Понятие о рациональном использовании недр

Рациональное использование недр при разработке месторождений должно основываться на максимальной полноте и комплексности извлечения полезных компонентов. Особенно остро стоит вопрос внедрения малоотходных и безотходных экологически чистых технологий. На сегодняшний день на предприятиях Казахстана, эксплуатирующих полиметаллические месторождения, из всей добываемой горной массы только 10% переходит в полезный продукт, практически отсутствует разделение полезных компонентов из комплексных руд, до 80% и более отходов производства сбрасывается в хвосты и отвалы. Рассмотрим ситуацию, сложившуюся в настоящее время в Восточном Казахстане. На середину 90-х годов по Восточно-Казахстанской области из 15 млн. т ежегодно поступающих хвостов обогащения лишь около 25-30% использовались в строительстве и для закладки выработанного пространства на подземных рудниках. Из 1,5 млн. т отходов металлургии, ежегодно поступающих в отвалы, для повторной переработки используется половина, а из 14 млн. т отвалов горных пород практически используется около 3%. При этом хвосты обогащения и минерализованные породы вообще не используются для получения металлов. В Восточном Казахстане накоплено около 1,5 млрд. т отходов горно-обогатительного и металлургического производств, количество содержащихся в них цветных и благородных металлов соизмеримо с запасами крупного полиметаллического месторождения.

В сложившихся условиях рыночного хозяйствования особую актуальность приобретает проблема рационального использования недр.

Известны следующие методы разработки месторождений руд различного качества:

- одновременная разработка (совместная, раздельная, выборочная);

- разновременная разработка (раздельно-разновременная с сохранением статического равновесия подрабатываемых бедных руд, раздельно-разновременная без сохранения статического равновесия подрабатываемых бедных руд).

При валовой отработке многокомпонентных рудных месторождений цветных металлов, сопутствующая часть которых по ценности часто сравнима с основной, происходит смешивание руд разных природных и технологических типов, что приводит к снижению извлечения полезных компонентов при переработке и повышенному расходу реагентов на обогатительной фабрике. Раздельная выемка богатых руд дает возможность удешевить производство полезных компонентов и более полно использовать запасы месторождения, так как в этом случае металла добывается больше за счет более высоких коэффициентов извлечения при добыче богатой руды и ее переработке. Выборочная разработка богатых руд целесообразна при условии, что это не приведет к безвозвратной потере некоторой части учтенных запасов или к резкому ухудшению эксплуатационных условий при дальнейшей отработке месторождения.

В погоне за максимальной прибылью в условиях нестабильности цен на металлы некоторыми горнорудными компаниями производится выборочная отработка богатых руд месторождения с оставлением бедных руд. После выборочной разработки, приводящей к истощению месторождения, горнопромышленные компании, управляемые иностранными инвесторами, без особых проблем получают лицензию на право разработки нового месторождения. Избирательная отработка наиболее богатой части месторождения приводит к тому, что в недрах остаются обедненные и разобщенные по местоположению неотработанные участки месторождения, которые уже не представляют какого-либо промышленного интереса и безвозвратно утрачивают свое значение.

По Восточно-Казахстанской области при отработке полиметаллических месторождений содержание в руде в 2000 году по сравнению с 1990 годом увеличилось: свинца - с 0,66 % до 0,796 %; цинка - с 2,58 % до 8,806 %.

Все это говорит о том, что в последние годы некоторые иностранные компании ведут выемку богатых участков залежей, что в конечном итоге позволяет получать компаниям сверхприбыли.

Кроме того, горнорудные компании в Республике Казахстан получают право пользования недрами практически бесплатно, без возмещения госбюджетных капиталовложений в геологическую разведку месторождений. Необходимость улучшения минерально-сырьевой базы действующих горнорудных предприятий уже признается самими недропользователями.

Одним из путей развития горнорудных компаний на сегодняшний день является диверсификация, основанная на расширении номенклатуры и ассортимента выпускаемой продукции, что в конечном итоге приведет к комплексному использованию руд, содержащих сопутствующие ценные компоненты, вовлечению в эксплуатацию экономически эффективных забалансовых руд, отвалов горных пород и отходов обогащения.

