

3 221 240 25.8

4 213 240 106.5

5 214 240 44.9

6 214 240 45.1

7 210 240 92.5

Всего 365.5

(в т.ч. хвостов 273 млн. м3)

В верхней части "Балки Чуфичева" располагается хвостохранилище Л ГОКа, в средней части - железнодорожные отвалы карьера СГОКа, а в низовьях -хвостохранилище СГОКа. Между ограждающими плотинами хвостохранилищ и ж.-д. отвалами имеются прораны, в которые осуществляется дренаж воды из хвостохранилищ, фильтрующейся из-под плотин и в обход их. В настоящее время отвалы располагаются почти вплотную к головной плотине хвостохранилища ЛГОКа и плотине защиты отвалов хвостохранилища СГОКа. Остается лишь незначительный проран, где собирается поверхностный сток с прилегающих территорий, а также дренажные воды, профильтровавшиеся через плотину защиты отвалов и поступившие по балке от вышерасположенного хвостохранилища ЛГОКа.

Ликвидация проранов и создание, в конечном счете, единого устойчивого комплекса - головная плотина хвостохранилища ЛГОКа, ж.-д. отвалы, плотина защиты отвалов хвостохранилища СГОКа - является актуальной научной задачей. Несмотря на очевидность и необходимость ликвидации проранов, осуществление этого мероприятия столкнулось с рядом трудностей. Основными из них при организации гидроотвала в проране ниже плотины хвостохранилища ЛГОКа являются:

- наличие концентратопровода ОЭМК на берме плотины хвостохранилища ЛГОКа на отметке 180м;

- необходимость выполнения противофильтрационных мероприятий, обеспечивающих предотвращение подтопления ж.-д. отвалов.

Институтом ЦГР предлагалось замыв прорана осуществить двумя гидроотвалами по отметку 175м. С учетом фактического положения и проектных решений вместимость прорана по данную отметку без объема прудковой зоны для гидроотвала 1 составила

около 14млн.м3. При складировании песка по всей тальвеговой части балки между хвостохранилищами ЛГОКа и СГОКа в качестве основания под ж.-д. отвалы вместимость данного промежутка могла достичь ЮОмлн.м3, т.е. ограничений по объему складирования песка в данном промежутке не существовало. Для организации гидроотвала 2 в проране между плотиной защиты отвалов хвостохранилища СГОКа и отвалами сухоройной вскрыши необходим другой технологический регламент.

В связи с экономическими трудностями 90-х годов данный проект не был реализован, несмотря на то что ОАО «КМАгидромеханизация» были проведены масштабные подготовительные работы, включающие подготовку оборудования и укладку пульпопроводов.

Подготовка песком основания отвала СГОКа была выполнена в период формирования головной дамбы хвостохранилища ЛГОКа, при создании её намывной упорной призмы.

Создание песчаной подушки в основании сухих отвалов способствует улучшению их устойчивости, что учитывается при геомеханических расчетах.

Формирование планировочного яруса из скальных пород, в связи с недостаточной устойчивостью мелового отвала, целесообразно на территории балки «Крутой Лог», в соответствии с разработанным институтом ВИОГЕМ технологическим регламентом. Это подтверждают и расчеты коэффициента запаса устойчивости мелового отвала с планировочным ярусом (п=1,38) и без него (п=1,16). С учётом результатов оценки несущей способности рекомендуется минимальная высота скальной пригрузки - 10 метров. При расчетах были учтены высокая обводнённость основания отвала и подтопленность нижнего яруса.

В четвертой главе приведены результаты экологических исследований хвостов, экранирующих пород (мелов, суглинков, почвенно-растительного слоя, чернозема), вод и дана оценка негативного воздействия гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа на окружающую среду.

Формирование гидроотвально-хвостового хозяйства оказывает вредное воздействие на окружающую среду в виде: нарушения и изъятия земель из хозяйственного пользования; загрязнения водных источников и нарушения гидробаланса в районе возведения; загрязнения атмосферы и прилегающих районов пылеватыми частицами.

Современное природоохранное законодательство требует осуществлять мониторинг за состоянием окружающей природной среды и ее отдельных компонентов в зоне деятельности предприятий. Осуществление мониторинга в процессе функционирования предприятий горнорудной отрасли является весьма важной и актуальной задачей.

Мониторинг отдельных компонентов природной среды в зоне деятельности горных предприятий позволяет обоснованно внедрять эффективные инженерные методы ее защиты.

Для оценки надежности консервации хвостохранилищ и степени воздействия деятельности ЛГОКа на почвы окружающих территорий в зоне их возможного влияния был применен лито-геохимический мониторинг.

Объектом для оценки воздействия рекультивированных хвостохранилищ Лебединского ГОКа на почвы восстановленных территорий было выбрано рекультивированное хвостохранилище балки "Казиновской" по двум площадям I и II, переданным для сельскохозяйственного использования под посевы многолетних трав и посевы зерновых соответственно.

Одновременно, помимо выявления степени надежности консервации хвостов, решалась и задача оценки экологического состояния хвостов, почв и грунтов рекультивированных и окружающих территорий с целью оценки степени воздействия на них производственной деятельности ЛГОКа.

При рекультивации этих площадей была использована различная технология. На площади I хвосты перекрывались намывными слоями мела и суглинков с последующим нанесением слоя чернозема. На площади II хвосты перекрывались суглинками, по которым производилась отсыпка чернозема. Таким образом, имелась возможность проведения исследований на хвостохранилищах, различающихся конструкцией экрана, что позволило оценить эффективность данных инженерных сооружений в предотвращении миграции вещества из тела хвостохранилища в плодородный слой.

Для изучения миграции различных минеральных веществ из тела хвостохранилища через породы экрана в почвы и почвенно-растительный слой было проведено вертикальное зондирование через почвенный слой, породы экрана до вещества хвостохранилища включительно, путем проходки шурфов, с поинтервальным отбором проб.

Отобранный материал подвергался полуколичественному спектральному анализу на спектрографе PGS -2 (Zeiss, Германия) на 49 химических макро- и микроэлементов вАСНЦ ВИМС им. Н.М.Федоровского (г. Москва).

Результаты анализов, приведенные на гистограммах рис.4 и рис.5, позволили установить геохимические закономерности в распределении ряда элементов в разрезе перекрывающих хвосты отложений.

