Обоснование геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких угольных разрезов

Коробкова, Елена Ананьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких угольных разрезов
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких угольных разрезов"

На правах рукописи

КОРОБКОВА Елена Ананьевна

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ КОНСЕРВАЦИИ НЕГЛУБОКИХ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая, строительная)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск 2011

4844360

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Тальгамер Борис Леонидович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Косолапов Александр Иннокентьевич доктор технических наук, профессор Костромин Михаил Витальевич

Ведущая организация

ОАО «Востсибгипрошахт»

Защита состоится 11.05.2011 в 14С0 на заседании диссертационного совета Д212.073.07 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «К», конференц-зал. Факс (3852) 405104, e-mail: go_gor@istu.edu.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета

Автореферат разослан^/марта 2011 года.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба отправлять на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

В.П. Федорко

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время продолжается реструктуризация угольной промышленности, которая сопровождается как вводом новых угледобывающих предприятий, так и консервацией низкорентабельных объектов. В Иркутской области за последнее десятилетие вновь введен в эксплуатацию ряд объектов по добыче угля, в том числе разрезы Каратаевский, Шиткино, Глинки, Думски, Раздолье, участок «Головинский». Одновременно только за 2005-2010 годы было законсервировано более десяти угледобывающих объектов.

В большинстве случаев основной причиной консервации является низкая рентабельность предприятия. Вместе с тем с учетом нарастания потребности в угле (анализ территориальной структуры добычи угля в РФ показал, что доля Сибирского федерального округа возрастет с 79% в 2003 г. до 86% в 2020 г.) при постепенном ухудшении горно-геологических условий разработки месторождений через определенный промежуток времени законсервированные объекты вновь могут эффективно эксплуатироваться, таким образом, актуальность как консервации, так и расконсервации становится очевидной.

Опыт проектирования, а также анализ проектов консервации горнодобывающих объектов свидетельствует о недостатке необходимой нормативно-технической документации, определяющей способы, технологию и параметры консервации. Отсутствуют методики расчета целесообразных сроков консервации, которые в проектах принимаются ориентировочно 5-10 лет. Объемы работ по консервации в проектах устанавливаются минимальные, что с экологической точки зрения вряд ли следует считать рациональным. При этом, если для сухого способа консервации кое-какие рекомендации все-таки имеются и здесь можно использовать технологические схемы, разработанные для рекультивации, то для мокрого способа консервации приемлемых технических решений очень мало. При консервации карьеров с затоплением выработанного пространства, несмотря на интенсивные эрозионные процессы вдоль береговой линии, работы по укреплению бортов создаваемого водоема, как правило, не предусматриваются и не проводятся.

В связи с этим весьма актуальной является задача по обоснованию геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких разрезов с затоплением выработанного пространства.

Цель работы: изыскание рациональных технологических схем мокрой консервации неглубоких угольных разрезов с обоснованием целесообразных сроков их расконсервации.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: -анализ результатов реструктуризации угольной промышленности и прогнозирование развития угледобычи;

- анализ проектов консервации угледобывающих объектов;

- проведение натурных исследований законсервированных участков и разрезов;

- разработка методик обоснования продолжительности консервации;

- совершенствование технологических схем консервации угледобывающих объектов в различных горнотехнических условиях;

- зколого-экономическая оценка предложенных технических решений.

Идея работы: выбор способа, технологии и параметров консервации разрезов и участков горных работ должен производиться после обоснования целесообразной продолжительности консервации на основе прогнозирования динамики горнотехнических условий разработки месторождений, цен на полезное ископаемое и технико-экономических показателей горных работ.

Защищаемые научные положения:

1. Геотехнологические параметры консервации горнодобывающих объектов должны устанавливаться не только с учетом способа и технологии осуществления работ, но и в зависимости от сроков консервации и природно-климатических факторов региона.

2. При консервации угольных разрезов на кратковременный период ее продолжительность должна устанавливаться на основе прогнозирования экономических показателей добычи угля, а при более длительных периодах - на основе прогнозирования динамики горнотехнических параметров горных работ (например, коэффициента вскрыши, показателя трудности разработки), прогноз которых может быть выполнен с достаточно высокой точностью.

3. При мокром способе консервации горнодобывающих объектов на достаточно длительный срок вдоль береговой линии необходимо формировать пляжную зону с учетом процесса волнообразования, пределов колебания уровня воды в водоеме и обеспечения условий безопасности.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выявлена степень влияния экономических и горнотехнических показателей на продолжительность консервации.

2. Обоснованы критерии для расчета продолжительности консервации горнодобывающих объектов.

3. Установлен характер зависимости себестоимости добычи полезного ископаемого от коэффициента вскрыши для условий разработки угольных месторождений Восточной Сибири.

4. Определена погрешность прогнозирования экономических и горнотехнических показателей добычи угля;

5. Установлена зависимость параметров пляжной зоны от размеров водоема в выработанном пространстве и природно-климатических факторов региона.

Практическая значимость работы

1. Предложена методика расчета продолжительности консервации на основе прогнозирования цены на уголь и себестоимости его добычи.

2. Разработаны методики расчета сроков консервации с использованием коэффициента вскрыши и показателя трудности разработки.

3. Разработаны и обоснованы технологические схемы консервации неглубоких угольных разрезов в зависимости от ее продолжительности, позволяющие обеспечить сохранность запасов и сократить эрозионные процессы.

Методы исследования: анализ и обобщение литературных источников и латентных материалов; анализ теоретических разработок и производственного опыта; наблюдения и натурные исследования законсервированных объектов; математическая обработка статистических данных; графоаналитические методы расчетов.

Личный вклад автора: сформулированы задачи исследований и разработана методология их решения; проведены натурные наблюдения и исследования с целью выявления факторов, позволяющих совершенствовать существующие технологии консервации; разработаны и обоснованы методики расчета продолжительности консервации горнодобывающих объектов в зависимости от экономических и горнотехнических параметров; разработаны технологические схемы консервации, учитывающие ее продолжительность.

Реализация работы. Результаты исследований использовались в проектах консервации горнодобывающих объектов, выполненных проектно-конструкторским бюро (ПКБ) «Горняк», в учебном пособии «Угольная промышленность Иркутской области: история и перспективы развития» и при чтении лекций по дисциплинам горного направления в Черемховском горнотехническом колледже и ИрГТУ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы и ее отдельные положения докладывались и обсуждались на конференциях: Межрегиональной научно-практической конференции «Современный подход к системе безопасности труда в горнодобывающей промышленности» (г. Черемхово, 2007, 2010 гг.); Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири» (г. Иркутск, 2007-2010 гг.); научных симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва 2009-2011 гг.); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Безопасность - 2009» и «Безопасность - 2010» (г. Иркутск 2009, 2010 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие горно-металлургической отрасли» (г. Иркутск, 2009 г.); Восьмой межрегиональной научно-практической конференции (г. Чита, 2010 г.); Восьмой международной научно-практической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (г. Красноярск, 2010 г.).

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, 5 приложений, изложена на 181 странице машинописного текста, включая 58 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 176 наименований.

Основное содержание работы

В первой главе диссертации показана роль угля в экономике и энергетике как мирового и общероссийского масштаба, так и Восточносибирского региона, включая Иркутскую область. Изложены основные проблемы и приведены направления развития топливно-энергетического комплекса. Сформулированы цель и основные задачи, решаемые в диссертации.

Во второй главе изложена методика и представлены результаты натурных исследований законсервированных объектов, сделан анализ требований к консервации.

В третьей главе обоснованы критерии, обуславливающие продолжительность консервации, сделан анализ прогнозов угледобычи и предложена методика расчета продолжительности консервации с использованием экономических показателей. Выполнена оценка погрешностей прогнозирования технико-экономических и горнотехнических условий разработки угольных месторождений.

В четвертой главе проанализированы динамика горнотехнических параметров на угольных разрезах и прогнозы условий угледобычи. Разработаны методики расчета сроков консервации с использованием коэффициента вскрыши и показателя трудности разработки запасов.

В пятой главе предложена классификация схем консервации, выполнен анализ условий и установлены области применения существующих схем консервации, показана необходимость их совершенствования. Предложены технологические схемы мокрой консервации и сделана их эколого-экономическая оценка.

Теоретической базой настоящей работы послужили труды ведущих инженеров и ученых России в области совершенствования угледобычи, в том числе с проведением реструктуризации угольной промышленности (Б.Ф. Братченко, В.Е. Зайденварг, В.М. Зыков, Ю.Н. Малышев, Л.А. Пучков, А.Д. Соколов, М.И. Щадов, И.М. Щадов и др.) и рекультивации нарушенных земель (Б.Н. Болотова, Ю.В. Бубис, И.И. Вашлаев, А.И. Гайдин, В.А. Галкин, В.Д. Горлов, B.C. Коваленко, B.JI. Коврыжников, В.П Костовец-кий, М.В. Костромин, В.Д. Ломтадзе, A.M. Михайлов, Ю.М. Овешников, В.Г. Пятаков, Г.В. Секисов, К.Е. Судаков, П.И. Томаков, КН. Трубецкой, B.C. Хохряков, Н.Н. Чаплыгин, В.В. Чемезов, А.Д. Элькин, Г.А. Юргенсон и др.).

В рамках решения указанных выше задач защищаются следующие научные положения:

В настоящее время для рекультивации нарушенных земель разработано достаточно большое количество инструкций как для различных подотраслей горнодобывающей промышленности, так и для разных географических и климатических рай-

онов. Вместе с тем для работ по консервации какая-либо инструктивно-нормативная документация практически отсутствует, хотя в зависимости от сроков консервации, состава пород, горнотехнических условий залегания полезного ископаемого и расположения горных выработок требования к параметрам консервируемого объекта будут существенно отличаться.

С целью оценки эффективности консервации разрезов и участков горных работ нами в 2007-2010 гг. были проведены натурные исследования на нескольких объектах, имеющих разные горногеологические и хронологические характеристики. Большинство из объектов были законсервированы мокрым способом с затоплением вскрытого полезного ископаемого. Исследования позволили установить наличие на многих объектах экологически неблагоприятных факторов, способствующих эрозионным процессам и препятствующих естественному восстановлению нарушенных земель.

Большие колебания уровня воды в созданных водоемах, связанные с интенсивностью атмосферных осадков, мощностью снежного покрова и продолжительностью его таяния, негативно влияют на состояние прибрежной зоны и качество воды. При подъеме уровня затапливается прибрежная растительность, которая начинает гнить в воде, а при понижении уровня гибнет водная фауна, усиливается смыв ранее отложившихся илистых частиц и органики с берега в воду. То и другое отрицательно сказывается на санитарно-гигиеническом состоянии водоема. Учитывая то, что намечаемый срок окончания консервации, как правило, в последующем переносится на более отдаленные годы и часто бывает высока вероятность ликвидации данного объекта, консервацию следует проводить с исключением эрозионных процессов и интенсификацией естественного самовосстановления растительности по берегам водоема и под водой.

