Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ КАРЬЕРА КАЛИНИНГРАДСКОГО ЯНТАРНОГО КОМБИНАТА

Деревяшкин И.В. 1, 2 Кононенко Е.А. 1, 2 Садыков А.А. 2
1 МГМУ (МАМИ), Москва
2 НИТУ МИСиС Горный институт
В статье изложены основные направления совершенствования системы водоснабжения карьера Калининградского Янтарного комбината, путь их реализации и основные результаты, позволяющие исключить возможность размыва хвостохранилища и экологическую катастрофу, попадание не осветленной гидросмеси в Балтийское море и потери минеральных ресурсов месторождения. В работе предлагается исключение прямоточности схемы водоснабжения, использование воды карьерного водоотлива, обеспечение интенсификации и повышения эффективности работы гидромеханизации карьера. Обоснована концепция реконструкции Калининградского Янтарного комбината ввиду опасности экологической катастрофы, возникшей в результате складирования хвостов обогащения на берегу Балтийского моря и абразии его берегов. Рекомендованы две схемы водоснабжения, максимально использующие при этом существующие трубопроводы и оборудование для обеспечения работы гидрокомплекса карьера.
карьер
гидромеханизация
система водоснабжения
совершенствование
минеральные ресурсы
выработанное пространство карьера
1. Бессонов Е.А. Технология и механизация гидромеханизированных работ: Справочное пособие. – М.: Центр, 1999.
2. Бессонов Е.А. Энциклопедия гидромеханизированных работ. – М.: Изд-во «1989.ру», 2005.
3. Кононенко Е.А., Мишин Ю.М. Концепция реконструкции карьера Калининградского янтарного комбината. – М.: «Маркшейдерия и недропользовние». – 2013. – № 4. – С. 61–64.
4. Кононенко Е.А., Мишин Ю.М. Оценка эффективности технологических схем выделения строительных материалов из четвертичных вскрышных пород, разрабатываемых средствами гидромеханизации. – М., МГГУ, ГИАБ, 2009. – вып. 10. – С. 132–135.
5. Кононенко Е.А., Садыков А.А. Гидромеханизированная технология на карьере Калининградского Янтарного комбината. – М., МГГУ, ГИАБ, спец. вып. № 11 «Гидромеханизация», 2015. – С. 105–113.
6. Кононенко Е.А. Типизация схем систем водоснабжения и гидротранспортирования гидромониторно-землесосных комплексов на разрезах / Е.А. Кононенко, В.И. Шелоганов, В.В. Ермошкин, А.А. Романов А.А. – М., МГГУ, ГИАБ, 2009. – Вып. 11. – С. 183–193.
7. Литвин Ю.И. Особенности работы современных гидромониторно-землесосных комплексов при применении мощных гидромониторов // Сборник докладов VI съезда гидромеханизаторов России «Инновационная направленность гидромеханизации горных и строительных работ. 8–10 февраля 2012 г. – М.: Изд-во ООО «Центр инновационных технологий», 2012. – С. 180–187.
8. Протасов С.И. Влияние дисбаланса режимов работы оборудования системы гидротранспорта на эффективность работы гидромониторно-землесосного комплекса / С.И. Протасов, Ю.И. Литвин, Д.А. Поклонов // Материалы пятого Всероссийского съезда гидромеханизаторов. – М.: Изд-во ООО «Центр инновационных технологий», 2012. – С. 170–180.
9. Протасов С.И. Работа гидротранспортного оборудования при применении мощных гидромониторов / С.И. Протасов, Ю.И. Литвин // Маркшейдерия и недропользование. – 2012. – № 6(62). – С. 35–37.
10. Типовые технологические схемы веде¬ния горных работ на угольных разре¬зах. – М., Недра,1982. – 338 с.
11. Шелоганов В.И., Кононенко Е.А. Насосные установки гидромеханизации. – М., МГГУ, 1999. – 83 с.

На карьере Калининградского янтарного комбината (КЯК) с целью добычи полезного ископаемого разрабатывается пласт «голубой земли». Для этого, как и при разработке вскрышных пород, применяется гидромеханизированная технология. Размыв пород производится гидромонитором. Гидросмесь, образовавшаяся в результате их размыва, самотеком по пульповодной канаве стекает в забойный зумпф. Далее землесос осуществляет ее транспортирование по трубам к месту назначения: вскрышную породу к месту гидроотвалообразования (намыву), а янтароносную – к обогатительной фабрике. После выделения янтаря хвосты обогащения по напорному трубопроводу транспортируются на берег Балтийского моря и укладываются в хвостохранилище. Под действием гравитации порода оседает, а осветленная вода сбрасывается в Балтийское море.

В опубликованных ранее статьях [1, 2] была обоснована концепция реконструкции предприятия ввиду опасности экологической катастрофы, возникшей в результате складирования хвостов обогащения на берегу Балтийского моря и абразии его берегов (рис. 1).

der1.tif

Рис. 1. Предлагаемая структура гидрокомплекса карьера КЯК

Одной из главных составляющих технического совершенствования является реконструкция системы водоснабжения [3, 4]. Существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК представлена на рис. 2. Она имеет целый ряд недостатков [5].

der2.tif

Рис. 2. Существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК

Прямоточность схемы водоснабжения, т.е. забор воды из Балтийского моря и сброс отработанной воды после осветления гидросмеси при намыве пород. Подобные схемы в случае применения гидромеханизации при добыче полезных ископаемых открытым способом в нашей стране запрещены по условиям охраны окружающей среды и давно не применяются. КЯК в период нереста рыб простаивает (сокращение сезона, неритмичность работы и издержки) и производит ненужные выплаты как за потребление ресурса – воды, так и за её сброс после использования в технологических процессах.

Неиспользование воды карьерного водоотлива. Сравнительно большой приток вод карьерного водоотлива (порядка 24 тыс. м3 в сутки) фактически сбрасывается без использования в интересах предприятия, при этом производятся выплаты за их утилизацию.

Местоположение хвостохранилища – в пляжной зоне Балтийского моря. Абразия, т.е. разрушение берега волнами и прибоем Балтийского моря, может привести к размыву дамб и замутнению воды мелкодисперсными частицами хвостов обогащения, произойдет экологическая катастрофа.

Насосное оборудование не обеспечивает возможность интенсификации и повышения эффективности работы гидромеханизации карьера. Сведения по работе гидромеханизации Приморского карьера свидетельствуют о сравнительно низкой производительности оборудования гидрокомплекса. Опыт эксплуатации подобного оборудования при разработке четвертичных вскрышных пород угольных разрезов в Кузбассе показывает, что резерв производительности установленного оборудования составляет не менее 20–25 % [1].

Можно с уверенностью сказать, что существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК во многом определяет экологический и экономический ущерб предприятия.

В 2007–2008 гг. с целью реконструкции существующей схемы водоснабжения за счет организации прудка-накопителя в соответствии с [3] были произведены расчеты по анализу режимов оборудования в горнотехнических условиях карьера КЯК и обеспечению баланса систем водоснабжения и гидротранспортирования. Они позволили определить все параметры системы водоснабжения, максимально используя при этом существующие трубопроводы и оборудование для обеспечения работы гидрокомплекса карьера. Были рекомендованы две схемы: для работы землесосных установок на вскрыше (20ГРуТ-8м) и на добыче (3ГМ-2М) в первую смену, а в третью смену – двух вскрышных землесосных установок (20ГРуТ-8м и 3ГМ-2М), которые приведены на рис. 3, а и 3, б [7, 8].

der3.tif

Рис. 3. а – схема водоснабжения при работе трех забоев единовременно, б – схема водоснабжения при работе двух забоев единовременно

В результате фактический напор воды перед гидромонитором мог быть увеличен с 1,2 МПа до 1,4÷1,6 МПа, что соответствовало бы требованиям существующих норм для пород IV и V групп [4, 9]. В результате реконструкции существующий удельный расход воды 11,2 м3/м3 должен снизиться до 8 м3/м3. По непонятным причинам это техническое решение реализовано не было.

В нынешней ситуации, когда существует угроза экологической катастрофы из-за складирования хвостов обогащения на пляже Балтийского моря и абразии его берегов, требуется объединить перенос хвостохранилища в выработанное пространство карьера и реконструкцию системы водоснабжения.

Выработанное пространство карьера в настоящее время составляет порядка 1000×2000 м (рис. 4) – этой площади вполне достаточно для размещения как хвостохранилища, так и внутреннего отвала вскрышных пород. Дамбы обвалования следует намывать из гидросмеси вскрышных пород, что само по себе сокращает затраты из-за уменьшения расстояния транспортирования гидросмеси и позволит окончательно избавиться от потерь янтаря, который находится во вскрышных породах. Учитывая рекомендации [1], вскрышные породы могут быть использованы и как сырье для производства строительных материалов: песка и гравия [6].

der4.tif

Рис. 4. Выработанное пространство карьера КЯК

В процессе переукладки хвостов обогащения с берега Балтийского моря в новое экологически безопасное хвостохранилище значительно проще организовать выделение из них глауконита по технологии, которая в условиях Янтарного комбината была разработана и апробирована на опытно-промышленной установке еще 25 лет назад.

Таким образом, основными направлениями совершенствования системы водоснабжения карьера Калининградского Янтарного комбината являются:

– исключение прямоточности схемы водоснабжения;

– использование воды карьерного водоотлива;

– обеспечение интенсификации и повышения эффективности работы гидромеханизации карьера [10, 11].

Достижение вышеперечисленных направлений совершенствования системы водоснабжения возможно, на наш взгляд, только путем переноса места намыва вскрышных пород и хвостов обогащения в выработанное пространство. В таком случае может быть обеспечено:

– исключение экологической катастрофы из-за размыва дамб хвостохранилища в результате абразии берегов Балтийского моря;

– попадание неосветленной гидросмеси в Балтийское море;

– исключение потерь янтаря, находящегося во вскрыше;

– комплексное использование всех минеральных ресурсов месторождения;

– резкое сокращение штрафов и повышение экономической эффективности работы карьера.


Библиографическая ссылка

Деревяшкин И.В., Кононенко Е.А., Садыков А.А. НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ КАРЬЕРА КАЛИНИНГРАДСКОГО ЯНТАРНОГО КОМБИНАТА // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 12-2. – С. 225-229;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35242 (дата обращения: 01.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074