Меловая пачка рекультивационного слоя представляет собой стерильную субстанцию, в которой большинство элементов (кроме Sr и Ва) содержатся в концентрациях, меньших (либо равных) таковым в хвостах, почвах и суглинках. Высокие концентрации Sr и Ва в меловых породах являются характерной геохимической особенностью карбонатных пород.

Рис.4. Изменение относительных концентраций химических элементов по разрезу рекультивированного хвостохранилища (площадь I)

- --- - -- - -

-..... - - .. ..

---

3» — ■

2526- Г— И ~ --- ---

** * лт ПРС 0.8 0,7 Су 0,7 — 0.4

а со 1,1 о,в 1.1 1

av 40 77 41 16

□ сг В, в 8.6 3,3

1 си г м г.б г.б

В 7п 2,? 3,4 1.6 1

ае 1.* 2 1 0,4

ИЙг 0.6 0.6 0.1 } 0.6

Рис.5. Изменение относительных концентраций химических элементов по разрезу рекультивированного хвостохранилища (площадь II)

Установлена эколого-геохимическая «стерильность» хвостов рудообогащения, в которых отмечен ограниченный спектр элементов, находящихся в значимых концентрациях, причем только содержания Ре, Мп, \Л/ и Си превышают их концентрации в почвах. Именно эти элементы могут рассматриваться как индикаторы загрязнений, появление которых связано с деятельностью ЛГОКа.

На обеих площадях установлена тенденция уменьшения (вниз по разрезу) концентраций Мп, Со, N1, ~П, V, Сг, \Л/, Бг, Си, РЬ, 2п, Бп, В, что свидетельствует о поверхностном источнике загрязнения, происходящего, видимо, в результате разноса пылеватых частиц воздушными массами, либо выпадающего вместе с атмосферными осадками.

Перечень элементов, содержания которых в почвенно-растительном слое и в черноземе превышают концентрации в хвостах (№, "Л, V, Сг, Ъх, Бп, 2п, В), свидетельствует о «внегоковском» источнике загрязнения, т.к. для «хвостов» рудообогащения характерны относительно высокие концентрации Ре, Мп, Щ и Си. Таким образом, за счет деятельности Лебединского ГОКа можно отнести частичное поступление в почвы только Ре, Мп, \Л/, Си и Эк

В почвах установлены относительно высокие концентрации Сг, V, N1, Со, а также частично Ре и Мп. Это, вероятно, свидетельствует о металлургическом источнике загрязнений, что вполне вероятно в связи с наличием в г. Старый Оскол крупных металлургических предприятий.

Отличия в степени загрязнения почв площадей I и II при сходном наборе установленных химических элементов объясняются различной сорбционной способностью черноземов, используемых при рекультивации, в связи с их различной степенью изменения в процессе складирования. Подобного рода предположение вполне удовлетворительно с учетом поверхностного источника загрязнения.

Определенную экологическую опасность на ЛГОКе представляют и технологические воды хвостохранилищ, часть которых, несмотря на реализуемые мероприятия по оборотному водоснабжению, может проникать в ОПС и оказывать негативное воздействие на поверхностные водные объекты и подземные воды. При устройстве хранилищ мокрых хвостов рудообогащения должны быть реализованы инженерные решения, направленные на предотвращение (сокращение) возможного проникновения технологических вод в окружающее пространство. Неотъемлемой составной частью экологического мониторинга деятельности ЛГОКа является гидрохимический мониторинг поверхностных и подземных водных объектов в зоне влияния предприятия.

Для оценки негативного воздействия технологических растворов мокрых хвостов рудообогащения на поверхностные воды был выбран отрог "Крутой Лог" "Балки Чуфичева", в пределах которого располагается водоем и вытекающий из него водоток. Именно в этом водоеме, расположенном у подножия головной дамбы действующего хвостохранилища ЛГОКа, происходит накопление фильтратов данного объекта.

Серия гидропроб (I) начиналась отбором воды в месте впадения дренажной канавы, устроенной параллельно головной дамбе хвостохранилища ЛГОКа в водоем. Эти пробы характеризуют состав воды, фильтрующейся из хвостохранилища ЛГОКа через тело головной дамбы. Серия проб (II) отбиралась из основного водоема, в котором происходит аккумуляция как инфильтратов хвостохранилища ЛГОКа, так и вод поверхностного стока со всех сопредельных территорий. Завершала гидрохимические исследования серия проб (III), отобранных из водотока, вытекающего из основного водоема.

Одновременно с гидропробами отбирались пробы донных осадков с целью изучения химического состава их водной фазы путем сравнительного анализа водной вытяжки и лито-геохимических особенностей высушенных и обезвоженных центрифугированием осадков.

Гидрогеохимические анализы воды, водных и аммонийно-ацетатных вытяжек донных осадков проводились в Аналитической лаборатории ВСЕГИНГЕО. Проводилось определение как общего химического состава вод, так и содержания в них микроэлементов и органических соединений. Там же были проведены химические анализы содержания металлов в донных осадках водоема и водотока.

Оценка экологического состояния воды опробованного водоема и водотока проводилась путем сравнения полученных аналитических данных с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) различных веществ в водах водных объектов как хозяйственно-питьевого, так и культурно-бытового назначения в соответствии с нормативными документами (ГОСТ 2874-82, СанПиН 4630-88, СанПиН 2.1.5 99-00, ГН 2.1.5 1093-02, ГН 2.1.5 1094-02).

Оценка экологического состояния донных фунтов проводилась путем сравнения аналитических данных с нормативными значениями ПДК различных веществ в почвах земель населенных пунктов согласно МУ.2.1.7 130-99 «Гигиеническая оценка качества почв населенных мест», а также со значениями общего допустимого уровня (ОДУ) зафязняющих веществ, применяемых при оценке степени экологического благополучия нарушенных территорий в странах Евросоюза (т.н. Holland List).

Результаты анализа общего химического состава воды, водоема и водотока позволяют сделать вывод о том, что они являются пресными с общей минерализацией менее 1000 мг/л (764 - 827 мг/л), субнейтральными (рН 7,0 - 7,1). Их общая жесткость варьирует в пределах 7,0 - 7,5° при величине карбонатной жесткости, меняющейся от 4,56 до 4,87°, в то время как ее некарбонатная составляющая характеризуется значениями 2,44 - 2,83°.