К основным параметрам, определяющим условия и объемы работ по консервации разрезов, следует отнести углы откосов отвалов и бортов, в том числе выше и ниже уровня воды; количество и размеры террас, в том числе пляжной зоны; характеристику и толщину перекрывающих борта и дно выработки материалов, обеспечивающих предотвращение эрозии и самовозгорания, повышение устойчивости, возможность самозарастания.

При кратковременных сроках консервации до 5 лет борта выработки и склоны отвалов следует оставлять с устойчивыми углами откосов, что предотвратит их обрушение, осыпание, оползание и уменьшит эрозионные процессы, связанные с размывом и выветриванием и, как следствие, усилит самозарастание. Для пород большинства угольных разрезов устойчивый угол бортов составляет 45°, устойчивый угол откосов отвалов - 37°. Для удаленных и малодоступных объектов объемы по консервации должны быть самыми минимальными и связанными только с предотвращением интенсивной эрозии. Для условий созданного техногенного водоема на одном из участков разреза «Черемховский» в этом случае объемы работ составят 60 тыс. м3 (рис. 1а).

(а, б); и длительной консервации (в): В_\ - пласт угля; I— -1 - контур нарушенной поверхности до консервации

В случае расположения объекта вблизи населенных пунктов, где велика вероятность проникновения на объект людей и животных, необходимо формирование пляжной зоны с выполаживанием береговой линии до угла 8-12°. Пляжная зона выше уровня воды выполаживается па длину вкатывания волн, а подводная часть до глубины 1,5 м (рис. 16). При этом объем работ по консервации увеличится до 150 тыс.м3.

При консервации на сроки более 5 лет выполаживание бортов и откосов целесообразно производить исходя из минимальных требований к рекультивации приро-дозащитного направления. Применительно к условиям консервации участка разреза «Черемховский» выполаживание бортов выше уровня грунтовых вод целесообразно до угла откоса 23°, а ниже уровня воды до глубины полутора метров - до угла 7-10° (рис. 1в). В этом случае объем работ по выполаживанию бортов разреза и откосов отвалов вдоль наиболее глубокой части водоема составит уже около 250 тыс.м3.

Кроме этого в процессе наблюдений нами установлено влияние на процесс абразии и общее экологическое состояние водоемов большого количества природно-климатических факторов, которые необходимо учитывать при обосновании параметров консервации. К основным из них относятся: направление и скорость ветра, экспозиция склонов, величина и интенсивность осадков, мощность снежного покрова и продолжительность его таяния, термограф района.

Направление и скорость ветра обуславливают размеры волн в водоеме и степень их воздействия на тот или иной берег. Экспозиция склонов оказывает влияние на интенсивность самозарастания берегов, которое позволяет повысить их устойчивость к эрозионным процессам. Величина и интенсивность осадков определяют пределы колебания уровня воды в водоеме в летний период, а мощность снежного покрова и продолжительность его таяния - диапазон колебания уровня весной. Температура и продолжительность засушливого периода летом оказывают влияние на величину испарения и, как следствие, на положение наиболее низкого уровня воды в меженный период. Температура в холодный период года, мощность снежного покрова и режим его образования обуславливают толщину льда, а отсюда и условия сохранения ихтифлоры и ихтифауны в течение зимы. На исследуемом объекте борта выработанного пространства подверглись эрозии в различной степени, на некоторых участках угол откоса уменьшился с 55° до 32° с интенсивным заиливанием водоема, на других участках при незначительном уменьшении угла откосов шло интенсивное самозарастание бортов, что зависело от природно-климатических условий, в том числе экспозиции склонов. По результатам натурных исследований установлено, что: - наименьший срок стабилизации и более плотный растительный покров имеют откосы отвалов, ориентированные на север (рис. 2);

- на склонах, ориентированных на юго-восток и северо-запад, происходят интенсивные экзогенные процессы, что приводит к эрозии с переносом значительных объемов пород на прилегающую территорию. Наибольшее влияние на эти процессы оказывает ветер;

3-+

Ю-3

с-:

•Ю-В

с-в

- большое ветровое воздействие на северозападные склоны приводит к сносу с них снегового покрова в зимний период и, как следствие, к большой глубине промерзания;

■■ 50

Рис. 2. Плотность древесной растительности (шт/100м2) на

- откосы отвалов, ориентированные на юг, подвергаются интенсивному иссушению и имеют дли-

склонах нерекультивированных тельный срок стабилизации (несколько десятков лет).

Анализ проектов консервации многих объектов показал, что в них, как правило, отсутствует какое-либо обоснование сроков приостановки работ. Чаще всего сроки консервации устанавливаются заказчиком проекта в техническом задании без всяких пояснений.

Вместе с тем период, на который объект выводится из эксплуатации, в значительной мере обуславливает виды и объемы работ по его консервации. В связи с этим остается актуальным вопрос о разработке методики определения сроков консервации.

Необходимость в консервации объектов по добыче полезных ископаемых возникает, как правило, из-за их низкой рентабельности или даже убыточности эксплуатации месторождения, либо снижением спроса на добываемое сырье. Применительно к угледобывающим объектам Иркутской области спрос на уголь в последнее десятилетие довольно стабилен и составляет 11,5-12,5 млн т/год. Поэтому основной причиной консервации угледобывающих объектов области в настоящее время является их убыточность, то есть критерием в обосновании целесообразности консервации являются экономические показатели. Следовательно, и для обоснования целесообразности

отвалов, имеющих разную экспозицию после самозарастания для условий Черемховского угольного разреза

Таким образом, параметры технологии консервации должны устанавливаться в зависимости от ее продолжительности и природно-климатических факторов.

расконсервации объектов должны также служить экономические критерии, основным из которых является прибыль от продажи минерального сырья.

Наличие и величина прибыли обусловлены рыночной ценой полезного ископаемого и себестоимостью его добычи. В настоящее время по основным видам полезных ископаемых сделаны прогнозы изменения их рыночной цены на ближайшие годы и даже десятилетия. С другой стороны, существуют и методики прогнозирования себестоимости добычи полезных ископаемых в зависимости от горнотехнических параметров и фактора времени. Таким образом, на основании известных или статистически установленных темпов роста себестоимости добычи полезного ископаемого с учетом принятого показателя уровня рентабельности работы предприятия может прогнозироваться динамика отпускных цен на добываемое минеральное сырье, которую можно сопоставить с динамикой рыночных цен. По результатам сопоставления отпускных и рыночных цен в расчетный период может быть установлена возможная продолжительность консервации объекта и экономически целесообразные сроки возобновления добычных работ.

Расчет экономически целесообразных сроков расконсервации объектов предлагается производить по разработанной нами методике в следующей последовательности:

1. Устанавливается динамика цены угля данного месторождения за прошедший и прогнозный периоды.

2. Выявляется динамика себестоимости добычи угля за прошедший и прогнозный периоды с учетом изменения условий ведения горных работ и коэффициента инфляции.

3. Обосновывается коэффициент, учитывающий экономическую эффективность добычи угля, и определяется отпускная цена полезного ископаемого на прогнозный период.

4. По результатам сопоставления установленных цен и себестоимости добычи угля в прогнозируемом периоде определяется экономически целесообразный срок расконсервации объекта.

Для пояснения предлагаемой методики выполнения расчетов по обоснованию сроков консервации рассматриваем участок «Артем - IVA» разреза «Черемховский».

Участок «Артем - IVA» разрабатывался разрезом «Черемховский» с 1977 года. В связи с высокой себестоимостью добычи угля, а также снижением спроса на твердое топливо в 2002 году добычные работы в северо-восточной части поля «Артем -IVA» были прекращены, балансовые запасы и горные выработки были законсервированы сроком на пять лет. Позднее было принято решение о консервации оставшихся балансовых запасов угля до 01.01.2013 года.

Для прогнозирования изменения цены на уголь разреза «Черемховский» использовались данные ($/т у. т.), установленные Институтом систем энергетики СО РАН для энергетических углей Восточной Сибири. При этом для определения зависимости цены за Черемховский уголь на период до 2025 года принят калорийный эк-

вивалент (тепловой коэффициент), равный 0,586, и коэффициент перевода долларов в рубли, равный 25.

Таким образом, получена зависимость:

Ц = 136 + 0,13 Р6,

где Ц - цена за энергетический уголь Восточной Сибири, руб; / - порядковый год настоящего тысячелетия (<=<,-2000, здесь расчетный год).

Нами сделан анализ зависимости себестоимости добычных работ от различных горнотехнических параметров разрабатываемых месторождений, в том числе глубины разработки, мощности вскрышных пород и продуктивного пласта, угла падения последнего, коэффициента вскрыши, величины водопритока в выработанное пространство. При этом для разрезов Иркутской области была установлена надежная, достаточно тесная, линейная зависимость между коэффициентом вскрыши и себестоимостью добычи угля. То есть, себестоимость добычи полезного ископаемого (С, руб./т) в первую очередь обуславливается величиной коэффициента вскрыши - Кд. Установленная зависимость имеет вид С„=57,43 ехр 0,117 Кв. Корреляционное отношение для данной зависимости составляет 0,71.

По данной зависимости с учетом изменения коэффициента вскрыши по мере разработки конкретного месторождения можно установить себестоимость добычи угля на достаточно длительный период времени.

Вместе с тем с течением времени себестоимость добычных работ имеет тенденцию постоянного роста. Зависимость С0=/(1) с использованием фактических и плановых показателей за период с 2000 до 2010 года приведена на рис. 3. Данная зависимость для средних показателей по всем разрезам области может быть выражена уравнением: С=85,252 ехр 0,021, имеющим корреляционное отношение 0,68.

110,0

к'

"§ 1оо,о а £ м о

§ ^ 90,0 г «Г * Е ° >,

С 80,0

ш ю ш

° 70,0

01 23456789 10 11 12

год,(

Рис. 3. Изменение себестоимости добычи угля с течением времени для предприятий Иркутской области, руб./т: >л - фактические данные; - плановые показатели

Экономически целесообразный срок расконсервации объекта может быть установлен с учетом обоснованной (положительной) разницы между отпускной ценой и себестоимостью добычи угля. Указанная разница может быть учтена специальным коэффициентом экономической эффективности эксплуатации объекта - Кр.

Таким образом, отпускная цена за уголь может быть выражена уравнением:

Ц0=КР С0 exp 0,02t.

Для участка «Артем - IVA» разреза «Чсрсмховский» себестоимость добычи полезного ископаемого с учетом установленной выше зависимости С0~/(Кв) на начало консервации (2005 г.) составит С0=113,9 руб./т.

На рис. 4 представлена зависимость отпускной цены за уголь с учетом получения прибыли в 25% (А^,= 1,25): Ц0=1,25 • 113,9 ехр 0,02 t и зависимость рыночной цены с учетом фактора времени Ц= 136+0,13 t1'26.

350,0

300,0

1 250,0

i 200,0

150,0

100,0

О 4 8 12 16 20 24 28 32

Год, t

Рис. 4. Динамика рыночной (Цр\ а также отпускной (Цс) цен угля дая условий разреза «Черемховский» в прогнозном периоде

Точка пересечения указанных зависимостей определяет экономически целесообразный срок расконсервации участка «Артем - IVA» разреза «Черемховский», который соответствует 2015 году.