Диверсификация конечной продукции горнодобывающих предприятий должна проводиться с учетом следующих факторов:

- возможности производственных мощностей горнорудных предприятий;

- использование капиталосберегающих технологий;

- результаты научных исследований;

- утилизация отходов производства.

На предприятиях АО «Казцинк» необходимо по возможности налаживать выпуск разнообразных конечных продуктов на основе более глубокой переработки исходного сырья и расширять рынки сбыта продукции, тем более что на горнодобывающих предприятиях соединение основного производства с переработкой отходов производства не требует крупных инвестиций.

На Малеевском месторождении выделено два технологических типа руд (поли­металлические и медно-цинковые) и руководством АО «Казцинк» принято решение об их раздель­ной добыче и обогащении.

Распределение содержания металлов на месторождении в сплошных и вкрапленно-прожилковых рудах неравно­мерное. Строение залежей слож­но-зональное. Границы между природными типами и разновид­ностями руд, как правило, посте­пенные и не могут фиксировать­ся визуально. Распространен­ность полиметаллической и медно-цинковой руды на месторож­дении составляет соответствен­но 51% и 49%.

По проекту запасы руд Мале­евского месторождения первона­чально отрабатывались на уровне 11-14 горизонтов, где сосредото­чено 78,8% руды и 80% металлов.

Родниковая зона имеет четкую зональность технологических ти­пов руд, отличающихся по соста­ву и технологическим свойствам.

Первоначальным проектом для отработки месторождения (при производительности рудни­ка 1 млн. т руды в год) была при­нята слоевая система разработ­ки с твердеющей закладкой и нис­ходящей (или восходящей) выем­кой слоев. Раздельная добыча технологических типов должна была обеспечиваться шпуровой отбойкой руды в очистных заходках ограниченного поперечного сечения, а раздельная выдача из блоков - увеличением в 2 раза (по сравнению с валовой добычей) количества рудоспусков в блоке.

Однако с учетом корректиров­ки производительности рудника (до 2,25 млн. т руды в год) для отработки месторождения в ка­честве основных были приняты этажно-камерная и сплошная подэтажно-камерная системы раз­работки со скважинной отбойкой и закладкой. При этом степень разделения технологических ти­пов руд из-за больших объемов отбиваемой руды скважинными зарядами за один взрыв суще­ственно ниже, чем при слоевой системе разработки.

Смешивание руд разных типов Малеевского месторождения при переработке снижает извлечение свинца до 10%, цинка - до 5% и меди - до 8%, при этом при­мешивание медно-цинковой руды к полиметаллической приводит к повышенному расходу реагентов на обогатительной фабрике.

Так, извлечение металла из руд Малеевского месторождения на стадии горно-обогатительного передела составляет по свинцу - 74,2%, по цинку-91,1%, по меди - 78%, по золоту - 69,1%, по се­ребру - 87,8%.

Сортировка различных техно­логических типов руд производит­ся на стадии добычи при опро­бовании очистных забоев с помо­щью рентгенорадиометрического анализатора ПРАМ - 1м. По каж­дому забою определяется содер­жание меди, свинца, цинка и вы­является технологический тип руды. На основании этой инфор­мации составляется планограмма выпуска руды в очистном блоке.

Этажно-камерная система раз­работки применяется на руднике для отработки камер, содержащих 75-90% одного технологического типа руд, что обеспечивает мень­шее перемешивание полиметалли­ческих и медно-цинковых руд.

Участки месторождения с сильно выраженным неоднород­ным составом возможно отраба­тывать этажно-камерной систе­мой с послойной отбойкой техно­логических типов руд методом недозаряда.

Для улучшения раздельной до­бычи руд необходимо корректи­ровать расположение буровых выработок и взрывных скважин, порядок отбойки руды в камерах с учетом пространственного раз­мещения контакта между технологическими типами руд. Эти ме­роприятия повлекут за собой удо­рожание раздельной добычи руды по сравнению с валовой.

Раздельная добыча технологи­ческих типов руд экономически выгодна при условии получения дополнительной прибыли на ста­диях добычи, обогащения и ме­таллургического передела.

Раздельная добыча и перера­ботка технологических типов руд на Малеевском руднике позволя­ет повысить извлечение металлов в концентраты на 7-12%, что дает возможность увеличить прибыль с 1 т переработанной руды на 40-45% по сравнению с валовой до­бычей и переработкой.

Сравнительные экономические расчеты результатов валовой и раздельной переработки выде­ленных технологических типов руд, выполненные специалистами Зыряновского ГОК, показали, что экономический эффект при раздельной переработке составляет 1,75 долл. США с каждой тонны руды.

Малеевское месторождение характеризуется неравномернос­тью распространения каждого технологического типа руд по очистным блокам. Поэтому дан­ный метод разработки характери­зуется большими колебаниями добычи различных типов руд, а для устранения этого недостатка приходится вести опережающую выемку одного из них, что при не­благоприятных горно-геологических условиях усложняет последу­ющую разработку месторождения и приводит к деконцентрации гор­ных работ.

В технологии товарного опробования руды текущей добычи Малеевского рудника используется отечественное оборудование и оборудования английской фирмы «ERIEZ MAGNETICS EURORE LTD».

Методика отбора, переработки и подготовки проб руды разработана и реализуется также указанной фирмой.

12 Восстановление и использование нарушенных горны­ми работами территорий

Богатства недр - одно из важнейших достояний народа. Масштабы этих запасов огромны, но не беспредельны. Каждые 12 - 15 лет объем добычи полезных ископа­емых удваивается. Все это предопределяет важность проблемы бережного отношения к богатствам недр.

В процессе извлечения полезных ископаемых из недр воз­никают и стремительно увеличиваются бесплодные террито­рии, разрушительное воздействие которых далеко распростра­няется на окружающие сельскохозяйственные и лесные угодья. Это приводит к нарушению тысячелетиями складывающегося природного комплекса. К числу громадных промышленных воз­действий на природу относится воздействие открытого способа разработки. Общая площадь земель, нарушенных открытыми работами, оценивается около 1,5 - 2,0 млн. га.

Под рекультивацией понимается восстановление нарушен­ных земель с целью их использования в других отраслях народ­ного хозяйства. Однако приведение нарушенных земель в пер­воначальное состояние не всегда оказывается возможным и экономически целесообразным.

В результате рекультивации могут создаться земли, при­годные для сельского и лесного хозяйства, организации отдыха, устройства водоемов, жилищного и промышленного строитель­ства. Однако необходимо ориентироваться на создание наибо­лее ценных и продуктивных угодий.

В зависимости от целевого назначения различают следую­щие виды рекультивации:

• сельскохозяйственная - создание земель, пригодных для выращивания сельскохозяйственных культур, разведения садов, пастбищ и сенокосных угодий;

• лесохозяйственная - создание лесонасаждений целево­го назначения (почвозащитные, водоохранные, климатические, лесопарковые и парковые), а также лесов деловой древесины;

• природоохранная - создание зон отдыха, озеленение отвалов, загрязняющих окружающую среду и др.;

• водохозяйственная - создание водоемов различного на­значения (водохранилища для разведения рыбы, дичи и др.);

• строительная - подготовка земель для жилищного и промышленного строительства, а также спортивных сооружений.

Полное восстановление земель осуществляется, как правило, в процессе горнотехнической и биологической рекультивации.

Горнотехническая рекультивация - это цикл горных ра­бот по подготовке нарушенных земель к использованию в хо­зяйстве. Сюда входят: планировка отвалов, выполаживание от­косов, укладка плодородных пород для создания раститель­ного слоя, мелиоративные работы, строительство дорог.

Биологическая рекультивация проводится после окончания горнотехнической. Это восстановление плодородия и биологи­ческой нарушенности земель, создание сельскохозяйственных и лесных угодий, разведение рыбы в водоемах, дичи в лесах, соз­дание ландшафтов, благоприятных для жизни человека.

Для механизации всех работ по рекультивации использу­ются скреперы, бульдозеры, экскаваторы и автосамосвалы, а также основное оборудование для вскрышных работ.