В проанализированных водах основные показатели свойств и макрокомпонентов (рН, общая минерализация, концентрация хлор-иона, сульфат-иона и т.п.) значительно ниже соответствующих значений ПДК, вместе с тем, они не отвечают требованиям к водам хозяйственно-питьевого назначения. Это несоответствие обусловлено тем, что в них присутствует ряд как макрокомпонентов, так и микроэлементов в количестве

либо превышающем ПДК, либо вообще запрещенном для воды питьевого назначения. В проанализированных водах водоема и водотока отмечено наличие таких компонентов и элементов [аммоний (0,1 - 1,5 мг/л), нитриты (0,5 - 0,6 мг/л), бор (0,10 - 0,12 мг/л), литий (0,018 - 0,019 мг/л), никель (0,005 - 0,012 мг/л)], присутствие которых в питьевой воде недопустимо.

В направлении движения поверхностных вод от головной дамбы хвостохранилища ЛГОКа через основной водоем к водотоку установлено изменение их химического состава по содержанию макро- и микроэлементов.

Вода в районе головной дамбы (I) содержит максимальные концентрации аммония (1,5 мг/л), нитритов (0,6 мг/л), растворенного кислорода (3,8 мг/л) и никеля (0,12 мг/л) при минимальных содержаниях натрия (52 мг/л), калия (37 мг/л), кальция (90 мг/л), гидрокарбонат-иона (279 мг/л), сульфат-иона (230 мг/л), фторидов (0,68 мг/л), стронция (0,82 мг/л), лития (0,18 мг/л) и бора (0,1 мг/л). Она характеризуется также минимальными значениями как общей жесткости (7,0°), так и ее карбонатной (4,56°) и некарбонатной (2,44°) составляющих.

Вода водоема (II) имеет максимальную общую минерализацию (827 мг/л), карбонатную жесткость (4,87°) и содержит максимальные концентрации соединений кремния (SÍO2) (8 мг/л), гидрокарбонат-иона (297 мг/л), натрия (58 мг/л), магния (34 мг/л) и марганца (0,3 мг/л) при минимальных содержаниях железа общего (0,1 мг/л) и наименьшем рН (7,0).

Вода водотока (III) характеризуется максимальными концентрациями железа общего (0,98 мг/л), калия (46 мг/л), сульфат-иона (272 мг/л), фторидов (0,74 мг/л) и закисного железа (0,25 мг/л), а также наибольшими значениями общей (7,5°) и некарбонатной (2,83°) жесткости. Одновременно она характеризуется минимальными содержаниями аммония (0,1 мг/л), нитритов (0,02 мг/л), растворенного кислорода (3,31 мг/л), соединений кремния (S¡02) (4 мг/л) и Ni (0,001 мг/л).

Сравнение результатов гидрохимических анализов воды по всем сериям проб со значениями ПДК показали, что исследованные воды отвечают санитарно-гигиеническим требованиям к водам культурно-бытового назначения. Вода у основания головной дамбы хвостохранилища ЛГОКа не соответствует нормативам по показателю общей жесткости, что не критично.

Микробиологическое и паразитологическое состояние исследованных водных объектов не оценивалось в связи с отсутствием явных источников биогенного загрязнения.

В плане воздействия вод на конструкционные материалы необходимо отметить, что воды всех водных объектов и водные вытяжки донных грунтов имеют нейтральную и слабощелочную реакцию (рН 7 - 7,8), они безопасны сточки зрения общекислотной агрессивности к бетонам.

Содержание сульфат-ионов в водах составляет 272 (III), 261 (II), 238 (I) мг/л, т.е. они обладают различной сульфатной агрессией к бетону.

По агрессии выщелачивания опробованные воды не опасны, т.к. содержания в них гидрокарбонат-ионов (НС03~) составляет 4,56 (I), 4,87 (II), 4,67 (III) мг-экв., тогда как согласно нормативным документам опасными являются воды, содержащие НС03~ в интервале 0,4 -1,5 мг-экв.

Изучением химического состава водных вытяжек донных осадков различных водных объектов установлено, что водные вытяжки донных осадков являются менее минерализованной субстанцией по сравнению с водой соответствующего водного объекта.

Донные осадки водных объектов отрога "Крутой Лог" "Балки Чуфичева" неблагополучны по содержанию Zn, Cr, V, В, условно безопасны по содержанию Со, Ti, и Li. Перечень элементов-загрязнителей не характерен для микрокомпонентного состава железных руд и хвостов разрабатываемых месторождений, т.е. они имеют внегоковский источник.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи геолого-технологического обоснования формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА на примере Лебединского ГОКа. Основные выводы и рекомендации, полученные лично соискателем при исследованиях и внедрении разработок, заключаются в следующем:

1. Опыт формирования гидроотвалов и хвостохранилищ КМА и других регионов показывает, что существующая практика намыва этих сооружений не в полной мере отвечает современным требованиям. Анализ причин аварий и аварийных ситуаций на гидроотвалах и хвостохранилищах показывает, что важнейшая роль при их возникновении принадлежит нарушениям технологии формирования сооружений, поэтому необходимо внедрять на этих объектах мониторинговые системы исследований с целью отслеживания возникновения аварийных ситуаций и разработки мероприятий по их своевременному устранению.

2. В результате анализа предшествующих исследований и опыта эксплуатации гидротранспортных систем на объектах КМА обоснована целесообразность использования глинистого материала при гидротранспорте абразивных хвостов -отходов рудообогащения ЛГОКа. Комбинатом «КМАРуда» использовались в разные периоды трубы различного диаметра при неизменном оборудовании и мощности электродвигателей. С учетом данных промышленного эксперимента дано обоснование эксплуатации труб диаметром 800мм при работе в заиленном режиме. При этом фактическая производительность гидротранспортирования увеличилась на 20 - 25% (с 4000 до 5000м3/час по пульпе) и снизился износ труб.

3. Произведены расчеты устойчивости головных дамб действующих хвостохранилища и гидроотвала (отсек №7) ЛГОКа, по контрольным створам и определены объемы хвостов - 273 млн.м3 и гидровскрыши - 92 млн.м3 при

наращивании гидротехнического сооружения, объединяющего гидроотвал и хвостохранилище, до отметки 242,0м. Без усиления низовых откосов формирование ограждающих дамб до этой отметки гребня возможно с использованием профиля с генеральным углом низового откоса рг=10°.

4. Внедрена в 2008г. система удаленного автоматизированного контроля порового давления по измерительному профилю в пределах 2-го отсека хвостохранилища и оперативного определения коэффициента запаса устойчивости головной дамбы ЛГОКа на любой заданный момент времени.