Для ряда объектов, имеющих сложные горнотехнические условия залегания запасов, на величину себестоимости оказывает влияние не только коэффициент вскрыши, но и ряд других параметров: угол падения пласта, приток подземных вод, наличие пропластков пустых пород, рельеф местности и т.д. В таких условиях оценивать динамику себестоимости добычи следует по показателю трудности разработки. Методики расчета данного показателя разработаны для различных видов полезных ископаемых.

Вместе с тем анализ этих методик с выполнением расчетов применительно к конкретным горнодобывающим объектам показал, что, несмотря на большое количество учитываемых факторов (иногда до 8), остаются некоторые особенности, характерные именно для данного объекта, которые оказывают существенное влияние на трудность разработки, но не учтены методикой. Поэтому нами предлагается в расчеты показателя трудности разработки ввести поправочный коэффициент, учитывающий особенности эксплуатации конкретного объекта. Ниже (рис. 5) приведен алго-

I > ✓ I / X

Цр=136 +0,13t2-26

а' У 38ехрО,С

< LUo=142 )2t

ритм расчета сроков расконсервации с учетом динамики экономических и горнотехнических показателей. Методика расчета целесообразных сроков расконсервации запасов с использованием данного алгоритма была апробирована на трех горнодобывающих объектах.

1. Устанавливается изменение себестоимости добычи полезного ископаемого с течением времени Ср/М

2. Выявляется динамика цены полезного ископаемого в расчетом периоде Цг=1М-

3. Определяется соотношение цены и себестоимости добычи, обеспечивающее экономическую

эффективность добычи полезного ископаемого,

4. Устанавливается зависимость себестоимости добычи полезного ископаемого от показателя трудности разработки запасов С = /(Л/) ■

5. Определяется показатель трудности разработки, обеспечивающий эффективность добычи полезного ископаемого (по отрасли, региону) П-^Иц ...)■

6. Определяется показатель трудности разработки рентабельно отработанных на данном объекте запасов

л.=/ГС-4

7. Определяется показатель трудности разработки консервируемых запасов

8. Устанавливается поправочный коэффициент, учитывающий индивидуальные горнотехнические условия данного объекта К= .

9. С учетом поправочного коэффициента уточняется показатель трудности разработки консервируемых запасов

10. С учетом зависимостей, установленных в П.1 и 4, выводится уравнение связи

с^т-

11. Устанавливается зависимость отпускной цены полезного ископаемого от показателя трудности разработки и времени Ц,=а £,„.

12. Для установленного значения Пун совместно решаются уравнения Цг^Ш и Ц0=а 0,п и определяется экономически целесообразный год расконсервации объекта

Рис. 5. Алгоритм расчета сроков расконсервации объектов с учетом динамики технико-экономических показателей

Вместе с тем следует отметить, что с увеличением длительности прогнозного периода точность расчета экономических показателей резко снижается.

Если за первые пять лет отклонение фактической себестоимости от прогнозируемой составляло в среднем по разрезам Иркутской области 6-8%, то на 7оЯ год -80%, а на 9"* - 220% (рис. 6).

Прогнозируемая себестоимость добычи угля по разным разрезам, составленная на более длительный срок (10 лет), отличается от фактических значений в 1,9-3,2 раза.

Погрешность прогнозирования себестоимости по отдельным угледобывающим объектам Сибирской угольной энергетической компании (СУЭК) (рис. 7) на первые пять лет не превышает 40% (средневзвешенное значение 17%), то на следующее пятилетие ошибка в среднем составляет 55%, достигая к концу второго пятилетия 68-78%.

То же самое можно сказать и о точности прогнозирования цен на уголь. Сопоставление прогнозных цен на уголь Восточной Сибири и Иркутской области с факти-

ческими выявило значительные расхождения, которые начинают резко увеличиваться, достигая 45-195%, при длительности прогнозного периода более 5 лет.

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 ГОД

Рис. б. Изменение средневзвешенной себестоимости добычи угля по основным разрезам Иркутской области по прогнозам СУЭК и фактически: ♦ - фактическая себестоимость; —в— - прогнозируемая (2000 г.) себестоимость

123456789 Прогнозный период, год

Рис. 7. График зависимости точности прогноза от продолжительности расчетного периода: —— - разрез «Азойский»; —а— - разрез «Мугунский»; • -..... - по основным разрезам Иркутской области

Вместе с тем зависимость себестоимости добычи угля от коэффициента вскрыши довольно стабильная (см. выше). С течением времени из-за инфляции и неравномерного роста цен на материалы и услуги установленная зависимость изменяется: для 2006-2008 гг. зависимость С=/(Кц) (рис. 8) для ряда разрезов ОАО «СУЭК» (в т.ч. разрезы Черемховский, Азейский, Мугунский, Тугнуйский, Харанорский, Восточный) может быть представлена уравнением: С=94,8 + 30К,.

Коэффициент корреляции установленного уравнения связи С =/(Кя) составляет 0,8, надежность ц = 5,44, погрешность -0,147. зоо

I 250

| 200

0 £

¡I150

1 100

4 50

3 0

0 1 2 3 4 5 6

Коэффициент вскрыши

Рис. 8. График зависимости средней себестоимости добычи угля от коэффициента вскрыши для основных разрезов Иркутской области, Бурятии и Забайкальского края: ♦ - средние данные по разрезам за 2006-2008 гг.

♦

0=94,8+; ОКв

Прогнозировать коэффициент вскрыши на длительный период можно с гораздо большей степенью точности, нежели экономические показатели. Так, например, по прогнозам, сделанным в 1996 году и приведенным в отчете компании «Лаузитцер Браунколе АТ» в рамках проекта Тасис «Реструктуризация АО «Востсибуголь», средневзвешенный коэффициент вскрыши для основных угледобывающих объектов области в 2000-2005 гг. должен был составить 3,8-3,99 м3/т, фактически составил всего на 8,7-13,5% меньше.

На рис. 9 приведены фактические данные о коэффициенте вскрыши на Черемхов-ском угольном разрезе за 2000-2008 гг., а также установленная зависимость Кв =/(1), где 1 - год третьего тысячелетия. Коэффициент корреляции уравнения связи - 0,97, надежность - 49,2, погрешность - 0,0197. Указанные показатели позволяют достаточно точно прогнозировать коэффициент вскрыши, по крайней мере на ближайшее десятилетие.

Используя установленную закономерность увеличения коэффициента вскрыши со временем, можно определять целесообразную продолжительность консервации объектов. Так, например, на момент консервации поля «Артем-1УА» Черемховского месторождения в 2005 году коэффициент вскрыши для консервируемых запасов составлял 6,15 м3/т. В среднем для всего Черемховского разреза коэффициент вскрыши в 2005 году равнялся 4,6 м3/т, что обеспечивало необходимую рентабельность предприятия. Учитывая установленную тенденцию увеличения коэффициента вскрыши при разработке Черемховского месторождения, несложно установить период, в течение которого этот коэффициент достигнет значения, характерного для консервируемых запасов:

Т = ^вк

где Квк - коэффициент вскрыши запасов, оставшихся на момент консервации угледобывающего объекта, Кек =6,15 м3/т; Кер - коэффициент вскрыши на момент консервации, ббеспечивающий рентабельную отработку запасов, Ке/г4,6 м3/т; а - коэффициент, учитывающий степень увеличения К, с течением времени, а=0,16.

Год,»

Рис. 9. Изменение коэффициента вскрыши за анализируемый период на Черемховском угольном разрезе: 8 - фактический К„, ♦ - расчетный К,

Таким образом, по результатам расчета устанавливается целесообразный срок расконсервации поля Артем - IVA - 2015 год (2005+Т). Согласно проекту консервации участка «Артем - IVA», выполненному ПКБ Иркутского филиала ОАО «СУЭК», период консервации составляет 7 лет (с 01.01.2006 до 01.01.2013 г.).

При консервации объектов, имеющих сложные горнотехнические условия, коэффициент вскрыши не всегда однозначно может обуславливать себестоимость добычных работ. В таких условиях должны устанавливаться другие горнотехнические параметры эксплуатации месторождения, в наибольшей степени влияющие на экономические показатели, например, величина водопритока, количество пропластков пустых пород в продуктивных отложениях и т.д. В этом случае для оценки динамики экономических показателей могут использоваться показатели трудности разработки и энергоемкости горных работ.

Ниже (рис. 10) приведен алгоритм расчета целесообразного срока расконсервации запасов с использованием показателя трудности разработки.Результаты расчетов по данной методике сопоставимы с более сложными расчетами на основе анализа технико-экономических показателей (см. рис.5).

Таким образом, анализ изменения экономических показателей угледобычи позволил установить (см. рис. 6 и 7), что достаточно точное прогнозирование обеспечивается только на несколько лет, следовательно, устанавливать экономически целесообразные сроки возобновления добычных работ с учетом динамики цены на уголь и роста себестоимости его добычи рекомендуется на период до 5 лет. При большей продолжительности консервации полученные результаты могут иметь весьма низкую достоверность, и в этом случае целесообразные сроки расконсервации рекомендуется производить на основе оценки горнотехнических параметров оставшихся запасов, а именно по коэффициенту вскрыши, показателям трудности разработки или энергоемкости горных работ.

1. Определяется показатель трудности разработки, обуславливающий эффективность добычи полезного ископаемого (по отрасли, региону) n~f(K, ...).

2. Определяется показатель трудности разработки рентабельно отработанных на данном объекте запасов n0~flK°. ...¡.

3. Определяется показатель трудности разработки консервируемых запасов

Л...).

4. Устанавливается поправочный коэффициент, учитывающий индивидуальные горнотехнические условия данного обьекта

5. С учетом поправочного коэффициента уточняется показатель трудности разработки консервируемых запасов П„=КПк.

6. Устанавливается характер изменения показателя трудности разработки запасов с течением времени

7. С использованием уточненного показателя трудности разработки запасов (П„) устанавливают целесообразный срок расконсервации обьекта (t) по зависимости fM (t)._

Рис. 10. Алгоритм расчета сроков расконсервации объектов с учетом показателя трудности разработки 17

3. При мокром способе консервации горнодобывающих объектов на достаточно длительный срок вдоль береговой Линии необходимо формировать пляжную зону с учетом процесса волнообразования, пределов колебания уровня воды в водоеме и обеспечения условий безопасности.

Способ консервации открытых горных выработок должен устанавливаться после составления для них уравнения водного баланса и сопоставления динамики приходной и расходной частей в зависимости от времени года и климатических условий. Как показали результаты исследований, при невозможности самотечного удаления воды из выработанного пространства более приемлем мокрый способ консервации.

Результаты натурных исследований законсервированных мокрым способом выработок позволили установить, что естественное зарастание откосов отвалов и бортов выработки в случае ее затопления происходит более интенсивно, чем в осушенном состоянии. Быстрее зарастают склоны отвалов выше уровня высоких вод и менее активно их верхняя часть, в том числе гребни и спланированные участки, из-за ветровой эрозии и недостатка влаги.

Исходя из результатов исследований, можно констатировать, что угол откосов бортов водоемов природоохранного назначения должен быть не более 15-35°. При этом в пределах колебания уровня воды в водоеме угол должен быть более пологим: 7-23° в среднем около 15°, что позволит уменьшить волновую эрозию бортов. Примерно такой же уклон должен быть в мелководной зоне до глубины 1,51,7 м (в летнюю межень), что позволит исключить несчастные случаи с людьми и животными, зашедшими в воду. На более глубоких участках уклон дна может формироваться в соответствии с углом естественного откоса пород.

Колебания уровня воды, волнообразование оказывают заметное эрозионное воздействие на борта выработанного пространства и способствуют подмыву, обрушению и осыпанию бортов, и, как следствие, - заиливанию водоема. При этом экологическое состояние водоемов ухудшается по мере уменьшения площади их зеркала и глубины.

При кратковременной консервации с затоплением выработанного пространства с целью минимизации земляных работ предлагается не создавать пляжную зону, а укреплять борт разреза и откосы отвалов вдоль береговой линии крупнообломочным материалом (рис. 11). В этом случае выпо-

//.-'/// , ////,'//.-'///.■• ///4////к/

Рис. 11. Способ кратковременной консервации с затоплением выработанного пространства: 1 -борт разреза; 2 - срезаемые вскрышные породы; 3 - формируемый борт; 4 - подпорная насыпь; 5 - дно разреза; 6 - защитный слой из крупнообломочного материала; 7 - полезное ископаемое

лаживание надводной части борта осуществляется до угла естественного откоса у с одновременным формированием из срезаемых пород 2 по всему периметру подпорной насыпи 4 в затапливаемой части выработки до уровня меженных вод (УНВ). После этого на подпорную насыпь отсыпают защитный слой б из круинообломочного материала до отметки, превышающей максимальный уровень воды (УВВ) на высоту вкатывания волны /г„.

Повысить устойчивость выположенных бортов к эрозионным процессам и оползанию можно путем формирования их из более крепких пород, взятых со дна карьера (рис.12).

Рис. 12. Способ консервации с подсыпкой бортов полускальпыми породами: 1 - выположенный борт; 2 - вскрышные породы; 3 - полезное ископаемое; 4 - подстилающие породы; 5 - борт выработки; б - подсыпка из полускальных пород; 7 - слой задирки подстилающих пород; 8 - слой потенциачьно-плодородных земель

Подсыпка бортов более крепкими породами: песчаниками, аргиллитами, сланцами, алевролитамси и т.д., взятыми со дна карьера, позволяет увеличить устойчивость бортов к эрозионным процессам и обеспечить необходимый отвод излишек воды во время осадков и таяния снега из поверхностных слоев (слой вскрышных пород и почвы), выполняя роль дренажного устройства и предотвращая оползневые явления.

Данная технология консервации дает возможность уменьшить объем земляных работ за счет увеличения углов откосов подсыпки бортов полускальными породами и уменьшить землеемкость горных работ, в том числе и при сухом способе консервации.

С целью ускорения естественного зарастания береговой линии полускальные породы, из которых выполняется подсыпка бортов, следует перекрыть потенциально-плодородными вскрышными породами. Мощность слоя вскрышных пород, перекрывающих подсыпку, должна устанавливаться исходя из пористости каменного материала и гранулометрического состава пород вскрыши.

В некоторых случаях созданию в выработанном пространстве водоема препятствует незначительная глубина карьера, при которой водоем может промерзать до дна. Последний факт резко затрудняет процесс воссоздания в водоеме ихтиофауны и ихтиофлоры из-за их гибели в зимний период. Иногда происходит заболачивание вы-

работанного пространства. В этих условиях углубление выработки позволяет предотвратить промерзание водоема до дна и, таким образом, обеспечивает более интенсивное развитие его биологической продуктивности.

На рис. 13, по данным натурных исследований 2007-2010 гг., приведен характерный профиль бортов затопленного выработанного пространства, сформированный в результате эрозионных процессов в течение нескольких лет. Протекающие эрозионные процессы сдерживают восстановление нарушенных земель и неблагоприятно сказываются на экологическом состоянии водоема.

^---------------сф0рмир0ваниый под действием абразии в течение 7 лет

о ° „".о ?■„"•<>) и рекомендуемый для условий карьера Арем IV-A ("ч <; ° ¿«Го

Для предотвращения процесса абразии вдоль береговой линии создаваемого водоема необходимо создавать пляжную зону. Ширину пляжной зоны предлагается устанавливать из выражения

b = (hee + /ih + h^)-ctg а, где h„ - высота вкатывания волны, м; Ah - пределы колебания уровня воды в водоеме, м; he - глубина водоема, обеспечивающая безопасные условия при заходе в воду человека, h0 =1,5 м; а - угол откоса пляжной зоны, а = 7-12°.

Затраты на осуществление мокрого способа консервации в целом превышают таковые при сухой консервации. Однако по мере увеличения разницы между отметками уровня грунтовых вод и дном разреза растут затраты на водоотведение и сухой способ консервации становится менее экономичным. При мокром способе консервации по мере увеличения глубины водоема затраты будут снижаться за счет уменьшения объемов работ по выполаживанию бортов выше уровня воды, а затем расти за счет увеличения объемов работ по формированию подводной части водоема вдоль береговой линии (рис. 14). По результатам расчетов по нескольким объектам

минимальные затраты на выполнение работ по мокрому способу консервации будут иметь место при глубине водоема, примерно равной мощности вскрышных пород, когда объемы по выполаскиванию надводной части сопоставимы с объемами по оформлению подводной части водоема. При консервации выработок на длительные сроки с созданием водоемов большой глубины мокрый способ становится гораздо выгоднее, и, чем глубже водоем, тем меньше затраты на консервацию. Для участка «Артем - IVA» объем земляных работ при сухом способе консервации без учета затрат на водоотведение на 40-45% меньше чем при мокром. Однако при необходимости водоотведения затраты на эти работы растут по мере увеличения глубины карьера ниже уровня грунтовых вод и в большинстве случаев, в том числе, для участка «Артем- IVA», превышают сумму затрат на мокрый способ консервации.

Заключение

В результате выполненных исследований решена актуальная научная задача по обоснованию геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких разрезов с затоплением выработанного пространства.

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований приведены ниже:

1. Способ, технология и объемы работ по консервации должны определяться периодом остановки добычных работ, поэтому одним из самых важных факторов в обосновании требований к консервируемым объектам является продолжительность консервации.

2. Требования к консервации объектов на короткие сроки должны устанавливаться с учетом обеспечения минимальной устойчивости техногенного рельефа к эрозионным процессам, а на длительные сроки исходя из минимальных требований к рекультивации природоохранного направления.

3. Продолжительность и сроки консервации добычных объектов на небольшой срок предлагается устанавливать с учетом прогнозируемой динамики цены и себестоимости полезного ископаемого.

Глувина водммж, м

Рис. 14. Зависимость объемов работ при мокром способе консервации на короткий срок в зависимости от глубины водоема для условий поля / «Артем - IVA» (см. рис. 1): 1,2- объемы работ по формированию соответственно подводной и надводной частей водоема вдоль рабочего борта

карьера; 3 - объемы работ по формированию подводной части вдоль отвалов; 4 - общий объем земляных работ по консервации участка

4. Сопоставление прогнозируемых и фактических цен, а также себестоимостей добычи угля выявило значительную погрешность прогнозов (48-68%) при длительности прогнозного периода более 5 лет.

5. Зависимость себестоимости добычи угля от коэффициента вскрыши достаточно стабильна и надежна для большинства объектов угледобычи, следовательно, целесообразный срок расконсервации на длительный период может устанавливаться на основе прогнозирования этого параметра.

6. В случае доминирующего влияния на экономические показатели добычи полезных ископаемых нескольких горнотехнических параметров обоснование продолжительности консервации рекомендуется производить с использованием показателей трудности или энергоемкости разработки оставшихся запасов.

7. Точность прогнозирования объемов угледобычи и, как следствие, планирование процесса консервации снижается по мере уменьшения производственной единицы и для конкретных угольных разрезов Иркутской области даже на пятилетний период не превышает 70%. Поэтому прогнозирование по любым объектам должно осуществляться с учетом общей динамики развития угледобывающей промышленности.

8. Одним из наиболее определяющих признаков консервации является способ сохранения запасов: засыпка или затопление, на основе которого предлагается классифицировать технологические схемы консервации.

9. При мокром способе консервации вблизи от прогнозируемого уровня воды в водоеме должна формироваться пляжная зона, параметры которой должны устанавливаться исходя из пределов колебания уровня воды, высоты волн, состава пород и условий безопасности.

10. При длительных сроках консервации выполаживание бортов разреза и откосов отвалов следует производить с учетом расчлененности техногенного рельефа и экспозиции склонов, уменьшая угол выполажнвания с 30° до 12-18° по мере увеличения перепада высотных отметок от нескольких метров до 20-30 м.

11. В отличие от сухого способа консервации (рекультивации), при котором южные склоны из-за более низкой влажности пород зарастают гораздо хуже, при мокром способе южная экспозиция затопленных склонов зарастает гораздо интенсивнее.

12. Для повышения устойчивости бортов законсервированной выработки их подсыпку следует формировать с использованием полускальных пород, в том числе взятых со дна карьера, что позволит снизить объем работ по консервации и в ряде случаев уменьшить площадь нарушенных земель.

13. При кратковременной консервации объектов для обеспечения необходимой эрозионной устойчивости затапливаемой выработки рекомендуется производить укрепление их бортов в зоне абразии крупнообломочным материалом, отсыпаемым на затапливаемую подпорную насыпь.

14. При мокром способе консервации по мере увеличения глубины водоема затраты будут снижаться за счет уменьшения объемов работ по выполаживанию бортов выше уровня воды, а затем расти за счет увеличения объемов работ по формированию подводной части водоема вдоль береговой линии.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. О некоторых результатах прогнозирования угледобычи //ВсстникИрГТУ. -2010. -№1. -С. 190-193.

2. Коробкова Е.А., Т&чьгамер Б.Л. Оценка целесообразных сроков расконсервации угольных разрезов с учетом динамики экономических показателей // Вестник ИрГТУ. - 2010. - №2. - С. 215-219.

3. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Обоснование продолжительности консервации угледобывающих объектов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2010. - №4. - С. 225-229.

4. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Методика расчета целесообразных сроков расконсервации золотоносных россыпей с учетом горнотехнических условий их залегания // Известия вузов. Горный журнал. - 2010. - № 5. - С. 9-13.

5. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Анализ способов консервации объектов по добыче угля/'Горный информационно-аналитический бюллетень, -2010. - №6. - С. 326-329.

6. Тальгамер Б.Л., Шиверновский A.B., Коробкова Е.А., Рославцева Ю.Г. Влияние экспозиции откосов отвалов на процесс их самозарасгания // Вестник ИрГТУ. - 2010. - № 5. - С. 90-95.

7. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Оценка перспектив развития угледобычи на основе прогнозных экономических показателей // Вестник ИрГТУ. - 2010. - №6 - С. 70 - 76.

в других изданиях:

8. Коробкова Е.А. Из опыта консервации угольных разрезов / Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. -Вып. 7. -С.51-55.

9. Коробкова Е.А. Экологическая безопасность консервации угольных разрезов / Современный подход к системе безопасности труда в горнодобывающей промышленности. - Черемхово: ЧГТК, 2007. - С.63-68.

10. Коробкова Е.А. Результаты исследований мокрого способа консервации угольного разреза / Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. - Вып. 8. - С.48-54.

11. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Обоснование сроков консервации угледобывающих объектов с использованием коэффициента вскрыши //Инновационное развитие горно-металлургической отрасли [электронный ресурс. Открытые горные работы]. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.

12. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Угольная промышленность Иркутской области: история и перспективы развития: Учебное пособие. / Под ред. Тальгамера Б.Л. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - 110 с.

13. Тальгамер Б.Л., Гущенко В.В., Коробкова Е.А. Обоснование требований к водоемам, создаваемым при природоохранном направлении рекультивации нарушенных земель и консервации запасов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - Вып. 9. - С.25-28.

14. Коробкова Е.А. Динамика горнотехнических параметров эксплуатации угольных месторождений Сибири и Дальнего Востока. - Чита:ЗабГК, 2010. - С.17-18.

15. Коробкова Е.А. Обоснование регламента экологического мониторинга законсервированных горных выработок // Проблемы безопасности природно-технических систем и общества. Современные риски и способы их минимизации. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - С. 379-381.

16. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Вопросы проектирования мокрого способа консервации карьеров // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Вып. 8 - Красноярск: ИПК СФУ, 2010 - С. 166-170.

17. Коробкова Е.А., Шиверновский A.B., Тальгамер Б.Л. Исследование эрозионных процессов на нерекультивируемых выработках // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Вып. 8 - Красноярск: ИПК СФУ, 2010 - С. 170-176.

18. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Обоснование параметров пляжной зоны при консервации и рекультивации карьеров с созданием водоемов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. -Вып. 10.-С.5-10.

Подписано в печать 29.03.2011. Формат 60 х 90 /16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,75. Тираж 100 экз. Зак. 79. Поз. плана 34.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Коробкова, Елена Ананьевна

Введение.

1 Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса.

1.1 Значение угля и перспективы наращивания его добычи в мире и России.

1.2 Состояние угольной промышленности Сибири и

Иркутской области.

1.3 Основные пути развития угольной отрасли.

1.4 Анализ работ по консервации горнодобывающих объектов.

1.5 Цель и задачи исследований.

2 Исследование законсервированных объектов и анализ требований к консервации.

2.1 Методика натурных исследований.

2.2 Выбор объектов и результаты исследований.

2.3 Оценка интенсивности самозарастания нарушенных земель.

2.4 Исследование способов консервации.

Выводы.

3 Обоснование сроков консервации с использованием экономических показателей.

3.1. Методы оценки целесообразности вовлечения запасов в эксплуатацию.

3.2 Выбор критериев, обуславливающих продолжительность консервации.

3.3 Разработка методики расчета продолжительности консервации на основе прогнозирования цены угля и себестоимости его добычи.

3.4 Оценка надежности прогнозов экономических показателей.

Выводы.

4 Обоснование сроков консервации с использованием динамики горнотехнических параметров.

4.1 Анализ динамики горнотехнических параметров эксплуатации угольных разрезов.

4.2 Оценка точности прогнозирования горнотехнических условий эксплуатации месторождений и объемов угледобычи.

4.3 Разработка методики расчета сроков консервации с использованием коэффициента вскрыши.

4.4 Обоснование сроков расконсервации объектов с учетом трудности разработки запасов.

Выводы.

5 Обоснование технологических схем мокрой консервации.

5.1 Классификация схем консервации карьеров.

5.2 Анализ условий и области применения известных схем консервации.

5.3 Условия применения мокрого способа консервации.

5.4 Обоснование геотехнологических параметров длительной консервации.

5.5 Разработка рациональных способов кратковременной консервации.

5.6 Эколого-экономическая оценка схем консервации.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких угольных разрезов"

Актуальность работы. В настоящее время продолжается реструктуризация угольной промышленности, которая сопровождается как вводом новых угледобывающих предприятий, так и консервацией низкорентабельных объектов. В Иркутской области за последнее десятилетие вновь введен в эксплуатацию ряд объектов по добыче угля, в том числе разрезы Каратаевский, Шиткино, Глинки, Лужки, Раздолье, участок «Головинский». Одновременно только за 2005-2010 г. было законсервировано более десяти угледобывающих объектов.

В большинстве случаев основной причиной консервации является низкая рентабельность предприятия. Вместе с тем с учетом нарастания потребности в угле (анализ территориальной структуры добычи угля в России показал, что доля Сибирского федерального округа возрастет с 79% в 2003 г. до 86% в 2020 г.) при постепенном ухудшении горно-геологических условий разработки месторождений через определенный промежуток времени законсервированные объекты вновь могут эффективно эксплуатироваться. Таким образом, актуальность как консервации, так и расконсервации становится очевидной.

Опыт проектирования, а также анализ проектов консервации горнодобывающих объектов свидетельствует о недостатке необходимой нормативно-технической документации, определяющей способы, технологию и параметры консервации. Отсутствуют методики расчета целесообразных сроков консервации, которые в проектах принимаются ориентировочно 5-10 лет. Объемы работ по консервации в проектах устанавливаются минимальные, что с экологической точки зрения вряд ли следует считать рациональным. Если для сухого способа консервации кое-какие рекомендации все-таки имеются и можно использовать технологические схемы, разработанные для рекультивации, то для мокрого способа консервации приемлемых технических решений разработано очень мало. При консервации карьеров с затоплением выработанного пространства, несмотря на интенсивные эрозионные процессы вдоль береговой линии, работы по укреплению бортов создаваемого водоема, как правило, не предусматриваются и не проводятся.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: анализ результатов реструктуризации угольной промышленности и прогнозирование дальнейшего развития угледобычи; анализ проектов консервации угледобывающих объектов; проведение натурных исследований законсервированных участков и разрезов; разработка методик обоснования продолжительности консервации; совершенствование технологических схем консервации угледобывающих объектов в различных горнотехнических условиях; эколого-экономическая оценка предложенных технических решений.

Защищаемые научные положения:

2. При консервации угольных разрезов на кратковременный период ее продолжительность должна устанавливаться на основе прогнозирования экономических показателей добычи угля, а при более длительных периодах — на основе прогнозирования динамики горнотехнических параметров горных работ (например, коэффициента вскрыши, показателя трудности разработки), прогноз которых может быть выполнен с достаточно высокой точностью.

Научная новизна работы:

1. Выявлена степень влияния экономических и горнотехнических показателей на продолжительность консервации.

2. Обоснованы критерии для расчета продолжительности консервации горнодобывающих объектов.

4. Определена погрешность прогнозирования экономических и горнотехнических показателей добычи угля.

Практическая значимость работы:

Методы исследования: анализ и обобщение литературных источников и патентных материалов; анализ теоретических разработок и производственного опыта; наблюдения и натурные исследования законсервированных объектов; математическая обработка статистических данных; графоаналитические методы расчетов.

Реализация работы. Результаты исследований использовались в проектах консервации горнодобывающих объектов проектно-конструкторского бюро (ПКБ) «Горняк», в учебном пособии «Угольная промышленность Иркутской области: история и перспективы развития» и при чтении лекций по дисциплинам: «Горное дело», «История развития горной науки и техники», «Минеральные ресурсы Сибири», «Месторождения полезных ископаемых» в Черемхов-ском горнотехническом колледже и ИрГТУ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы и ее отдельные положения докладывались и обсуждались на конференциях: Межрегиональной научно-практической конференции «Современный подход к системе безопасности труда в горнодобывающей промышленности» (г. Черемхово, 2007, 2010 гг.); Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири» (г. Иркутск, 2007-2010 гг.); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Безопасность» (г. Иркутск, 2009-2010 гг.); Всероссийской научно-практической конференции с элементами научной школы для молодежи «Инновационное развитие горно-металлургической отрасли» (г. Иркутск, 2009 г.); «Неделя горняка» (г. Москва, 2009-2011 гг.); Восьмой межрегиональной научно-практической конференции (г. Чита, 2010 г.); Восьмой международной научно-практической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (г. Красноярск, 2010 г.).

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Коробкова, Елена Ананьевна

Выводы

1. Информационный поиск и анализ способов и технологий консервации горнодобывающих объектов показал, что какая-либо их классификация отсутствует. Установлено, что наиболее определяющим признаком консервации является способ сохранения запасов: засыпка или затопление, на основе чего и предлагается классифицировать схемы консервации.

2. Результаты натурных исследований позволяют утверждать, что при проектировании мокрого способа консервации необходимо рассчитывать период затопления выработанного пространства, составлять уравнения водного баланса водоемов для меженных и паводковых периодов, определять параметры водоемов для разных периодов года, устанавливать пределы колебания уровня воды в водоеме, оценивать проточность водоема и рассчитывать коэффициент водообмена.

3. Натурные исследования состояния ряда законсервированных мокрым способом разрезов позволили установить наличие на многих объектах экологически неблагоприятных факторов, способствующих эрозионным процессам и препятствующих естественному восстановлению нарушенных земель.

4. Для снижения абразии бортов консервируемых на длительный срок выработок рекомендуется создавать вблизи от уровня воды пляжную зону, угол откоса которой для песчано-гравийных отложений может быть принят в пределах 7-10°, для галечниковых - 10-15°, для валунных и крупных неокатанных материалов - 15-20°. Ширина пляжной зоны устанавливается с учетом угла откоса, высоты вкатывания волны, диапазона колебания уровня воды в водоеме и условий безопасности.

5. Повысить устойчивость выположенных бортов к эрозионным процессам и оползанию можно путем формирования их из более крепких пород, взятых со дна карьера. В ряде случаев углубление выработки позволяет предотвратить промерзание водоема до дна и, таким образом, обеспечивает более интенсивное развитие его биологической продуктивности.

6. При консервации выработок предотвращение абразии должно осуществляться способом, обеспечивающим минимальные объемы работ при достаточном укреплении бортов карьера и возможность быстрой расконсервации объекта. Это позволяет сделать укрепление бортов карьера в зоне абразии до отметки, превышающей максимальный уровень воды в котловане на высоту вкатывания волны, крупнообломочным материалом, отсыпаемым на затапливаемую подпорную насыпь, сформированную до отметки, соответствующей минимальному уровню воды в котловане.

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

8. Затраты на осуществление мокрого способа консервации в целом превышают таковые при сухой консервации. Однако, по мере увеличения разницы между отметками уровня грунтовых вод и дном разреза растут затраты на водо-отведение и сухой способ консервации становится менее экономичным.

9. При мокром способе консервации по мере увеличения глубины водоема затраты будут снижаться за счет уменьшения объемов работ по выполажи-ванию бортов выше уровня воды, а затем расти за счет увеличения объемов работ по формированию подводной части водоема вдоль береговой линии.

10. По результатам расчетов по нескольким объектам минимальные затраты на выполнение работ по мокрой консервации будут иметь место при глубине водоема примерно равной мощности вскрышных пород, когда объемы по выпо-лаживанию надводной части сопоставимы с объемами по оформлению подводной части водоема.

11. При консервации выработок на длительные сроки с созданием водоемов большой глубины мокрый способ становится гораздо выгоднее.

Заключение

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований приведены ниже:

4. Сопоставление прогнозируемых и фактических цен, а также себестои-мостей добычи угля выявило значительную погрешность прогнозов (48-68%) при длительности прогнозного периода более 5 лет.

10. При длительных сроках консервации выполаживание бортов разреза и откосов отвалов следует производить с учетом расчлененности техногенного рельефа и экспозиции склонов, уменьшая угол выполаживания с 30° до 12-18° по мере увеличения перепада высотных отметок от нескольких метров до 20-30 м.

14. При мокром способе консервации по мере увеличения глубины водоема затраты будут снижаться за счет уменьшения объемов работ по выполажи-ванию бортов выше уровня воды, а затем расти за счет увеличения объемов работ по формированию подводной части водоема вдоль береговой линии.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Коробкова, Елена Ананьевна, Иркутск

1. Арсентьев А.И., Бунин И.Ю., Мироненко В.А. Устойчивость бортов и осушение карьеров. М.: Недра, 1982. — 186 с.

2. Артемьев В.Б. и др. Аспекты инновационной направленности развития угольных разрезов ОАО «СУЭК» // Уголь. №2. - 2009. - С. 13-18.

3. Бараш И.М. Перспективы и проблемы развития ОАО «Востсибуголь» / Проблемы и перспективы развития горнодобывающей отрасли промышленности Иркутской области — Иркутск: ИМИ, 2001. С. 61-66.

4. Барсуков М.И., Барсуков И.М. Охрана земель при открытой разработке месторождений. К.: Техника, 1987. — 150 с.

5. Богопольский И.Е. Концептуальные аспекты развития угольного сектора экономики России // Горная промышленность. — 2008. № 1. - С. 8-13.

6. Буевский Н.М., Зорин Л.Ф. Рекультивация земель, нарушенных горными работами Донецк: Изд-во «Донбасс», 1970. - 195 с.

7. Васильева J1.C. Финансовый анализ: Учебник / JI.C. Васильева, М.В. Петровская. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: КНОРУС, 2010. - 880 с.

8. Вашлаев И.И. Классификация техногенных нарушений при разработке месторождений и переработке полезных ископаемых / И.И. Вашлаев // Горн, журн. 1986. - № 12. - С. 54-55.

9. Власов P.E. Выбор способа защиты бортов отработанных или закон-сервируемых карьеров от водоволнового воздействия / Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Москва, 2004. - 19 с.

10. Временная инструкция по рекультивации земель, нарушенных при разработке многолетнемерзлых россыпей Северо-Востока СССР/ВНИИ-1. — Магадан, 1990. 86 с.

11. П.Венецкий Н.Г., Кильдышев Г.С. Основы математической статистики. М.: Госстатиздат, 1963. - 232 с.

12. Временные методические указания по рекультивации нарушенных земель в угольной промышленности /ВНИИОСуголь. — Пермь, 1980. 300 с.

13. Временные указания по проектированию горнотехнической рекультивации земель, нарушенных открытыми разработками в Украинской ССР / Днепропетров. гос. ун-т. — Днепропетровск, 1979. — 130 с.

14. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах / В.Д. Горлов. М.: Недра, 1981.-260 с.

15. ГОСТ 17.5.1.01-83 (CT СЭВ 3848-82). Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения. — М., 1983.

16. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации. М., 1985.

17. ГОСТ 17.5.3.04-86 (CT СЭВ 5302-85). Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель. — М., 1986.

18. ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию. М: Изд-во стандартов, 1985.

19. Грацианский М.Н., Александровский Ю.В. Гидрология и гидротехнические сооружения М.: Высшая школа, 1961.

20. Демченко И.И. Ресурсосберегающие и экологичные технологии обеспечения качества углепродукции: монография / И.И. Демченко, В.Д. Буткин, А.И. Косолапов. -М.: МАКС Пресс, 2006. 344 с.

21. Дороненко Е.П. Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками / Е.П. Дороненко. М.: Недра, 1979. - 263 с.

22. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. ПБ 03-498-02. — М, 2002 128 с.

23. Ершов A.JI. Исследование условий внедрения экскаваторов ЭШ-65.100 на Азейском буроугольном месторождении / Повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири. — Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1989. С. 73-77.

24. Ефимьев A.B., Федосеева Т.П. Возрожденная земля. М.: «Колос», 1978.-111 с.

25. Жежелевский Ю.А., Федаш A.B. О некоторых принципах развития угольной промышленности в ходе хозяйственного освоения региона //Уголь. -2009.-№ 1-С. 46-48.

26. Закон Российской Федерации «О недрах» в редакции Федерального закона от 3 марта 1995 г. №27-ФЗ.

27. Зубарев В.В. Исследование ударно-волнового разрушения высокоглинистых песков и обоснование технологии разработки россыпей: дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Красноярск: PIX и ХТ СО РАН, 2001. - 174 с.

28. И так идет за веком век: История города Черемхово/ Сост. Ковальская Т.В. Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1999. — 256 с.

29. Иванов В.Н. Выполнение лицензионных соглашений по недропользованию// Проблемы и перспективы развития горнодобывающей отрасли промышленности Иркутской области. — Иркутск, 2001. — С. 45-53.

30. Иванов В.Н. Минерально-сырьевая база Иркутской области // Ресурсный потенциал Иркутской области и эффективность его использования Ир' кутск: ИГЭА, 2001. - С. 13-29.

31. Ильин С.А., Коваленко B.C., Манкевич В.В. Ресурсосбережение при открытых горных работах: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГГУ, 1995. — 149 с.

32. Итоги работы угольной промышленности России в 2008 году// Уголь. -2009. -№3.- С. 45-52.

33. Итоги работы угольной промышленности России в 2009 году// Уголь. -2010. № 3. — С. 34-46.

34. Карменов И.И., Фриев Т.А. Бонитировка почв на основе почвенно-экологичких показателей // Почвоведение, 1982. №5.

35. Кафидов Н.Г. Обоснование технологии консервации открытых горных выработок при разработке месторождений строительных горных пород / Авто-реф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Москва, 2000. — 19 с.

36. Килимник В.Г. и др. Угольная отрасль России в начале XXI века // Горная промышленность. — 2008. № 4. — С. 18-22.

37. Ковалев В.Н. Обеспечение промышленной безопасности на горных предприятиях Кузбасса// Горный журнал. 2006. - № 11. - С. 83-88.

38. Коваленко B.C. Рекультивация нарушенных земель на карьерах / B.C. Коваленко, P.M. Штейнцайг, Т.В. Голик. Ч. 1: Основные требования к рекультивации нарушенных земель. М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 41 с.

39. Коваленко B.C., Щадов В.М., Таланин В.В. Практикум по дисциплине «Рациональное использование и охрана природных ресурсов»: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007. — 105 с.

40. Козлов C.B. Современное состояние угольной отрасли Российской Федерации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. - №4. -С. 421-435.

41. Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Долгосрочное прогнозирование динамики цен на Российских энергетических рынках // Проблемы прогнозирования / М.: Ин-т народно-хоз. прогнозирования РАН, 2005. - №6. - С. 53-59.

42. Концепция стратегии социально-экономического развития Иркутской области на период до 2020 года. Иркутск, 2009. - 92 с.

43. Коробкова Е.А. Динамика горнотехнических параметров эксплуатации угольных месторождений Сибири и Дальнего Востока. — Чита, 2010. —1. С.17-18.

44. Коробкова Е.А. Из опыта консервации угольных разрезов / Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007.-Вып. 7. С.51-55.

45. Коробкова Е.А. Обоснование регламента экологического мониторинга законсервированных горных выработок / Проблемы безопасности природно-технических систем и общества. Современные риски и способы их минимизации. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - С. 379-381.

46. Коробкова Е.А. Результаты исследований «мокрого» способа консер-. вации угольного разреза / Проблемы освоения минеральной базы Восточной

47. Сибири. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. - Вып. 8. - С.48-54.

48. Коробкова Е.А. Экологическая безопасность консервации угольных разрезов / Современный подход к системе безопасности труда в горнодобывающей промышленности. Черемхово, 2007. — С.63-68.

49. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Оценка целесообразных сроков расконсервации угольных разрезов с учетом динамики экономических показателей // Вестник ИрГТУ. 2010. - №2. - С. 215-219.

50. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Вопросы проектирования «мокрого» • способа консервации карьеров //Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Выпуск 8 Красноярск: ИПК СФУ, 2010. - С. 166-170.

51. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Методика расчета целесообразности сроков расконсервации золотоносных россыпей с учетом горнотехнических условий их залегания // Известия вузов. Горный журнал. 2010. - № 5. - С. 9-13.

52. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Обоснование сроков консервации угледобывающих объектов с использованием коэффициента вскрыши //Инновационное развитие горно-металлургической отрасли электронный ресурс. Открытые горные работы. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.

53. Коробкова Е.А., Тальгамер Б.Л. Оценка перспектив развития угледобычи на основе прогнозных экономических показателей // Вестник ИрГТУ. — 2010.- №6.-С. 70-76.

54. Коробкова Е.А., Шиверновский A.B., Тальгамер Б.Л. Исследование эрозионных процессов на нерекультивируемых выработках // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Выпуск 8 — Красноярск: ИПК СФУ, 2010.-С. 170-176.

55. Костромин М.В. Проблемы дражной разработки континентальных россыпей / М.В. Костромин, Г.А. Юргенсон, С.Г. Ползутко. Новосибирск: Наука, 2007. - 180 с.

56. Крапчин С.С. Экономическая оценка направлений повышения уровня рационального использования угольных ресурсов // Горный информационно-аналитический бюллетень — 2007. № 5. - С. 220-229.

57. Красавин A.A. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М.: Недра, 1991.-234 с.

58. Леоненко И.А., Федорко В.П., Орлова З.А. Вопросы освоения резервных участков Черемховского месторождения / Повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири. Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1984.-С. 140-148.

59. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений. М.: Недра, 1977. - 460 с.

60. Лобанов В.В., Зельберг A.C. Слободянюк М.Е. Реализация проекта сухой консервации карьера «Мир» важный подготовительный этап к переходу на подземную отработку месторождения // Горный журнал. — 2005. - № 7. — С. 91-95.

61. Лутовинов А.Г. Рекультивация земель при гидромеханизированных работах М.: Недра, 1984. - 61 с.

62. Малышев Ю.Н., Зайденварг В.Е., Зыков В.М. и др. Реструктуризация угольной промышленности. (Теория. Опыт. Программы. Прогноз). М.: компания «Росуголь», 1996. — 536 с.

63. Мельник H.B. Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы и горнодобывающего комплекса Иркутской области // Проблемы и перспективы развития горнодобывающей отрасли промышленности Иркутской области. Иркутск: ИМИ, — 2001. - С. 6-21.

64. Методические рекомендации по проектированию креплений откосов земляных гидротехнических сооружений, подверженных действию ветровых волн.-Л., 1972.-67 с.

65. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. — Л., 1972. — 163 с.

66. Минерально-сырьевая база и перспективы развития горнодобывающей промышленности Иркутской области. / Б.Л. Тальгамер, В.П. Федорко, В.А. Филонюк и др. — Иркутск: ИрГТУ, 2002. — 91 с.

67. Мисевра O.A. Состояние и стратегия развития ОАО «Востсибуголь» на 2001 2005 гг. // Уголь. - 2001. - № 9. - С. 9-12.

68. Михайлов A.M. Охрана окружающей среды при разработке месторождений открытым способом. М.: Недра, 1981. - 184 с.

69. Мусихина Е.А. Исследование влияния фактора времени на оценку состояния окружающей среды в условиях работы горнодобывающих предприятий. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 92 с.

70. Навитний A.M., Петров А.Н., Твердохлебов В.Ф. Опыт предотвращения негативных экологических последствий при ликвидации угольных шахт и разрезов // Уголь. 2003. - № 3. - С. 15-16.

71. Назарова Е.Ю. Методика оценки трудности открытой разработки карбонатных месторождений / А.И. Косолапов, Е.Ю. Назарова // Экономика природопользования: Всероссийская научно-практическая конференция Пенза, 2005.-С. 45-47.

72. Овсейчук, В.А. Охрана окружающей среды при добыче твердых полезных ископаемых: Учеб. пособие // В.А. Овсейчук, Ю.М. Овешников, В.М. Лизункин. Чита: ЧитГУ, 2006. - 298 с.

73. Онищенко В.В., Акулов A.A., Селейкович В.В. Эрозионные процессы на отвалах и рекультивируемых землях и пути их предотвращения // Восстановление земель, нарушенных при добыче угля и сланца: Сб. науч. тр. / ВНИИОСуголь. Пермь, 1987. - С. 52-57.

74. Основания экологической теории комплексного освоения недр / H.H. Чаплыгин. М.: ИПКОН РАН, 2006. - 102 с.

75. Островский Г.К., Федорко В.П. Проектирование технологических схем бестранспортной системы разработки: Учеб. пособие. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1993. - 224 с.

76. Охрана труда на предприятиях угольной промышленности: Учебное пособие/ Под ред. A.C. Голика. М.: Изд-во МГГУ, 2009. - 625 с.

77. Папичев В.И. Оценка воздействия горного производства на окружающую среду с использованием ресурсного подхода. М.: ИПКОН РАН, 2004. -60 с.

78. Патент № RU 2018669 С1 РФ МПК Е21С41/26, Е21С41/32 Способ разработки месторождений полезных ископаемых и рекультивации карьеров/ Гутаускас Л.В., Саукявичюс Б.П., 4939250/03, заявл. 22.05.1991, опубл. 30.08.1994.-4 с.

79. Патент № RU 2120552 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ водно-технической рекультивации отработанных нагорных карьеров/ Зимин Г.Т., Кислицин Л.В., Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН — 95108293/03, заявл. 25.05.1995, опубл. 20.10.1998. 5 с.

80. Патент № RU 2267514 С1 РФ МПК С09К 17/40. Композиция для за-• щиты грунтов от эрозии / Медко В.В., Смолов Г.К., Кутвицкая Н.Б., №2005102727/12, заявл. 04.02.2005; опубл. 10.01.2006. 3 с.

81. Патент № ЬШ 2293103 С2 РФ МПК С09К17/00, А01В79/02 Компози-. ция для рекультивации карьеров и нарушенных земель/ Митрофанов Н.Г. и др.,

82. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменская государственная архитектурно-строительная академия — 2004132410/12, заявл. 05.11.2004, опубл. 10.02.2007. 5 с.

83. Патент № БШ 2310756 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ рекультивации отработанных карьеров/ Болдырев О.В. и др., Общество с ограниченной ответственностью «Экостройресурс» 2006144974/03, заявл. 19.12.2006, опубл.2011.2007.-5 с.

84. Патент № 1Ш 2314421 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ рекультивации . отработанных карьеров и зон обрушения в районах с мерзлыми породами/

85. Шевкун Е.Б. и др., Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» 2006116834/03, заявл. 16.05.2006, опубл. 10.01.2008, бюл. №1 -4 с.

86. Патент № БШ 2325534 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ рекультивации нарушенных земель/ Болдырев О.В. и др., Общество с ограниченной ответственностью «Экостройресурс» 2007121080/03, заявл. 06.06.2007, опубл.2705.2008.-4 с.

87. Патент № БШ 2374447 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ рекультивации . нарушенных земель/ Болдырев О.В. и др., Общество с ограниченной ответственностью «Экостройресурс» 2008123109/03, заявл. 10.06.2008, опубл.2711.2009.-5 с.

88. Патент № БШ 2032022 С1 РФ МПК Е02Д 17/20, Е02В 3/12. Устройство для укрепления земляного полотна или склонов. / Кожин Ю.П., № 5005069, заявл. 14.10.1991, опубл. 27.03.1995. 5 с.

89. Патент № БШ 2039274 С1 РФ МПК Е21С41/32 Способ рекультивации карьеров/ Борзяк В.Е. и др., Шахтинский филиал Новочеркасского политехнического института им. Серго Орджоникидзе 5056424/03, заявл. 25.02.1992,опубл. 09.07.1995.-4 с.

90. Патент № RU 2109427 С1 РФ МПК А01В 79/02. Способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений / Герасимов

91. B.М., Карасев К.И., Рашкин A.B., № 96111633/13, заявл. 07.06.1996, опубл. 27.04.1998.-3 с.

92. Патент № SU 1062392 А СССР МПК Е21С41/00 Способ рекультивации при открытой разработке месторождений/ Горкунов В.И., Завалишин B.C., Валиев К.З., Институт горного дела АН КазССР 3489623/22-03, заявл.0709.1982,опубл. 23.12.1983. бюл. № 47.-4 с.

93. Петрова J1.B., Петрова E.H. Современные методы построения модели финансовой оценки и перспектив развития угольного предприятия // Уголь. -2010.-№ 1.-С. 35-37.

94. Пономарев В.П. О стоимости угля на электростанциях России и С1ИА//Уголь. 2009. - №5. - С. 76-79.

95. Попов В.Н., Шпаков П.С., Юнаков B.JL Управление устойчивостью карьерных откосов: Учебник для вузов. — М.: Изд-во МГГУ, «Горная книга», 2008. 683 с.

96. Пособие к СНИП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации. «Охрана окружающей среды» /Центринвестпроект. — М.: Госстрой России, 2000.-235 с.

97. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом. ПБ 05-619-03. М., 2004.

98. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. — СПб., 1998.-208 с.

99. Правила охраны недр. ПБ 07-601-03. М., 2004.

100. Правила охраны недр при переработке минерального сырья. ПБ 07' 600-03.-М., 2004.

101. Право на безопасный труд и здоровье // Уголь. — 2008. — № 10. —1. C. 54-59.

102. Предбайкалье. Города и районы/ Е. Бандо. Иркутск: ВосточноСибирское книжное издательство, 1976. - 215 с.

103. Пучков JI.А., Каледина Н.О. «Дорожная карта» стратегии развития угольной промышленности России. // Труды научного симпозиума «Неделя горняка 2009». -М.: МГГУ, 2009. - С. 155-263.

104. Рациональные энергетические программы: методические основы и опыт разработки. / Под ред. Б.Г. Санеева. Новосибирск: Наука, 1995. - 240 с.

105. РД 07-291-99. Инструкция о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с недрами, 1999.

106. РД 07-35-93. Методические указания по организации и осуществлению контроля за горнотехнической рекультивацией земель, нарушенных горными разработками, 1993.

107. Региональные энергетические программы: методические основы и опыт разработки/ Под ред. Салеева Б.Г. — Новосибирск: Наука, 1995. — 246 с.

108. Резниченко С.С., Рожнов A.A. Основные тенденции современного социально-экономического развития угольной промышленности России / Труды научного симпозиума «Неделя горняка 2009» - М.: ИД ООО «Ролике», 2009.-С. 184-193.

109. Рекультивация земель на разрезах: обзор / А.П. Красавин и и др. : под ред. А.П. Красавина. -М.: ЦНИЭИуголь, 1975.-38 с.

110. Ржевский В.В. Открытые горные работы: Учебник для вузов. Часть 2. Технология и комплексная механизация. 4-е изд. перераб. - М.: Недра, 1985.-549 с.

111. Росинформуголь. Зарубежные новости. Вып. 115. http.//mkt.rosugol.ru. 06.02.2008.

112. Росинформуголь. Уголь России в 2008 году. http.//mkt.rosugol.ru.

113. Рогова Т.Б. Динамическая оценка достоверности запасов угольных пластов//Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Выпуск 8 -Красноярск: ИПК СФУ, 2010. С. 59-63.

114. Русский И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. -М.: Недра, 1979. 384 с.

115. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле М.: Высш.• Школа, 1973.-287 с.

116. Саламатин А.Г. Угольная промышленность России на пороге нового тысячелетия. // Уголь. 2000. - № 6. - С. 3-5.

117. Секисов Г.В. Минеральные объекты и их рациональное освоение / Г.В. Секисов М.: Недра, 1994. - 260 с.

118. Сиротин H.A., Коробкова Е.А. Повышение экологической безопасности эксплуатации и консервации месторождений в поймах рек / Современные проблемы безопасности жизнедеятельности. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. — С. 271-273.

119. Скляров В.Е. Минерально-сырьевые ресурсы области. / Проблемы и перспективы развития горнодобывающей отрасли промышленности Иркутской области. Иркутск: ИМИ, - 2001. - С. 21-45.

120. Смагин В.П. Перспективы развития угольной промышленности Восточной Сибири и Дальнего Востока. // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. научн. тр. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. - С. 5-8.

121. Соколов А.Д. Научно-методические основы исследования тенденций и закономерностей развития угольной промышленности России и ее регионов: автореф. дис. д-ра техн. наук. — Иркутск: Ин-т систем энергетики им.• Л.А. Мелентьева СО РА, 2006. 47 с.

122. Соколов А.Д., Такайшвили Л.Н. Современное состояние и перспективы развития угольной промышленности Иркутской области до 2030 г. // Вестник ИрГТУ. 2009. - №1. - С. 57-62.

123. Состояние и динамика цен на угольную продукцию. Угольная промышленность Российской Федерации: Информационный бюллетень. М.: Ро-синформуголь, январь 2009.

124. Справочник. Открытые горные работы / К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, H.H. Мельников и др. М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

125. Стратегия развития топливно-энергетического комплекса Иркутской области до 2010-2015 гг. и на перспективу до 2030 г / Угольная промышленность / ИСЭМ СО РАН. Иркутск, 2008. - 104 с.

126. Стратегия Сибирской угольной энергетической компании в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке в период до 2010 г. М., 2000. - 252 с.

127. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Обоснование продолжительности консервации угледобывающих объектов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. - № 4. — С. 225-229.

128. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Анализ способов консервации объектов по добыче угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010.- №6.-С. 326-329.

129. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. О некоторых результатах прогнозирования угледобычи // Вестник ИрГТУ. 2010. - № 1. - С. 190-193.

130. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Обоснование параметров пляжной зоны при консервации и рекультивации карьеров с созданием водоемов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010.-Вып. 10.-С.5-10.

131. Тальгамер Б.Л., Коробкова Е.А. Угольная промышленность Иркутской области: история и перспективы развития: Учебное пособие. / Под ред. Тальгамера Б.Л. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - 110 с.

132. Тальгамер Б.Л., Шиверновский A.A., Коробкова Е.А. Рославцева Ю.Г. Влияние экспозиции откосов отвалов на процесс их самозарастания // Вестник ИрГТУ. 2010. - № 5. - С. 90-95.

133. Техника и технология рекультивации на открытых разработках / А.К. Полищук, A.M. Михайлов, И.И. Заудальский и др. М.: Недра, 1977. - 214 с.

134. Технология и экономика горнотехничсекой рекультивации: метод, указания / Е.П. Дороненко и др. : под ред. Е.П. Дороненко. Свердловск, 1972. - 60 с.

135. Типовые технологические схемы рекультивации нарушенных земель на разрезах /ВНИИОСуголь. Пермь, 1984. - 139 с.

136. Толчев В.В., Спасов С.М., Нензель Г.Н., Якушенко М.В., Березин С.Е., Трошин A.C. Водоотлив в проекте сухой консервации карьера «Мир» //Горная промышленность. — 2006. №2. - С. 16-18.

137. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах. М.: Недра, 1984. — 213 с.

138. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M. и др. Экология и охрана природы при открытых горных работах М.: МГГУ, 1994. - 418 с.

139. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых работ: Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. - М.: Изд-во МГГУ, 1992.-464 с.

140. Топливно-энергетический комплекс России: Современное состояние и взгляд в будущее / Г.В. Агафонов, Е.Д. Волкова, Н.И. Воропай и др. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 312 с.

141. Топливно-энергетический комплекс России: Современное состояние и взгляд в будущее / Г.В. Агафонов, Е.Д. Волкова, Н.И. Воропай и др. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 312 с.

142. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Милетенко Н.В., Чаплыгин H.H. Недра и обеспечение экологической безопасности и их освоение //Открытые горные работы. 2001. - № 1. - С. 7-11.

143. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Чаплыгин H.H. (и др.) Недра и основные положения экологической безопасности их освоения //Горный журнал. -1995.-№7.-С. 17-21.

144. Тулеев А.Г. За углем — будущее энергетики России // Горный журнал. 2006. - № 11. - С. 4-10.

145. Угольная промышленность Российской Федерации: Информационный бюллетень. — М.: Росинформуголь, январь 2009.

146. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 г. №116-ФЗ.

147. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ.

148. Федорко П.В. ООО «Компания «Востсибуголь» итоги 2009 года, перспективы // Уголь. 2010. - № 3. - С. 24-25.

149. Федоров A.B., Шорохов В.П., Кисляков В.Е., Бобров С.А. Анализ горных работ ОАО «СУЭК-Красноярск» и схемы развития филиала «разрез Березовский-1» / Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Ч. 1. Красноярск: ИПКСФУ, 2009. - С. 144-153.

150. Финам. Средняя цена энергетического угля в России в 2010 году составит $55 за тонну. http.//www.finam.ru. 04.05.2010.

151. Финам. Уголь на российских ТЭС, по прогнозам аналитиков, приобретет конкурентное преимущество после 2015 года. http.//www.finam.ru. 21.04.2010.

152. Харионовский A.A., Толченкин ЮА. Состояние и приоритетные направления охраны окружающей среды в угольной отрасли //Уголь. — 2008. -№2.-С. 56-59.

153. Чаплыгин H.H. Проблемы экологизации освоения недр и новые подходы к ее обоснованию // Горный журнал. 1996. - № 4. - С. 42-46.

154. Чаплыгин H.H. Экономический механизм обеспечения экологиче• ской безопасности освоения недр //Горный вестник. 1995. - № 2. - С. 30-36.

155. Чаплыгин H.H., Галченко Ю.П., Папичев В.И. (и др). Экологические проблемы геотехнологий: новые идеи, методы и решения. — М.: ООО Изд-во «Научтехлитиздат», 2009. 320 с.

156. Чаплыгин H.H., Папичев В.И. Горная экология в исследованиях ИПКОН РАН //Горный вестник. 1997. - № 5. - С. 86-92.

157. Чаплыгин H.H., Папичев В.И. О критериях оценки техногенной нагрузки на природную среду //Экология и промышленность России, 2000. С. 38-41.

158. Чемезов В.В., Коврыжников B.JI. Землепользование и рекультива• ция нарушенных земель при разработке месторождений золота и алмазов. Пособие по разработке проектов рекультивации нарушенных земель. — Иркутск: Изд-во ОАО «Иргиредмет», 2007. 330 с.

159. Шестаков В.А. Проектирование горных предприятий: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 795 с.

160. Штейнцайг P.M. Некоторые аспекты развития угольной промышленности //Уголь. 2008. - №9. - С. 12-15.

161. Шумилин М.В., Алискеров В.А., Денисов М.Н., Заверткин B.JI. Бизнес в ресурсодобывающих отраслях: Справочник. М.: ООО «Недра• Бизнесцентр», 2001. 268 с.

162. Щадов В.М. Экологические проблемы угольной отрасли на завершающем этапе реструктуризации //Уголь. 2007. - № 6. - С. 31-36.

163. Щадов Г.И., Заинченко Я.И. Тенденции развития угольной отрасли в Восточной Сибири // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. научн. тр. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - С. 60-65.

164. Щадов И.М. Концептуальные основы новой угольной политики в России и ее практическая реализация в ОАО «Востсибуголь» / Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. научн. тр. — Иркутск: Изд-во1. ИрГТУ, 2000. С. 76-82.

165. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года; Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации №1234-р от 28.08.2003 г.

166. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года; Утверждена распоряжением правительства Российской федерации №1715-р от 13.11.2009 г.

167. Эскин B.C. Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками-М.: Недра, 1975. 184 с.

168. Эталон проекта ликвидации шахты (разреза). М., 2001. - 99 с.

169. Яновский А.Б. Об итогах реструктуризации угольной промышленности и первоочередных задачах по развитию отрасли // Научные школы Московского государств, горного унив-та. Том 1. — М.: Изд. МГГУ, 2008. С. 585593.условные обозначения

170. Рис. А1 Местоположение основных месторождений топливно-энергетического сырья Иркутской области1. Перспективные площади1. А На нефть12 Буктинская13 Кривопуцкзя1. А На газ14 Бмльчирская

171. Месторождения твердых горючих полезных ископаемых

172. Каменный утопь ■ Бурый уголь

173. Б.Жеронское 31 Кадуйский уч-к

174. Катарбейское 32 Мугунское17.Глинкинское 33-Азейское1 в. Ишид ейское 34 Шитки некое

175. Коротаевский уч-к 35 Хандинское20 Каранцайское 36 Алюйское

176. Тарасовское Горючие сланцы22 Новометелкинское ■23.Нукутское 37 Алюйское24 Головинское 25 Черемховское О Торф

177. Вознесенское 38 Урикское (На кресте)

178. Бозойекое 39 Карлукское (Грановское)

179. Ишинское 40 Позднякоеское29 Забитуйское 30 Уыаткмнсхмй разрез

180. УГЛЕВОДОРОДНОЕ СЫРЬЕ Месторождения1. Нефге-газоео-конденсзтные1 Верхнечонское2 Дулмсьминское3 Ярактинское4 Марковское5 Вакунайское6 Даниловское

181. Гаэово-конденсятные УКовыктм некое 8. Братское Э.Атоеское4 Нефтяные10 Пилюдинское4 Газовыетопливно-энергетические ресурсы иркутской области11 Аянское

182. Жеронский усть-илимскор Берлинскийкиренскустьелезногорс1имский1. Шиткинский братсктайшетнижнеудинск1. Ъранцайачерёмхово1. Харанутский

183. Черемхоеский 1 ^Вознесенскийиркутс!1. Раздопьинский Ш ангарс!

184. Муаунский Ш Ишидейский ■ зима1зтаееский Лужкоеский I Головинский0 50 100 км1II

185. Рис. Б1 Основные угледобывающие разрезы Иркутской области: ■ - действующие предприятия; ■ - действующие предприятия с расширением; ■ - перспективные предприятия

186. Рис. В1 — Общий вид техногенного водоема при консервации участка «Артем IVA»

187. Рис. В2 Рабочий борт разреза (слева) после сухой консервации с засыпкой пласта породами вскрыши

188. Рис. ВЗ Формирование бортов разреза выше (колышек) и ниже максимального уровня воды в техногенном водоеме

189. Рис. В4 Выемка в борту разреза, сформированная в процессе абразии

190. Рис. В5 — Береговая линия техногенного водоема, подверженная абразии

191. Рис. В6 Осыпание борта разреза в результате абразии вдоль береговой линии1. Рис. В7

192. Естественное зарастание борта разреза (справа) и отвалов вскрышных пород (слева) в течение 7 лет

193. Рис. В8 Восстановление растительности (рогоз) в зоне подтопления склонов отвалов

194. Рис. В9 Естественное лесовосстановление на всрышных отвалах с северо-восточной экспозицией склонов

195. Рис. В10 Состояние растительного покрова на вскрышных породах, перекрывающих законсервированный пласт угля спустя 7 лет после завершения горных работннмшнммшпшмншшшнвннн и————с——в—ив—ник' щм.тм лкь да«

196. Рис. Г1 Останцы крепких пород на отвале № 1 в результате эрозионных процессов в течение 50 лет

197. Рис. Г2 Тополя и сосны на юго-восточном склоне отвала №1 (профиль 1)

198. Рис. ГЗ Растительность на склоне отвала № 2 (профиль №2), сформированного 30 лет назад21/06/2010 .

199. Рис. Г4 Растительность на северном склоне отвала №3 (профиль №3)

200. Рис. Г5 Заросли облепихи на глинистых породах северного склона

201. Рис. Г6 Южный склон отвала № 3 (профиль №4), отсыпанного 55 лет назад1 лп ши £ 98 -с. ё 96 о | 94 о

Информация о работе

Коробкова, Елена Ананьевна
кандидата технических наук
Иркутск, 2011
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование геотехнологических параметров и продолжительности консервации неглубоких угольных разрезов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы