Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Повышение комплексности использования природных ресурсов карьерного поля

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Повышение комплексности использования природных ресурсов карьерного поля"

На правах рукописи

\

БОРЗЕНКОВ ВЛАДИМИР ТИХОНОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КОМПЛЕКСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и

рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель:

доктор технических наук профессор ГЛ.Холодняков

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Л.П.Капелъкина,

кандидат технических наук В.ПЛинев

Ведущее предприятие: Экологический институт Международной академии наук экологии, безопасности человека и природы

Защита диссертации состоится 22 июня 1998 г. в 15" час. 15 мин. на заседании диссертационного Совета Д.063.15.11 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1208.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 21 мая 1998 года.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время 70 процентов всех твердых полезных ископаемых в мире добывается более экономичным открытым способом. Однако при этом одновременно извлекают миллиарды тонн вскрышных пород, которые вывозят в отвалы, где они загрязняются, теряют свою ценность и способствуют повышению загрязнения окружающей природной среды. Сохранение ее при росте объемов добычи может быть обеспечено за счет создания новых принципов проектирования и разработки месторождений, новых методов добычи, а также максимально возможного использования вскрышных пород, которые в настоящее время, будучи в отвалах, занимают огромные территории и омертвляют землю. Только 5-10% добываемых в карьере минеральных ресурсов переходят в готовую продукцию, а остальное в виде отходов (отвалов, хвостов) попадает в окружающую природную среду.

Рациональное природопользование, экономное потребление первичного природного сырья, переход на мало- и безотходные разработки, повсеместное использование попутных полезных ископаемых и отходов карьера позволят расширить минерально-сырьевую базу страны без дополнительных капитальных вложений в освоение новых месторождений, полнее использовать производственные фонды горно-добывающих предприятий, а также приведут к улучшению экологической ситуации в районах добычи и переработки сырья.

Таким образом, рациональное использование природных ресурсов является актуальнейшей социально-экономической и экологической проблемой современного осуществления развития.

Исследования выполнялись в рамках «Плана научно-исследовательских работ 1986-1990 гг. и на период до 2000 года по созданию научных основ и методов повышения эффективности рационального комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и охраны недр» (Постановление ГКНТ СССР ль 10.03.1986 г. и Госплана СССР от 28.04.1987 г.) и Государственной научно-технической программы РФ «Ресурсосберегающие и эколо-

гически безопасные комплексные процессы горно-металлургического производства».

Цель диссертации - развитие современных концептуальных основ проектирования малоотходной открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

Идея работы заключается в необходимости учета при проектировании и организации горных работ возможности хозяйственного использования не только основного полезного ископаемого, но и многих попутно извлекаемых пород карьерного поля.

Основные научные положения, представленные к защите:

1. Малоотходная открытая разработка месторождений предполагает наиболее полное использование всех горных пород, извлекаемых в карьерном поле, причем часть из них может быть использована со временем, поэтому необходимо их упорядоченное размещение в специально отведенных местах внутри карьера или на его борту, то есть складирование для формирования техногенного месторождения.

2. Наиболее эффективному обеспечению охраны окружающей среды соответствует минимальный земельный отвод для складов попутных полезных ископаемых.

3. Технолого-минералогическая оценка всего объема горных пород, извлекаемых из карьерного поля, позволяет отойти от концепции разработки месторождения как источника одного полезного ископаемого и сократить ассигнования на капитальное строительство.

Научная новизна работы:

• обоснован отказ от процесса технического отвалообразования и предложено складирование временно неиспользуемых горных пород, определяющее новый подход к теории и практике организации заключительного технологического процесса в карьере и формирования техногенных месторождений.

• установлено, что извлечение и рациональное использование попутных полезных ископаемых, добываемых открытым способом, позволяет снизить объем горно-капитальных работ.

Методы исследований. Общей теоретической и методологической базой диссертационной работы послужили труды отечественных и зарубежных ученых и практиков в области рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Для рассмотрения поставленных задач использовались методы научного анализа и обобщения теоретических исследований и проектной практики, аналитические методы оптимизации с помощью ЭВМ.

Достоверность научных исследований подтверждается доведением их до инженерных методик, получением удовлетворительной сходимости результатов расчетов с практикой проектирования и эксплуатации карьеров, принятием методик для использования проектировщиками, использованием и получением результатов студентами в учебном процессе. Разработанные концептуальные основы малоотходной разработки месторождений не отрицают действующих в настоящее время, так как носят более общий характер и в частном случае сводятся к основам разработки месторождений однородного состава.

Практическая ценность работы заключается в развитии методологии рационального использования природных ресурсов карьерного поля. Разработаны методики по определению: параметров складов, формирующих техногенные месторождения, на любой период эксплуатации карьера; объема горно-капитальных работ при добыче вместе с основным нескольких попутных полезных ископаемых.

Реализация результатов. Работа рекомендована АО «Гипроруда» для включения в новое издание «Норм технологического проектирования». Разработанные методики внедряются в учебный процесс для студентов специальностей 090500 «Открытые горные работы» и 330200 «Инженерная защита окружающей среды» при чтении дисциплин «Комплексное использование недр при открытых горных работах» и «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии».

Апробация работы. Работа была доложена на симпозиуме «Горное оборудование», переработка минерального сырья, новые технологии, экология» 1У Международного Форума (Санкт-

Петербург, 1996 г.), на Межгосударственной научно-технической конференции «Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века» (г.Магнитогорск, 1996 г.), на Ежегодной научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 1997 и 1998 гг.).

Основные положения диссертации докладывались в АО «Гипроруда» и Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных

трудов.

В работе представлено развитие концептуальных основ малоотходной открытой разработки месторождений полезных ископаемых, обеспечивающих создание методики проектирования рационального использования минеральных ресурсов карьерного поля и охраны окружающей среды.

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, общим объемом 116 страниц и содержит 4 таблицы и 8 рисунков.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю профессору Г.А.Холоднякову, развитие идей которого послужило основой при выполнении диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В соответствии с поставленной целью в диссертации решались следующие основные задачи: анализ современного состояния проблемы рационального использования природных ресурсов карьерного поля, развитие принципов подхода к карьеру как источнику добывания не одного, а нескольких полезных ископаемых, установление показателя малоотходного горно-обогатительного производства, обоснование необходимости складирования части попутных полезных ископаемых и горных пород - отходов для формирования техногенных месторождений, разработка методик расчета параметров складов и эффективности малоотходной разработки месторождений при определении объемов горно-капитальных работ.

Теоретические и методические основы рационального использования природных ресурсов карьерного поля и охраны окру-

жающей среды заложены в работах академиков АН СССР и РАН М.ИАгошкова, Н.В.Мельникова, Н.Н.Мельникова, В.В.Ржевского, К.Н.Трубецкого, А.Е.Ферсмана, чл.-корр.РАН В.Л.Яковлева, докторов наук О.Г.Воробьева, В.А.Галкина, Б.А.Иванова, Л.П.Капель-киной, Н.Я.Лобанова, В.А.Рогалева, Г.В.Секисова, Г.А.Холодня-кова, А.В.Хохрякова,Ю.В.Шувалова, кандидатов наук В.П.Линева, С.П.Решетняка, Я.Г.Семикобылы и многих других.

Вместе с тем, в настоящее время имеется необходимость в развитии концептуальных основ проектирования малоотходной открытой разработки комплексных месторождений полезных ископаемых, обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов карьерного поля и охрану окружающей среды.

Результаты исследований объединены в три основные научные положения:

1. Малоотходная открытая разработка месторождений предполагает наиболее полное использование всех горных пород, извлекаемых в карьерном поле, причем часть из них может быть использована со временем, поэтому необходимо их упорядоченное размещение в специально отведенных местах внутри карьера или на его борту, то есть складирование для формирования техногенного месторождения.

Рациональное использование минеральных ресурсов карьерного поля характеризуется прежде всего следующими показателями: увеличением коэффициента извлечения полезных ископаемых из недр; повышением коэффициента извлечения полезных компонентов из горной массы при обогащении; увеличением производственных мощностей предприятий; повышением эффективности использования земель; повышением коэффициента использования накопленных и текущих отходов; снижением уровня затрат на единицу конечной продукции минерально-сырьевого комплекса и объемов горно-капитальных работ. Увеличение выхода полезных ископаемых из горной массы и комплексность использования минерального сырья позволят экономить дополнительные средства на освоение новых ресурсов, необходимых взамен потерянных при добыче и переработке.

Главным стратегическим направлением природоохранной работы являются внедрение малоотходных и безотходных технологий, которые позволят сократить или полностью исключить загрязнение окружающей среды, обеспечить глубокую, комплексную переработку первичного сырья и отвалов промышленных предприятий, получить дополнительную продукцию.

В настоящее время можно выделить три группы предпосылок, которыми обусловлены возможные масштабы, научно-технический уровень и технико-экономические показатели комплексного использования недр.

К первой группе относятся предпосылки, которые связаны с тенденциями возрастания масштабов добычи основных полезных ископаемых, ведущих соответственно к увеличению объемов совместно залегающих попутных полезных ископаемых. Вторая группа предпосылок связана с уровнем научно-технических и проектных достижений в области рационального использования недр. Появилась возможность детального изучения вещественного состава всех горных пород месторождения. Предпосылки первой и второй групп тесно связаны с экономическими предпосылками, относимыми к третьей группе. Они определяются новыми экономическими критериями хозяйствования, в частности, заинтересованностью горных предприятий в добыче попутных полезных ископаемых (чего не было при отраслевой организации горнодобывающей промышленности), расходы на добычу которых из недр могут быть частично отнесены на основное полезное ископаемое, обеспечивая рентный эффект для каждого полезного ископаемого. Рациональное использование горной массы карьерного поля снижает также отрицательное воздействие горных работ на зону техногенного влияния карьеров.

Применительно к открытой разработке месторождений в настоящее время используется следующая группа ресурсов земных недр: основные и попутные полезные ископаемые, горные породы -отходы карьерного производства, отходы горно-обогатительного производства, а также природные и созданные человеком (техногенные) полости в земных недрах.

Насущная задача современного горного производства - комплексная разработка основного вида ресурсов земных недр - место-

рождений полезных ископаемых, представленных в основном разнообразным минеральным сырьем, и деление их на железорудные, руд цветных металлов, химического сырья и т.д., является условным. Например, в Ковдорском районе Кольского полуострова можно добывать не только железную руду, но и апатит, штаффелит, ба-делеит и многие другие элементы, которые в настоящее время в основном идут в отвал. Ковдорское месторождение является типичным представителем комплексных месторождений твердых полезных ископаемых, которые обычно представлены группой близко расположенных залежей с существенно различным химико-минералогическим составом. Разработка подобных месторождений осуществляется в одном карьерном поле, а переработка добытых полезных ископаемых различного состава выполняется раздельно или по разным схемам.

Число и роль комплексных месторождений в горной промышленности все более возрастает, увеличивается также многообразие их по сочетанию различных видов полезных ископаемых. Они могут быть основными и попутными.

Попутные полезные ископаемые чаще всего не имеют самостоятельного промышленного значения. Они могут быть добыты из недр на рациональной экономической основе только при наличии в оцениваемом месторождении основного полезного ископаемого, определяющего экономическую целесообразность освоения месторождения.

Важную роль играет обоснование степени комплексного использования разрабатываемой в карьере горной массы.

Следует различать фактический и потенциальный коэффициенты комплексности месторождения полезных ископаемых. Фактический коэффициент представляет собой отношение направляемой потребителю общей ценности основного и попутных полезных ископаемых к общей ценности эксплуатационных запасов всех полезных ископаемых в карьерном поле, исчисляемой в оптовых ценах. Потенциальный коэффициент рассчитывается как отношение ценности всех промышленных запасов полезных ископаемых к общей ценности эксплуатационных запасов в карьерном поле. Отношение фактического коэффициента к потенциальному отражает об-

щий уровень освоения комплексного месторождения полезных ископаемых, причем максимизация его значения определяет стремление к безотходной разработке месторождения.

Исследованиями доказано, что предложенные многими авторами показатели эффективности горно-обогатительного производства при разработке комплексных месторождений карьерами имеют в разной степени следующие недостатки:

1. Они не учитывают комплексность месторождений полезных ископаемых.

2. Каждый из них не может одинаково эффективно характеризовать одновременно и добычной и обогатительный процессы.

3. Они мало пригодны для использования в проектной практике при календарном планировании открытых горных работ и обогащения.

В условиях стремления к рациональному использованию природных ресурсов основным критерием является минимизация отходов горно-обогатительного производства. Поэтому в работе предложено использовать новый показатель - коэффициент отходов - 11г и К0 соответственно для горного и обогатительного производств.

А >

К =

«о =

Уо

I ^

где С> - производительность карьера по горной массе, млн.т/год;

У0 - отходы обогащения п полезных ископаемых, млн.т/год; ^ -

производительность карьера по всем полезным ископаемым, млн.т/год.

Предложенный показатель - коэффициент отходов позволяет четко характеризовать процессы и мероприятия по последовательной минимизации отходов при извлечении горной массы в карьере, а затем и при переработке полезных ископаемых на обогатительной фабрике. Этот показатель является наиболее четким выразителем

современной тенденции к рациональному использованию природных ресурсов, организации «чистого производства» с минимальными загрязнениями окружающей среды.

В современной практике ведения открытых работ, когда в карьере добывается лишь одно нужное данной отрасли полезное ископаемое, все остальные горные породы идут в отвал. Горные породы при этом, как правило, беспорядочно смешиваются, а отвалы, занимая большие площади, являются основными причинами ухудшения экологической ситуации в районе открытых горных работ и чаще всего не могут рассматриваются в перспективе как объекты для вторичного извлечения некоторых видов горных пород, приобретающих со временем определенную ценность.

В настоящее время лишь 10-15% всей горной массы карьерного поля являются полезными ископаемыми, а все остальное идет в отвал.

Новые концепции подхода к месторождениями полезных ископаемых как объекту разработки его карьером заключаются в отказе от понятия «вскрышные породы», представлении о всей горной массе карьерного поля как о полезных ископаемых и горных породах - отходах производства, учете комплексности всех месторождений, представляющих собой источник добычи многих минеральных ресурсов в условиях стремления к безотходной или малоотходной разработке.

Малоотходная открытая разработка комплексных месторождений определяет стремление к наиболее полному использованию всех горных пород, извлекаемых в карьерном поле. В связи с тем, что некоторые горные породы могут стать полезными ископаемыми со временем, считаем необходимым их складирование, то есть упорядоченное размещение в специально отведенных местах внутри карьера или на его борту.

Отказ от процесса технологического отвалообразования в пользу складирования временно неиспользуемых горных пород, а также многоцелевое назначение складов предопределяет совершенно новый подход к теории и практике организации заключительного технологического процесса в карьере. Именно складирова-

ГОРНАЯ МАССА КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

Рис. 1. Схема формирования техногенных месторождений при открытых горных работах

ние горных пород, а не отвалообразование, предполагает создание техногенных месторождений (рис.1).

Таким образом, техногенные месторождения представляют собой склады временно неиспользуемых горных пород карьерного поля и отходов обогащения. Минеральное сырье техногенного месторождения является отходами производственно-технической деятельности человека.

Освоение техногенных месторождений, как правило, рентабельнее освоения естественных месторождений. Отсутствие вскрышных и буровзрывных работ, сокращение затрат на рудопод-готовку и на транспортирование и др., упрощают разработку техногенных месторождений, снижают стоимость их освоения в 2-4 раза и сокращают срок окупаемости капитальных затрат в 1,5-2,0 раза по сравнению с разработкой естественных месторождений.

Освоение техногенных месторождений является составной частью комплексного использования минерального сырья карьерного поля, наиболее рентабельным путем увеличения поставок этого сырья потребителям и, вместе с тем, решает еще две задачи: сохранение природных богатств в земных недрах и улучшение экологической ситуации в районах горных предприятий.

2. Наиболее эффективному обеспечению охраны окружающей среды соответствует минимальный земельный отвод для складов попутных полезных ископаемых.

При открытой разработке комплексных месторождений вместе с основным добывается и ряд попутных полезных ископаемых. Объем их добычи в карьере зависит от производительности по основному полезному ископаемому и направления развития горных работ. Как правило, на выходе из карьера почти всегда удается получить стабильную производительность по основному полезному ископаемому и горной массе и очень редко по попутным полезным ископаемым. При этом возможности выравнивания производительности карьера по годам по попутному полезному ископаемому с целью равномерной поставки сырья на обогатительный передел ограничены.

Исходные данные: 1. Распределение по годам добычи полезного ископаемого 2. Рассматриваемые варианты производительности обогатительной фабрики Р, Р,

1

Для каждого варианта (/) производительности определяется минимум разности между фактическими нарастающими объемами добываемого и стабильно потребляемого фабрикой попутного полезного ископаемого, а также год достижения этой разницы (1)

1

Определяется время возможного начала работы фабрики для каждого варианта ее производительности { "^тт /)

1

Для каждого варианта производительности определяется максимум разности между фактическими нарастающими объемами добываемого и стабильно потребляемого фабрикой полезного ископаемого, а также год достижения этой разницы •^тах./ - тах ¿А-','] Ы )

|

Рассчитывается емкость склада для каждой производительности ^ J ^'тах / ^тт /

1

Определяется время работы фабрики при условии обеспечения ее заданным количеством полезного ископаемого 11 ' Р/

|

Определяется время окончания работы фабрики 7'о ,='/+Т/

1

Определяются ежегодные объемы запасов полезного ископаемого на складе о„ = ¿(/^-/у) (=1 -

1

Определяется производительность фабрики, которой соответствует минимальный земельный отвод 0, =шт(р/}

Рис.2. Схема расчета параметров и земельного отвода для складов попутных полезных ископаемых

Таким образом, производительность карьера по попутным полезным ископаемым не является величиной постоянной и ее целесообразно стабилизировать с помощью складов для каждого полезного ископаемого, которые используются как аккумулирующие емкости, куда поступает избыток добытого в карьере попутного полезного ископаемого и откуда в определенные периоды деятельности предприятия поступает потребителю часть полезного ископаемого, компенсируя снижение в данный момент добычи в карьере.

Для установления величины земельного отвода для склада попутных полезных ископаемых, а также обеспечения возможности оперативного управления складом нужно знать его емкость и другие параметры на любой год эксплуатации комплекса карьер - обогатительная фабрика. Таким образом, при расчете параметров складов нужно определить:

• емкость склада, соответствующую каждому значению производительности заданного диапазона;

• объемы полезного ископаемого, хранящиеся на складе в течение всего времени работы карьера и фабрики при каждом варианте производительности;

• вариант производительности, которому соответствует минимальная емкость склада.

Схема расчета параметров складов попутных полезных ископаемых и земельного отвода для них представлена на рис.2.

Для условий конкретного примера распределения по годам добычи попутного полезного ископаемого (рис.3) установлено, что из рассмотренного диапазона (5,6 и 7 млн.т/год) производительно-стей фабрики минимальному земельному отводу для склада соответствует производительность 6 млн.т в год.

3. Технопого-мипералогическая оценка всего объема горных пород, извлекаемых 1а карьерного поля, позволяет отойти от концепции разработки месторождения как источника одного полезного ископаемого и сократить ассигнования на капитальное строительство.

Рис.3. График распределения по годам добычи попутного полезного ископаемого в карьере (сплошная линия) и стабилизации его поступления на фабрику для производительностей 5, 6 и 7 млн.т в год (пунктирные линии)

с помощью аккумулирующих складов

Рациональное использование минеральных ресурсов карьерного поля позволит не только снизить капитальные вложения в освоение новых месторождений, но и сократить объемы горнокапитальных работ (ГКР). Известно, что финансирование горных работ до ввода карьера в эксплуатацию осуществляется только за счет ассигнований на капитальное строительство. В следующий период, вплоть до достижения расчетной производительности карьера, работы по выемке горных пород - отходов могут выполняться за счет средств на капитальное строительство и частично за счет расходов на эксплуатацию.

Исходя из производственных интересов, целесообразно после ввода карьера в эксплуатацию выполнять возможно больший объем горных работ за счет основной деятельности, а не за счет капитальных вложений.

Учет комплексности месторождения и добываемых полезных ископаемых может привести к увеличению объема горных работ, погашаемых за счет эксплуатации, а не за счет капитальных вложений. Схема расчета по определению объемов горных работ, относимых к горно-капитальным, в период от пуска карьера в эксплуатацию до достижения полной проектной мощности сводится к следующему:

1. В процессе календарного планирования устанавливается график развития производительности по каждому виду полезного ископаемого и по горной массе на весь период эксплуатации карьера.

2. Выделяются объемы полезных ископаемых и горной массы, разрабатываемые за период от ввода карьера в эксплуатацию до достижения им полной проектной мощности (в тоннах).

3. Определяется допустимый уровень себестоимости 1т каждого вида полезного ископаемого на оцениваемый период, исходя из оптовой цены на его продукцию и получения прибыли в размере, необходимом для внесения платы за основные производственные фонды, уплаты банковских кредитов и образования стимулирующих фондов предприятия.

4. Определяется себестоимость 1 т горной массы на проектируемом карьере (прямым счетом, по нормативам, по аналогии с другими сходными проектами или по фактическим данным).

5. Определяется коэффициент погашения горных пород-отходов карьера (КО в оцениваемый период для ¡-го полезного ископаемого.

6. По найденному коэффициенту погашения и объемам добываемых полезных ископаемых определяется объем горных работ, погашаемых за счет эксплуатации в период от ввода карьера в эксплуатацию до достижения проектной мощности (V.,)

где А; - количество ¡-го полезного ископаемого, добываемого за оцениваемый период времени,т.

7. Остальные объемы горных пород-отходов карьера в период от ввода карьера в эксплуатацию до достижения проектной мощности относятся к горно-капитальным работам (Угкр)

где С) - общее количество горной массы, извлекаемой в карьере за оцениваемый период,т.

Расчет объемов горно-капитальных работ для условий открытой разработки комплексного, а для сравнения и однородного месторождений проиллюстрирован для примера, когда в одном случае в карьере добывается два вида полезных ископаемых (п = 2), причем из каждого из них извлекается два концентрата (т = 2), а в другом - только одно основное полезное ископаемое с получением из него одного концентрата.

Установлено, что учет комплексности месторождения и полезных ископаемых позволяет снизить объем горно-капитальных работ (в нашем примере на 27,5 млн.т) в период от ввода карьера в эксплуатацию до достижения им проектной мощности.

Большое значение имеет рациональное использование минеральных ресурсов для улучшения окружающей природной среды.

Известно, что самых больших земельных отводов в горнодобывающей промышленности требуют многочисленные карьеры для производства строительных материалов.

п

V, = X ЛК

Для 52 действующих карьеров нерудного сырья Ленинградской области выделено около 3800 гектаров.

Сравнительный анализ производительности карьеров по добыче гранита в Ленинградской области и производительности карьеров в черной и цветной промышленности СНГ показывает относительно низкие мощности первых, в то время как площади земной поверхности, занимаемые теми и другими, изменяются незначительно.

С целью сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде, целесообразно увеличить производственную мощность наиболее крупных карьеров строительных материалов за счет увеличения глубины открытых работ, которая ограничена в настоящее время уровнем грунтовых вод без соответствующих технико-экономических обоснований. Кроме того, исключению из разработки многих мелких карьеров и участков может способствовать использование для производства строительных материалов горных пород-отходов крупных карьеров региона, разрабатывающих Бокси-тогорское месторождение, Кингисеппское месторождение фосфоритов, Пикалевское месторождение известняков, Костомукшское железорудное месторождение и т.д.

Рациональное использование природных ресурсов карьерного поля ведет к снижению капиталоемкости промышленности, улучшению ее отраслевой и территориальной структуры, к сохранению и улучшению качества окружающей природной среды, что является очень важным фактором в условиях развития горнодобывающей промышленности, когда остро стоит задача сохранения земельного фонда и предотвращения нарушения природного комплекса как в местах производства горных работ, так и на значительных прилегающих площадях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации представлено развитие концептуальных основ малоотходной открытой разработки месторождений полезных ископаемых, обеспечивающих совершенствование методики проектирования открытых горных работ, обеспечивающей рациональное

использование минеральных ресурсов карьерного поля и охрану окружающей среды.

Проведенные исследования позволили:

X. Установить, что уровень освоения месторождения полезных ископаемых определяется отношением фактического коэффициента комплексности месторождения к потенциальному.

2. В условиях современных требований к охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов обосновать отказ от процесса беспорядочного сбрасывания горных пород-отходов карьера-отвалообразования.

3. Развивая концепцию подхода ко всем горным породам карьерного поля как к настоящим и потенциальным полезным ископаемым, предложить и научно обосновать складирование временно неиспользуемых горных пород к теории и практике организации заключительного технологического процесса в карьере и формирования техногенных месторождений.

4. Установить, что склад приобретает многоцелевое назначение: его использование ведет к повышению интенсивности и комплексности разработки месторождения, он является средством для увеличения при необходимости производительности карьера, является буферным устройством между карьером и обогатительной фабрикой, является средством стабилизации производительности по основному и попутным полезным ископаемым, служит для сортировки и усреднения качественного состава руды, является хранилищем временно неиспользуемых горных пород-отходов карьерного производства.

5. Разработать метод расчета необходимой емкости складов попутных полезных ископаемых на любой год эксплуатации комплексного месторождения, позволяющий устанавливать величину земельного отвода и обеспечивающий возможность оперативного управления потоками горной массы.

6. Установить обратную зависимость между объемом горнокапитальных работ в период от ввода карьера в эксплуатацию до достижения им проектной мощности и количеством добываемых полезных ископаемых и извлекаемых из них компонентов.

7. Установить, что рациональное использование минеральных ресурсов карьерного поля вдет к снижению капиталоемкости горнодобывающей промышленности страны, улучшению ее отраслевой и территориальной структуры, к сохранению и повышению качества окружающей природной среды.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Технология малоотходной открытой разработки месторождений // Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология. - СПб, 1996. - С.72.

2. Современное состояние проблемы комплексного освоения минеральных ресурсов карьерного поля // Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века. - Магнитогорск, 1996. - С.35-36.

3. Определение объема горно-капитальных работ при малоотходной открытой разработке месторождений // Полезные ископаемые России и их освоение. - СПб, СПГГИ, 1997. - С. 182.

4. Формирование техногенных месторождений полезных ископаемых// Полезные ископаемые России и их освоение. - СПб, СПГГИ, 1998. -С.220.

5. Концептуальные основы проектирования открытых горных работ // Наука в Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете), вып.З. - СПб, СПГГИ, 1998. - С.257-266. (Соавторы: Холодняков Г.А., Фомин С.И., Шпанский О.В. и др.).

6. От отвалообразования в XX веке - к складированию в XXI веке. Сборник трудов молодых ученых СПГГИ (ТУ), СПб, 1998. -С.67-68. (Соавтор: Холодняков Д.Г.).

РИЦСПГГИ. 18.05.98. 3.203. Т.ЮОэкз. 199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2