5. Литогеохимическими и гидрохимическими исследованиями установлено, что примененная на ЛГОКе методика рекультивации, заполненных хвостохранилищ с использованием намывных суглинистых и суглинисто-меловых экранов обеспечивает надежную консервацию хвостов рудообогащения и предотвращает их воздействие на биосферу, в том числе на почвенно-растительный слой. Растворы, фильтрующиеся через головную дамбу хвостохранилища, по технологическим характеристикам отвечают требованиям, предъявляемым к водам культурно-бытового назначения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Горбатов Ю.П., Климашевский Ю.А., Мосейкин В.В. Гидротранспорт фунта в режиме частичного заиления пульпопровода // Гидротехническое строительство,- 2007.-№ 11. - С.36-38.

2. Мосейкин В.В., Климашевский Ю.А. Выбор оптимальных режимов работы гидротранспорта раздельнозернистых материалов /7 ГИАБ. - 2007. -№ 12. - С.117-122.

3. Климашевский Ю.А. Эффективность экранирования пылящих зон хвостохранилищ И Маркшейдерия и недропользование. - 2008. - № 5. - С.64-66.

4. Ларичев Л.Н., Тищенко Т.В., Климашевский Ю.А. Исследование распределения элементов зафязнителей в системе вода - донные осадки водных объектов Старо-Оскольско-Губкинского района // ГИАБ. - 2008. - № 5. - С. 145-151.

5. Мосейкин В.В., Климашевский Ю.А. Природоохранные аспекты формирования гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА// Маркшейдерия и недропользование. - 2008. - № 6. - С.33-41.

Подписано в печать 29 09. Формат 60x90/16

Объем 1.0 печ.л. Тираж 100 экз._Заказ №

Отдел печати Московского государственного горного университета. Москва, Ленинский пр., 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Климашевский, Юрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРООТВАЛОВ И ХВОСТОХРАНИЛШЦ.

1.1 .Общие сведения.

1.2 Факторы, определяющие состояние намывных горнотехнических сооружений.

1.3. Технологические факторы формирования гидроотвалов и хвостохранилищ.

1.3.1. Хвостохранилища КМА.

1.3.2. Гидроотвалы тонкодисперсных грунтов КМА.

1.4. Анализ аварий на намывных горнотехнических сооружениях . 44 ВЫВОДЫ.

2. ОПТИМИЗАЦИЯ ГИДРОТРАНСПОРТА

РАЗДЕЛЬНОЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Выбор оптимальных режимов работы гидротранспортных систем с учетом параметров рабочего колеса землесоса и диаметра пульповода.

2.1.1. Предварительные сведения.

2.1.2. Гидравлический расчет магистрального трубопровода.

2.1.3. Расчет удельных потерь напора на трение и суммарных потерь при гидравлической транспортировке хвостов по трубопроводу диаметром 426 мм.

2.1.4. Расчет удельных потерь в плавучем трубопроводе диаметром 500 мм.

2.1.5. Расчет суммарных потерь при длине магистрального пульповода 1300 м, плавучего пульповода 100 м.

2.1.6. Пересчет характеристики землесоса при работе на гидросмеси.

2.1.7.Расчет мощности грунтового насоса.

2.2. Уменьшение износа пульповодов, снижение потерь напора и энергозатрат при добавлении в пульпу тонкодисперсного глинисто-мелового) материала.

ВЫВОДЫ.

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ПОВЫШЕНИЕ ВМЕСТИМОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА ЛГОКА И ОТВАЛА

СГОКА В БАЖЕ «КРУТОЙ ЛОГ».

3.1 .Исходные данные для технологических решений.

3.1.1. Краткая характеристика хвостохранилища и гидроотвала ЛГОКа.::.:.

3.1.2. Расчеты устойчивости откосных сооружений хвостохранилища ЛГОКа при его возведении выше отметки 232м

3.1.3. Расчеты и контроль устойчивости откосных сооружений хвостохранилища и гидроотвала Балка Суры («Безымянная»).

3.2. Краткая характеристика хвостохранилища и отвала СГОКа.

3.2.1. Некоторые технологические решения формирования гидроотвально-хвостового хозяйства СГОКа.

ВЫВОДЫ.

4. МОНИТОРИНГ ОТВАЛЬНО-ХВОСТОВОГО ХОЗЯЙСТВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ.

4.1. Экологические аспекты формирования намывных горнотехнических сооружений КМА.

4.2. Экологический мониторинг.

4.2.1. Литогеохимический мониторинг.

4.2.1.1. Анализ полученных результатов.

4.2.2. Гидрохимический мониторинг.

4.2.2.1. Анализ полученных результатов.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА"

Актуальность работы. Горно-обогатительными комбинатами черной металлургии России уложено с помощью гидротранспорта свыше 2,5 млрд.

Л Л м хвостов и 1 млрд. м воды и ежегодно укладывается более 100 млн. т. хвостов. Гидроотвалы горных предприятий РФ содержат более 1,5 млрд. м вскрышных пород. Площадь, занятая только гидроотвалами и хвостохрани-лищами КМА, составляет около 5000 га.

Действующие намывные горнотехнические сооружения Лебединского ГОКа (ЛГОКа), хвостохранилище (проектная площадь 1766 га, выход хвол стов до 19,4 млн. м в год, максимальная высота 95м) и гидроотвал меловых пород вскрыши с песчаной ограждающей дамбой из вскрышных пород (проектная площадь 330 га, укладываемый объем гидровскрыщи до 6 млн.м /год, максимальная высота 45м), формируют единое гидроотвально-хвостовое хозяйство ЛГОКа, создание которого направлено на рациональное складирование хвостов, снижение безвозвратных потерь воды путем посекционного заполнения хвостохранилища и объединения прудов-осветлителей этих сооружений. К гидроотвально-хвостовому хозяйству ЛГОКа непосредственно примыкают меловой отвал и хвостохранилище Стойленского ГОКа (проектная площадь — 650 га, выход хвостов - до 9 млн. mj /год, максимальная высота - 47 м), формируя «узел» объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА. Отходы обогащения комбината КМАРуда складируются в хвостохранилище ЛГОКа.

Совершенствование формирования гидроотвалов и хвостохранилищ -актуальная научно-практическая задача. Её решение позволяет обеспечить промышленную и экологическую безопасность намывных горнотехнических сооружений, сократить площади земельного отвода под эти объекты, осуществлять эффективное использование их поверхности. Разработка и внедрение рациональных технологий формирования намывных сооружений ЛГОКа осуществляется прежде всего их комплексным геологическим обеспечением, способами формирования, устойчивостью дамб при их наращивании за счет усиления откосных сооружений в сочетании с проведением дренажных мероприятий, максимальным использованием особенностей рельефа овражно-балочной сети и учетом ряда других факторов.

Цель работы заключается в разработке геолого-технологического обоснования формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств на основе оптимизации параметров гидротранспорта и складируемых материалов, методов оценки изменения состояния откосных сооружений и экологического мониторинга, обеспечивающих промышленную и экологическую безопасность высоких темпов наращивания существующих и рекультивации заполненных хвостохранилищ.

Идея работы — на основе комплексного мониторинга геологических, технологических и экологических параметров сооружений формируемого гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа производить оперативную оценку его состояния и возникающих гидрогеомеханических процессов на границе с меловыми отвалами СГОКа для своевременного изменения параметров отвалообразования с целью предотвращения возникновения негативных последствий.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработка геолого-технологического обоснования формирования гидроотвально-хвостовых хозяйств базируется на результатах натурных исследований техногенных грунтов и вмещающих их пород, наблюдениях за состоянием этих сооружений и оперативной оценке с применением удаленного гидрогеомеханического контроля и прогнозе устойчивости и уплотняе-мости отвальных массивов

2. Параметры ведения отвальных работ (интенсивность намыва и отсыпки, конструкция откосных сооружений, типы и расположение дренажных устройств) на гидроотвалах, хвостохранилищах и отвальных насыпях необходимо корректировать на основе мониторинга, включающего маркшейдерские, инженерно-геологические, геомеханические, гидрогеологические, лито-геохимические и гидрогеохимические наблюдения за состоянием этих объектов. Важнейшими элементами мониторинга обводненных техногенных массивов являются натурные измерения порового давления и расчет коэф- ^ фициента запаса устойчивости отвального сооружения.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается:

- результатами проектных проработок ^рекомендуемых решений, основанных на результатах натурных и лабораторных исследований физико-механических и геомеханических свойств намывных отложений гидроот-вально-хвостового хозяйства ЛГОКа и вмещающих их пород;

- сходимостью результатов расчетов и натурных экспериментов и наблюдений;

- положительной апробацией полученных результатов при обосновании параметров головной дамбы хвостохранилища и гидроотвала «Балка Суры» ЛГОКа; внедрением рекомендаций на намывных сооружениях КМА. Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий: анализ опыта возведения намывных горнотехнических сооружений и причин возникновения аварий на объектах России и ряда зарубежных стран; системно-структурный анализ строения гидроотвалов и хвостохрани-лищ; натурные и лабораторные исследования состояния и свойств намывных и насыпных техногенных отложений и пород их оснований; дистанционный контроль устойчивости откосных сооружений; гидрохимический анализ воды, водных и аммонийно-ацетатных вытяжек, донных осадков, а также методы теорий фильтрационной консолидации и предельного напряженного состояния и опытно-промышленные испытания разработанных рекомендаций на действующих отвальных сооружениях.

Научное значение работы состоит в установлении: пространственно-временной изменчивости физико-механических свойств намывных отложений для получения надежной информации об их уплотняемости, несущей способности и устойчивости откосных сооружений; целесообразности удаленного гидрогеомеханического контроля с заданной периодичностью замеров порового давления и расчетов коэффициента запаса устойчивости; эффективности различных конструкций экранов, «стерильности» хвостов и гидрогеохимической оценки вод хвостохранилищ для их последующего использования.

Практическая ценность работы заключается: в обосновании способов и средств, обеспечивающих безопасную технологию формирования намывных горнотехнических сооружений, и разработке элементов технологических схем, позволяющих ее совершенствовать; в установлении экологических показателей намывных техногенных отложений; в разработке рекомендаций по параметрам отвальных сооружений.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные рекомендации по параметрам гидравлического транспортирования для комбината «КМАРуда» позволили обосновать эксплуатацию труб 0 800мм при работе в заиленном режиме. Рассчитанные параметры формирования головных плотин гидроотвально-хвостового хозяйства ЛГОКа использованы в технических проектах их наращивания. Выполненными геохимическими исследованиями отходов рудо обогащения ЛГОКа установлена их относительная экологическая безопасность и обоснована эффективная работа глинисто-меловых экранов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Климашевский, Юрий Александрович

ВЫВОДЫ

1. Примененная на ЛГОКе методика рекультивации заполненных хвостохранилищ с использованием намывных суглинистых и суглинисто-меловых экранов обеспечивает надежную консервацию хвостов рудообогащения и предотвращает их воздействие на биосферу, в том числе на почвенно-растительный слой.

2. По технологическим характеристикам растворы хвостохранилища, фильтрующиеся через его головную дамбу, в основном отвечают требованиям, предъявляемым к водам культурно-бытового назначения.

3. Отмеченная тенденция неравномерного снижения концентраций ряда элементов (Mn, Fe, Со, Ni, Ti, V, Сг, W и т.п.) вниз по разрезу от ПРС к субстрату свидетельствует о поверхностном источнике загрязнения почв на территориях, примыкающих к ЛГОКу.

4. Сравнение набора основных микроэлементов-загрязнителей почв и донных осадков (V, Сг, Zn, В) и набора микроэлементов, характерных для хвостов рудообогащения (Си, W, Fe, Si), свидетельствует о наличии дополнительного, внегоковского источника загрязнений.

5. Наличие в почвах и донных осадках относительно высоких концентраций Сг, V, Ni, Со, а также Мп наводит на мысль о металлургическом источнике возможных загрязнений, что вполне вероятно в связи с наличием в г. Старый Оскол крупных металлургических предприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. В результате анализа предшествующих исследований и опыта эксплуатации гидротранспортных систем на объектах КМА обоснована целесообразность использования глинистого материала при гидротранспорте абразивных хвостов - отходов рудообогащения ЛГОКа. Комбинатом «КМАРуда» использовались в разные периоды трубы различного диаметра при неизменном оборудовании и мощности электродвигателей. С учетом данных промышленного эксперимента дано обоснование эксплуатации труб диаметром 800мм при работе в заиленном режиме. При этом фактическая производительность гидротранспортирования увеличилась на 20 — 25% (с л

4000 до 5000м /час по пульпе) и снизился износ труб.

3. Произведены расчеты устойчивости головных дамб действующих хвостохранилища и гидроотвала (отсек №7) ЛГОКа, по контрольным створам и определены объемы хвостов — 273 млн.м и гидровскрыши — 92 млн.м при наращивании гидротехнического сооружения, объединяющего гидроотвал и хвостохранилище, до отметки 242,0м. Без усиления низовых откосов формирование ограждающих дамб до этой отметки гребня возможно с использованием профиля с генеральным углом низового откоса рг~10°.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Климашевский, Юрий Александрович, Москва

1. Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений. М., Стройиздат, 1973, 288 с.

2. Абелев М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. М., Стройиздат, 1983.

3. Аксенов А.С. Основные принципиальные положения конструирования ограждающих сооружений хвосто- и шламохранилищ.- Белгород, ВИОГЕМ, 1997, с.144-150.

4. Андреев С.Е., Перов В.А., Зверевич В.В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М., Недра, 1980, 415с.

5. Барский Л.А. Основы минералогии. Теория и технология разделения минералов. М., Наука, 1984, 269с.

6. Барский М.Д. Оптимизация процессов разделения зернистых материалов. М., Недра, 1978, 167с.

7. Батугин С.А., Бирюков А.В., Крылатчанов Р.Н. Гранулометрия геоматериалов. Новосибирск, Наука, СО АН СССР, 1989, 171с.

8. Бересневич П.В., Кузменко П.К., Нежейцева Н.Г. Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилищ. М., Недра, 1993, 128с.

9. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. -М., Недра, 1986, 272с.

10. Бондарик Г.К. Основы теории изменчивости инженерно-геологических свойств горных пород. М., Недра, 1971, 272с.

11. Виленский Т.В. Расчет систем золоулавливания и шлакозолоудаления. «Энергия», 1964.

12. Волнин Б.А. Технология гидромеханизации в гидротехническом строительстве. М., Энергия, 1965, 260с.

13. Гальперин A.M. Геомеханика открытых горных работ М., МГГУ, 2003, с.474.

14. Гальперин A.M. Управление состоянием намывным массивом на горных предприятиях. М., Недра, 1988, 198 с.

15. Гальперин A.M., Дьячков Ю.Н. Гидромеханизированные природоохранные технологии. М., Недра, 1993, 254 с.

16. Гальперин A.M., Зайцев B.C. Инженерная геология М., МГГУ, 2009, с.396.

17. Гальперин A.M., Зайцев B.C., Стрельников А.В. и др. Способ контроля состояния намывных массивов. А.С. №1188322. БИ № 40, 1985.

18. Гальперин A.M., Зайцев B.C., Харитоненко Г.Н., Норватов Ю.А. Гидрогеология М., МГГУ, 2008, с.401.

19. Гальперин A.M., Кириченко Ю.В., Ферстер В., Шеф Х.-Ю. -Геоэкологическое обоснование рекультивации намывных горнотехнических сооружений. Горный журнал, М., 1998, № 7, с.56-61.

20. Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Литомониторинг на железорудных карьерах КМА. Инженерная геология , 1987, № 3, с. 3-14.

21. Гальперин A.M., Тищенко Т.В., Жилин С.Н. Технологии экологически безопасного освоения намывных техногенных массивов на горных предприятиях // Геоэкология, 2005, №2.

22. Гальперин A.M., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов // М.: МГГУ, т.1и2, 2006, 654с.

23. Гальперин A.M., Шафаренко Е.М. Реологические расчеты горнотехнических сооружений. М., Недра, 1977.

24. Гидравлическое складирование отходов обогащения: Справочник / Кибирев В.И., Райлян Г.А., Сазонов Г.Т. и др./ М., Недра, 1991, 207с.

25. Гидрозолоудаление на электрических станциях. Сборник статей под ред. С.М. Шухера. Госэнергоиздат,1957.

26. Гидротранспорт грунтов с частичным заилением грунтовода. Диссертация Т.Д. Калининой, 1952.

27. Годлевская Г.И., Кутепов Ю.И., Демченко А.В. Исследование условий консолидации пород гидроотвалов при нагружении.- Тр. ЛГИ, сб. «Физические процессы горного производства. Фильтрационные и миграционные процессы в массиве горных пород», 1985, с. 81-89.

28. Голева Р.В., Дубинчук В.Т., Коровушкин В.В. и др. Формы нахождения токсичных веществ в твердофазных объектах окружающей среды и методы их выявления. Геоэкол. исследования и охрана недр, 1994, 3№, с.52-59.

29. Голодковская Г.А., Королев В.А., Куринов М.Б. Методологические основы оценки эколого-геологического состояния территорий промышленных регионов. М., МГУ, 1995, Геол., ч.2, с.102-108.

30. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Опыт функционального анализа эколого-геологических систем промышленных регионов. Геоэкология, 1999, № 5, с. 399-407.

31. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Эколого-геологические ииследо-вания : концепция и методология, Тр.междунар.науч.конф.-Инженерная геоло-гия сегодня и завтра, изд-во МГУ, 1996, с.121-128.

32. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. М., Недра, 1981.

33. Госгортехнадзор России «Правила безопасности при эксплуатации хвостовых, шламовых и гидроотвальных хозяйств». НИИ Виогемминпрома России, 1997, 99с.

34. Грязнов Т. А. Оценка показателей свойств грунтов полевыми методами. М., Недра, 1984.

35. Дементьев М.А. Современное состояние теории движения наносов. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1956.

36. Демченко А.В. Технология возведения дренажных элементов во внутренних зонах гидроотвала. Уголь, 1997, № 11

37. Демченко А.В. Формирование дренажных элементов гидроотвалов разрезов Кузбасса для повышения их вместимости и устойчивости. Автореферат на соиск. уч. степ.канд.техн.наук., М., МГГУ,1999, 24 с.

38. Дудлер И.В. Инженерно-геологический контроль при возведении и эксплуатации намывных сооружений. М., Стройиздат, 1987, 185 с.

39. Евдокимов П.Д. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик М., Госгортехиздат, 1960, 420с.

40. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.П. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. М., Недра, 1979, 439с.

41. Ершов В.В. Основы горнопромышленной геологии: Учеб. для вузов. -М., Недра, 1988, 328с.

42. Жидков Р.Ю., Пуневский С. А., Панфилов А.Ю. Зондирование намывных массивов тонко дисперсных отложений М., МГГУ, ГИАБ, №8,2007.

43. Жилин С.Н. Инженерно-геологическая и геомеханическая оценка возможностей последующего многоцелевого использования намывных территорий в регионе КМА М., МГГУ, ГИАБ, №10, 2006, с.118-122.

44. Задворный Г.М., Нагли Е.З. Напорный гидротранспорт золы и шлака. ВНИИГ Информационное сообщение. Госэнергоиздат, 1963.

45. Задворный Г.М., Нагли Е.З. Напорный гидротранспорт золы и шлака. «Электрические станции», №8, 1961.

46. Зарецкий Ю.К. Вязко-пластичность грунтов и расчеты сооружений. -М., Стройиздат, 1988.

47. Зарецкий Ю.К., Вялов С.С. Вопросы структурной механики глинистых грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов, 1971, № 3, с. 1-5.

48. Ильин С.А., Гальперин A.M., Стрельцов В.И., Киянец А.В. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах. — М.: Недра, 1985.

49. Инструкция о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам Госгортехнадзора России (РД 03-259-98), утв. Постановлением Госгортехнадзора России № 2 от 12.01.98.

50. Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов. И 59 72, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1972.

51. Инструкция по разработке грунтов гидро-насосно-землесосными установками Гидромехпроект, М., 1983, 45с.

52. Казикаев Д.М. Геомеханика подземной разработки руд: Учебник для вузов. М.: Издательство МГГУ, 2005, 542с.

53. Казикаев Д.М. Комбинированная разработка рудных месторождений: Учебник для вузов. — М.: Издательство МГГУ, 2008, 363с.

54. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М., Стройиздат, 1983, 169 с.

55. Кириченко Ю.В., Кретов С.И., Григорьев В.В. и др. Дистанционный геомеханический контроль дамб хвостохранилища Михайловского ГОКа, Горный журнал, 2007, №11, сс.28-31.

56. Кириченко Ю.В., Щекина М.В. Современные методы и способы контроля геомеханических процессов в намывных горнотехнических сооружениях. Горный инф.- аналит.бюлл., М., МГГУ, вып.6, 1998, с.90-94.

57. Климашевский Ю.А. Эффективность экранирования пылящих зон хвостохранилищ Маркшейдерия и недропользование, №5, 2008,с.64-66.

58. Корректировка проекта гидротехнических сооружений «Реконструкция хвостового хозяйства Лебединского ГОКа с целью поддержания его мощностии увеличения емкости хвостохранилища», ОАО «Укргидропроект», 2002, 106с.

59. Крячко О.Ю. Управление отвалами открытых горных работ. М., Недра, 1980.

60. Кутепов Ю.И. Инженерно-геологические исследования на гидроотвалах. В кн.: Иванов И.П. Инженерно-геологические исследования в горном деле.- JL,: Недра, 1987, с. 198-215.

61. Кутепов Ю.И., Зуй В.Н., Панфилов А.Ю., Пуневский С.А. Дистанционный контроль устойчивости намывных массивов. — МГГУ, ГИАБ, №9,2008, с.73-86.

62. Ларичев Л.Н., Тищенко Т.В., Климашевский Ю.А. Исследование распределения элементов загрязнителей в системе вода донные осадки водных объектов Старооскольско-Губкинского района - М., МГГУ, ГИАБ, №5, 2008, с.145-151.

63. Мазур И.И., Молдованов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. -М., Высшая школа, 1996, т.1 и 2, 1294с.

64. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.

65. Мелентьев В.А., Калпашников Н.П., Волнин Б.А. Намывные гидротехнические сооружения. М., Энергия, 1973, 247с.

66. Методика расчета надводной раскладки хвостов горно-обогатительных комбинатов НИИСП, Киев, 1972.

67. Методы минералогических исследований. М., Недра, 1985, с.345- 364.

68. Милентьев В.А. Проектирование и возведение хвостохранилищ за рубежом. Обогащение руд, 1981, №2, с.42-44.

69. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография в 3-х томах. Том 1 Теоретическое изучение и моделирование геомиграционных процессов. М., Издательство МГГУ, 1998, 611с.

70. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Опытно- миграционные работы в водоносных пластах. М., Недра, 1986, 240с.

71. Мироненко В. А., Стрельский Ф.П. Практическое применение принципов гидрогеомеханики в целях повышения промышленной и экологической безопасности горных работ. Инженерная геология, 1989,№ 5.

72. Мироненко В.А., Шестаков В.М. Основы гидрогеомеханики. М., Недра, 1974.

73. Мосейкин В.В. Вопросы геолого-промышленной оценки техногенных месторождений. Изв. вузов, 1993, №2, с.88-99.

74. Мосейкин В.В. Некоторые вопросы экологической оценки хвостохранилищ. В кн. Экологические проблемы горного производства, переработка и размещение отходов, - М., МГИ, 1995, с.532-534.

75. Мосейкин В.В., Климашевский Ю.А., Горбатов Ю.П. Гидротранспорт грунта в режиме частичного заиления пульпопровода «Гидротехническое строительство», № 11, 2007, с.36-38.

76. Мосейкин В.В., Зайцев B.C., Жилин С.Н., Уваров М.П. Карст в отложениях гидроотвала Лебединского ГОКа Геоэкология №2, 2005, с. 164-170.

77. Мосейкин В.В., Климашевский Ю.А. Выбор оптимальных режимов работы гидротранспорта раздельнозернистых материалов ГИАБ, № 122007, с. 117-122.

78. Мосейкин В.В., Климашевский Ю.А. Природоохранные аспекты формирования гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА Маркшейдерия и недропользование, №6,2008, с.33-41.

79. Неляпин И.И., Климашевский А.Л. Производственное водоснабжение й хвостовое хозяйство на обогатительной фабрике ОАО «Лебединский ГОК»// Горный журнал, 2003, №9.

80. Нурок Г.А. Гидромеханизация открытых работ. М., Недра, 1970, 584с.

81. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ Недра, М., 1979, 550с.

82. Нурок Г.А., Лутавинов А.Г., Шерстюк А.Д. Гидроотвалы на карьерах. -М., Недра, 1977,312 с.

83. Осипов В.И Геоэкология: понятие, задачи, приоритеты. Тр. Международной науч. конференции Москва, М., МГГУ, 1996, с.188-120.

84. Отчет НИР ГЕО-45 «Исследование физико-механических свойств отходов переработки скальной вскрыши ОАО «Лебединского ГОК» и обоснование допустимых параметров и технологии их складирования», (заключительный), Москва, МГГУ, 2008.

85. Отчет по работе ГЕО-51 «Инженерно-геологическое обоснование безопасных параметров ограждающих дамб хвостохранилища ОАО «Лебединский горно-обогатительный комбинат» при формировании их отсыпкой скальной вскрышей». Москва, МГГУ, 2007.

86. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М., Недра, 1985, 307с.

87. Павленко В.М., Алинов В.М., Кравченко Н.П. и др. Опыт строительства и рекультивации гидроотвала Березовый лог. Гидротехническое строительство 1985, № 9, с. 32-35.

88. Пищенко И.А., Скочеляс Б.А. Гидравлические исследования движения взвесенесущих потоков по горизонтальным трубопроводам. «Химическое машиностроение», 4.1, Киев, 1965.

89. Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов (ПБ 03-438-02), утв. Постановлением Госгортехнадзора России № 6 от 28.01.2002.

90. Проект 2-ой очереди строительства карьера по добыче богатых руд и неокисленных кварцитов на Михайловском ГОКе. Белгород, ЦентроГипроРуда, 1966.

91. Промышленное водоснабжение обогатительного хозяйства Михайловского ГОКа и строительство хвостохранилища на р. Песочной. -Белгород, ЦентроГипроРуда СоюзводоканалНИИпроект, 1970.

92. Пуневский С. А., Лазарева М.А., Тавостин М.Н. Результаты определения прочностных характеристик техногенных отложений гидроотвала «Березовый Лог» на приборах компрессионного типа стабилометрах УСВ-2 ГИАБ, МГГУ, №7, 2006, с.97-100.

93. Расчет потерь напора при гидротранспорте грунтов в незаиленных и заиленных трубах МИСИ, 1959.

94. Рекомендации по намыву шламов (хвостов) в плотины и дамбы шламохранилищ железорудных горно-обогатительных комбинатов Госстрой СССР, НИИСП, Киев, 1967, 120 с.

95. Рекомендации по расчету фракционирования грунтов хвостохранилищ (при намыве). Механобр МЦМ СССР, Л., 1982.

96. Саец Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. -М., Недра, 1990,335с.

97. Сарвин Г.Т. Из практики эксплуатации хвостохранилищ. М., Атомиздат, 1980, с. 28- 32.

98. Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М., Недра, 1985, 285с.

99. Совершенствование технологии формирования хвостохранилища Лебединского ГОКа при превышении естественных отметок местности, обеспечивающий минимальный экологический ущерб территории и биосферному заповеднику «Ямская степь». НИР 021069, НИИКМА, 2003.

100. Способ возведения намывного основания / А.М.Гальперин, Ю.Н.Дьячков, В.И.Евдокимова, В.А.Мешков, В.М.Павленко. А.С. 663777 (СССР)- Опубл.в Б.И., 1979, № 19.

101. Справочник по охране окружающей среды. Ростов-на-Д.: Феникс, 1996, т. 1 и 2, 512с.

102. Справочник по пыле- и золоулавниванию. /Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др./ М., Энергоатомиздат, 1983, 312с.

103. Стандартизация экологических требований к новым конструкциям и технологиям. Смирнов Е.П. Стандарты и качество. - 1995, №7, с.37-38.

104. Стойленский горно-обогатительный комбинат. Вскрышные работы с применением гидромеханизации, «ЦЕНТРОГИПРОРУДА»,Белгород, 1990,136с.

105. Сысоев Ю.М., Кузнецов Г.И. Проектирование и строительство золоотвалов. М., Энергоатомиздат, 1990, 248с.

106. Технологический регламент по формированию нижнего яруса южного ж.-д. отвала смешанных вскрышных пород ОАО «Стойленский ГОК», ВИОГЕМ, Белгород, 2007, 7с.

107. Тихонов О.Н. Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых. М., Недра, 1984, 207с.

108. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах.- МГГУ, 1994, 418 с.

109. Трубецкой К.Н., Уманец В.Н., Никитин М.Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия. М. ,Горный журнал, 1989, №12, с.6-9.

110. Уостер и Денни. Гидравлический транспорт твердых тел в трубах. Перевод, 1955.

111. Успенский В.А. Расчет центрального гидроаппарата смешанной системы гидрозолоудаления. Журнал «Электрические станции» № 8, 1946.

112. Федеральный Закон «О безопасности гидротехнических сооружений» (ФЗ №117 от 23.06.1997).

113. Федеральный закон «Об экологической экспертизе» , 1995.

114. Федоров И.С., Добровинская О.Х. Свойства и расчетные характеристики намытых хвостов рудообогатительных фабрик. М., Недра, 1970, 152с.

115. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообогащения. -М., 1985,228с.

116. Хованский А.Д. Геохимия аквальных ландшафтов Ростов-на-Д., 1993, 247с.

117. Цытович Н.А. Механика грунтов. Стройиздат, 1968.

118. Цытович Н.А., Зарецкий Ю.К., Малышев М.В. и др. Прогноз скорости осадок оснований сооружений. М., Стройиздат, 1967.

119. Черкащенко Н.А, Зотеев В.Г. Экология хвостохранилищ большой емкости./Мат. IY Международного симпозиума "Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях. Белгород: Виогем,1997, с. 165 -168.

120. Щупановский В.Ф., Бабец A.M. Опыт решения экологических проблем // Горный журнал, 1996, №3.

121. Юфин А.П. Напорный гидротранспорт. Госэгнергоиздат, 1950.

122. Юфин А.П. Гидромеханизация, Стройиздат, 1974.

123. Юфин А.П. Гидромеханизация. Издательство литературы по строительству, М., 1965, 496с.

124. Ялтанец И.М. Проектирование гидромеханизации открытых горных работ.-МГГУ, 1994, 481с.

125. A guide to tailings dams and impoundments, Bulletin 106, ICOLD, Paris, 1996, 240 p.

126. Galperin A.M., Zoui V.N. Automation of complex sounding in hydrodumps and tailings dams.- 2-nd Regional APCOM-97 SYMPOSIUM on Computer Applications and operations Research in the Mineral Industries, Moscow , Russia, 1997, p.29-31.

127. Large dams in Chili. CIGB,ICOLD, Santiago-Chili 1996, 271 p.

128. Luis Valenzuela Characteristics of Chilean tailings dams.- in Large dams in Chili, Santiago-Chili, 1996, p.p. 165-178.

129. Monitoring on tailings dams. Review and recommendations. Bulletin 104. ICOLD. Commitee on mine and industrial tailings dams. Paris, 1996, 127p.

130. Ritcey G.M. Tailing management .ELSEVIER Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo, 1989, 970 p.

Информация о работе

Климашевский, Юрий Александрович
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.16

Диссертация

Геолого-технологическое обоснование формирования объединенных гидроотвально-хвостовых хозяйств Старо-Оскольского железорудного района КМА - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы