Обоснование технологии открытой разработки обводненного пологопадающего буроугольного месторождения без осушения продуктивной толщи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат наук Резник Александр Владиславович

• Резник Александр Владиславович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Резник Александр Владиславович

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ современного состояния исследований технологии разработки обводненных месторождений твердых полезных ископаемых

1.2. Анализ современного состояния разработки месторождений Канско-Ачинского буроугольного бассейна

1.3. Анализ опыта применения гидромеханизированной выемки вскрышных пород

1.4. Анализ опыта складирования вскрышных пород в гидроотвалах

1.5. Цель, задачи и методы исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ БУРОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БЕЗ ИХ ОСУШЕНИЯ

2.1. Краткая геологическая характеристика Урюпского месторождения

2.2. Проектные решения по разработке Урюпского месторождения

2.3. Концептуальные основы технологии разработки обводненного буро-угольного месторождения

2.4. Исследование закономерностей формирования технологического водоема

2.4.1. Обоснование параметров водоема

2.4.2. Расчет водного баланса разреза «Урюпский»

2.5. Исследование процессов горных работ

2.5.1. Обоснование порядка отработки поля разреза

2.5.2. Обоснование типа и режима работы добычного оборудования разреза

2.6. Выводы

3. ОБОСНОВАНИЕ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ МАССИВОВ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД С КРЕПКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

2

3.1. Исследование свойств и закономерностей распространения крепких породных включений во вскрышной толще разреза «Урюпский»

3.2. Обоснование гидромеханизированного способа разработки массивов вскрышных пород разреза

3.3. Выбор типа гидромониторно-землесосных комплексов

3.4. Исследование условий и динамики формирования гидроотвала вскрышных пород

3.4.1. Выбор варианта гидроотвала

3.4.2. Оценка вместимости гидроотвала

3.4.3. Исследование уклонов намываемой поверхности гидроотвала

3.4.4. Расчет расстояния осаждения частиц складируемых пород

3.5 Выводы

4. ОЦЕНКА ЭНЕРГО - ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННОГО БУРОУГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ БЕЗ ОСУШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОЙ ТОЛЩИ

4.1. Анализ энергоемкости вариантов технологий разработки Урюпского месторождения

4.2. Оценка экологической безопасности предлагаемой технологии

4.3. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование технологии открытой разработки обводненного пологопадающего буроугольного месторождения без осушения продуктивной толщи»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время в России более 70 % угледобычи производится открытым способом. При этом около 30 % приходится на бурые угли, главенствующее положение по которым занимает Канско-Ачинский буро-угольный бассейн. Наиболее крупные по угольным ресурсам месторождения (Бе-резовское, Урюпское, Бородинское, Итатское), представленные одиночными поло-гопадающими пластами мощностью до 90 м, имеют весьма благоприятные горногеологические условия для открытой угледобычи. Одним из сдерживающих факторов является повышенная обводненность месторождений, требующая значительных затрат на их осушение.

В сложившейся практике горных работ нейтрализация этого фактора производится путем предварительного осушения продуктивной толщи с помощью во-допонизительных скважин и дренажных шахт или систем открытого водоотлива. Следует отметить, что строительство и содержание подобных сооружений требует значительных капитальных и эксплуатационных расходов и, зачастую, недостаточно эффективно.

Известны также единичные способы подводной добычи углей с применением специального выемочного оборудования, располагаемого, как правило, на понтонах. Вопросы разработки рассматриваемых месторождений без предварительного осушения в проектных и научно-исследовательских работах, практически не рассматривались. В тоже время возможность освоения обводненных месторождений с использованием их гидроресурсного потенциала без проведения высоко затратных водопонизительных работ представляется достаточно привлекательной и требует глубокого научного обоснования.

Необходимость вовлечения в отработку угольных месторождений со сложными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями обусловлена состоянием ресурсной базы страны, характеризующейся исчерпанием высоко рентабельных запасов угля на действующих разрезах и постоянным ухудшением горнотехнических условий их извлечения.

Исходя из изложенного решение вопросов эффективного освоения обводненных буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна является актуальной задачей.

Цель работы - обоснование ресурсосберегающей и экологически сбалансированной технологии открытой разработки обводненного пологопадающего бу-роугольного месторождения с пластом большой мощности.

Идея работы - при открытой разработке обводненного буроугольного месторождения минимальную энергоемкость горных работ возможно обеспечить без его осушения путем аккумуляции всей поступающей в разрез воды во внутри-карьерном водоеме и последующим её использованием для гидромеханизированной выемки вскрышных пород.

Объект исследования - обводненное буроугольное месторождение с поло-гопадающим пластом большой мощности.

Предмет исследования - взаимосвязь конструктивных и технологических параметров горнотехнической системы, а также режима горных работ угольного разреза, разрабатывающего водонасыщенную продуктивную толщу, сложенную слабосцементированными вскрышными породами с крепкими включениями.

Задачи исследований:

- исследование закономерностей формирования технологического водоема, размещаемого в выработанном пространстве разреза, в зависимости от притоков в него подземных вод и атмосферных осадков, и динамики их потребления в замкнутом технологическом цикле добычи угля.

- установление параметров разработки гидромониторно-землесосными комплексами массивов вскрышных пород, сложенных слабосцементированными литологическими разностями с крепкими включениями.

- оценка, с использованием энергетического критерия, эксплуатационных затрат по процессам горных работ и установление степени негативного воздействия горного производства на природную среду.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий: анализ и обобщение научно-исследовательских и проектных работ, научно-литературных источников, патентных материалов и практического опыта; аналитический и графоаналитический методы для исследования схем экскавации угля и вскрышных пород; горно-геометрический анализ.

Основные научные положения:

1. Разработка обводненного пологопадающего буроугольного месторождения без его осушения достигается на основе формируемого в выработанном пространстве разреза технологического водоема с расчетной емкостью до 40 млн м3, обеспечивающего аккумуляцию всех подземных вод и атмосферных осадков с

-5

максимальным объемом 20100 м /ч, и последующее использование их в замкнутом цикле добычи угля.

2. Повышение эффективности отработки массивов вскрышных пород, сложенных водонасыщенными слабосцементированными вскрышными породами с крепкими включениями, достигается гидромомиторно-землесосными комплексами, обеспечивающими селективную выемку литологических разностей уступами с переменной высотой 5-20 м и складированием гидросмеси в гидроотвале, формируемом в выработанном пространстве разреза без сооружения оградительных дамб.

3. Снижение в 1,6 раз энергоемкости процессов горных работ буро-угольного разреза обеспечивается применением гидромеханизированного способа отработки массивов вскрышных пород, техники непрерывного действия для добычи угля и замкнутой системы сбора и утилизации карьерных вод.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении зависимости динамики формирования технологического водоема от притоков подземных вод и атмосферных осадков и потребления их в замкнутом технологическом цикле добычи угля;

- в обосновании параметров работы гидромониторно-землесосных комплексов при отработке вскрышных уступов, сложенных слабосцементированны-

ми породами с крепкими включениями и конструктивных параметров гидроотвала вскрышных пород, размещаемого в выработанном пространстве разреза без сооружения оградительных дамб;

- в обосновании ресурсосберегающей технологии разработки обводненного буроугольного месторождения с пологопадающим пластом большой мощности без его осушения и использованием карьерных вод, поступающих в выработанное пространство разреза, в технологическом цикле добычи угля.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований; выявлении характера залегания во вскрышной толще разреза крепких породных включений; обосновании параметров геотехнологии добычи угля в условиях обводненного буроугольного месторождения; установлении зависимостей формирования технологического водоема от притоков подземных вод и атмосферных осадков и режима их потребления в замкнутом цикле добычи угля; в разработке технологической схемы складирования вскрышных пород в гидроотвале, размещаемом в выработанном пространстве разреза без сооружения оградительных дамб; в анализе энергоемкости процессов горных работ; в обосновании ресурсосберегающей технологии открытой разработки обводненных буроугольных месторождений без осушения продуктивной толщи.

Отличие от ранее выполненных работ заключается в обосновании ресурсосберегающей геотехнологии разработки обводненных буроугольных месторождений без осушения продуктивной толщи, обеспечивающей снижение эксплуатационных затрат на ведение горных работ и их негативного воздействия на природную среду.

Научное значение работы состоит в обосновании и разработке ресурсосберегающей экологически сбалансированной технологии добычи угля на обводненных буроугольных месторождениях без их осушения; в разработке варианта складирования вскрышных пород в гидроотвале, размещаемом в выработанном пространстве разреза без сооружения оградительных дамб.

Практическая значимость работы заключается в подготовке исходной базы для обоснования и выбора технологии разработки месторождений полезных ископаемых с аналогичными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на следующих конференциях и семинарах:

Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук (Новосибирск, 2018); III конференция Международной научной школы акад. К.Н.Трубецкого "Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр" (Москва, 2018); Международная научно-практическая конференция «Наукоемкие технологии разработки и использование минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2016); Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр (Москва, 2016); XII Международная научно-практическая конференция «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2015); II Международная научно-практическая конференция. Технологическая платформа «Твердые полезные ископаемые»: технологические и экологические проблемы отработки природных и техногенных месторождений (Екатеринбург, 2015); Всероссийская конференция «Проблемы развития горных наук и горнодобывающей промышленности» (Новосибирск, 2014); Международная научно-практическая конференция «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2013); I Международная научно-практическая конференция. Технологическая платформа «Твердые полезные ископаемые»: технологические и экологические проблемы отработки природных и техногенных месторождений (Екатеринбург, 2013); V всероссийская молодежная научно-практическая конференция «Проблемы недропользования» (Екатеринбург, 2011).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, из которых 4 в журналах, входящих в перечень ВАК РФ, в других изданиях - 7 и в 1 патенте РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 39 иллюстраций, 11 таблиц и список использованной литературы из 105 наименований.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю к.т.н. Чес-кидову В.И. за выбор темы исследования и постановку задач исследований, а также научному сотруднику Бобыльскому А.С. за помощь при работе над первыми

главами диссертации, Кортелеву О.Б.| за ценные консультации и советы.

Автор выражает признательность своим коллегам по работе в Институте горного дела СО РАН и отдельно лаборатории «Открытых горных работ», за поддержку и критические замечания, оказавшие положительное влияние на выполнение исследований.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ современного состояния исследований технологий разработки обводненных месторождений твердых полезных ископаемых

Научные основы обоснования технологий разработки различных типов месторождений твердых полезных ископаемых были заложены в трудах Е.Ф. Шеш-ко, Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.Г. Новожилоа, Л.Д. Шевякова, В.С. Хохрякова, А.И. Арсентьева, К.Н. Трубецкого, Б.А. Симкина и др.

Существенный вклад в развитие теории освоения недр внесли исследования М.В. Васильева, В.Л. Яковлева, Ю.И. Анистратова, В.В. Истомина, М.Г. Потапова,

A.А. Пешкова, В.С. Коваленко, В.А. Галкина и др.

Устойчивая тенденция ухудшения горно-геологических и горнотехнических условий разрабатываемых месторождений, постоянного удорожания материальных и энергетических ресурсов свидетельствует о необходимости изыскания инновационных ресурсосберегающих и экологически сбалансированных технологий добычи минерального сырья иповышения конкурентоспособности горного произ-водства.В числе приоритетных направлений совершенствования технологий в настоящее время рассматриваются: внедрение высокопроизводительного горнотранспортного оборудования, изыскание эффективных способов и средств отработки массивов горных пород в сложенных горно-геологических и гидрогеологических условиях, рациональное использование техногенного ресурса выработанных карьерных пространств, снижение негативного воздействия горного производства на природную среду. Указанные направления связаны с исследованиями

B.И. Кузнецова, Ю.И. Волкова, А.А. Гузеева, Е.А. Кононенко, О.В. Косолапова, Ю.В. Костылева, Ю.А. Кутепова, Ю.И. Леля, Г.Г. Саканцева, С.И. Протасова, А.В. Хохрякова, и др.

Отечественный и зарубежный опыт добычи твердых полезных ископаемых свидетельствует о том, что подавляющая часть технологий предполагает традиционную разработку обводненных месторождений с проведением мероприятий по

осушению продуктивной толщи и отведению вод, поступающих в горные выработки. Как правило, на подобных месторождениях производится их предварительное осушение подземным или скважинным способами. Как самостоятельный или вспомогательный способ, применяется также открытый водоотлив, предусматривающий комплекс сооружений в составе водосборников, насосных станций и трубопроводных сетей. Практика показывает, что использование этих способов оправдано на месторождениях с водопроницаемыми горными породами и умеренными водопритоками в горные выработки. Освоение месторождений, сложенных горными породами с низкой водопроницаемостью и значительными притоками вод требует применения наиболее капиталоемких способов осушения или их комбинаций.

Анализ публикаций, освещающих технологии разработки обводненных месторождений твердых полезных ископаемых без их осушения, свидетельствует о том, что основной объем публикаций касается традиционных технологий с проведением мероприятий по осушению отрабатываемой продуктивной толщи и поиском способов борьбы с притоками в горные выработки. Проблемы освоения обводненных месторождений рассматривались в научных работах таких ученых как Лобанова Т.В., Костылев Ю.В., Абрамов С.К., Иванов С.В., Сандалов, В.М., и др. Например, в [37] рассматриваются проблемы разработки обводненных буроугольных месторождений Дальнего Востока. Автором выполнен аналитический обзор инженерно-геологических и горнотехнических особенностей разработки обводненных месторождений в отечественной и зарубежной практике, исследовано влияние эффективности осушения водопонижающими скважинами на производительность вы-емочно-транспортного оборудования, классифицированы месторождения по характеру и источникам водопритоков в горные выработки, проведен анализ эффективности работы осушительных систем на указанных разрезах, исследовано влияние эффективности скважинного осушения на производительность выемочно-транспортного оборудования, разработаны технологические схемы вскрышных и добычных работ в условиях повышенной обводненности.

По мнению автора ухудшение условий открытой разработки обводненных буроугольных месторождений Дальнего Востока резко повысило актуальность инженерно-геологических аспектов оценки устойчивости бортов карьеров и разработки на этой основе подходов технологического характера, позволяющих снизить негативное воздействие деформаций карьерных откосов на эффективность ведения вскрышных, добычных и отвальных работ. Целью работы является усовершенствование технологии вскрышных и добычных работ, позволяющей в условиях недостаточной эффективности работы скважинной системы дренажа и в пиковые периоды по водопритоку в горные выработки достичь требуемой производительности выемочно-транспортного оборудования. В результате исследований предложены технологические решения, отличающиеся тем, что для производства вскрышных и добычных работ не требуют полного осушения призабойного пространства и обеспечивающие бесперебойную работу выемочно-транспортного оборудования в условиях повышенной обводненности пород. Добычу угля предлагается вести экскаватором «обратная лопата» с установкой его на породах меж-дупластья, либо на кровле пласта и погрузкой в средства железнодорожного транспорта. При этом подъездные пути располагаются соответственно либо на породной призме, либо на кровле пласта, что в условиях повышенной обводненности обеспечивает безаварийную и производительную работу выемочно-транспортного звена.

Радченко В.Ф. [67] посвятил свою работу так же вопросам, связанным с обоснованием рациональной технологии разработки обводненных месторождений Дальнего Востока с повышенной водообильностью (для добычи 1 т угля потребу-

-5

ется откачивать до 30 м воды). Цель работы - обосновать технологию разработки неосвоенных сильно обводненных месторождений на основе установления закономерностей влияния технологических приемов на степень осушения карьерных полей, устойчивость бортов, полноту выемки запасов, обеспечивающей безопасную и эффективную эксплуатацию разрезов, рациональное использование недр По мнению автора освоение обводненных угольных месторождений Амурской

области с применением громоздкой и дорогостоящей скважинной дренажной системы не эффективно, приводит к значительному увеличению трудоемкости открытых горных работ. Указывается, что снижение затрат на осушение разрезов может быть достигнуто, в отличие от скважинного водоотлива, целым комплексом технологических приемов (разработкой усовершенствованных технологических схем: "открытый борт", "дренажная подушка", "экскаватор-карьер", позволяющих перейти на открытый дренаж). Эффективность открытого дренажа предлагается достичь проведением специальных горных выработок: на рабочем борту в торцах разреза - опережающих ниш; на рабочих площадках нижних вскрышных подус-тупов - канав; вдоль нерабочего борта разрезной траншеи - дренажных траншей.

В контексте темы исследований настоящей работы большинство исследований направлено, в основном, на решение вопросов подводной добычи сыпучих строительных материалов (с использованием земснарядов, драг, грейферов, драглайнов и т.п.), а так же с применением экскавационного оборудования, размещаемого на платформах. Исследованиями по первому направлению занимались Г.Р. Буткевич, О.В. Дьячук, Е.П. Волков, Е.В. Зайцева, А.К. Кирсанов и др. В работах по этому направлению, как правило, рассматриваются вопросы обоснования параметров технологий и оборудования для добычи сырья, повышения полноты выемки и снижения производственных затрат. В [7-8] рассматривается комплекс вопросов, касающихся разработки обводненных гравийных месторождений. В частности, подчеркивается необходимость более обоснованного выбора выемочного оборудования и оснащения его рабочими органами, наиболее адаптированными к конкретным горно-геологическим и гидрогеологическим условиям залежи. Обращается так же внимание на полноту выемки запасов месторождений и направления реализации указанной проблемы. Особое внимание уделено вопросам экологической безопасности при добыче минерального сырья и, в частности, негативным последствиям от водопонижения в разрабатываемом массиве горных пород, сброса неочищенных карьерных вод. Приведены примеры реализованных проектов рационального использования выработанных карьерных пространств. Работы по второму направлению учеными А.А. Гузеевым,

В.Е. Кисляковым, А.В. Никитиным, Т.А. Вертеновой, А.Ю. Ефремовым посвящены проблеме поиска эффективной технологии экскаваторной разработки обводненных месторождений твердых полезных ископаемых с использованием в качестве выемочного оборудования экскаватора, размещаемого на понтоне [19-22].

Исследования по разработке обводненных месторождений Канско-Ачинского буроугольного бассейна проводились институтами Сибгипрошахт, ИГД СО РАН, УкрНИИпроект, ВНИМИ, НИИОГР, такими учеными, как М.В. Курленя, Е.И. Васильев, О.Б. Кортелев, В.И. Ческидов, В.А. Галкин, В.П. Аксенов, А.Н. Пинчук, К.Е. Винницкий, В.Д. Буткин, Л.В. Лабунский, Г.Л. Фисенко и др.

Вопросам гидромеханизированной разработки массивов горных пород, их транспортированию и формированию гидроотвалов посвящено достаточно большое количество публикаций. Особое внимание заслуживают труды, Г.А. Нурка, И.М. Ял-танца, Ю.В. Бруякина, Л.Н. Молочникова, О.Ю. Крячко, К.В. Яблочкова, А.В. Мо-гилина, Ю.В. Бубиса, С.Г. Аксенова, В.В. Мосейкина, А.А. Парфенова, В.М. Павленко, М.В. Щекина, Е.А. Кононенко, Ю.И. Литвина, А.М. Ермошкина, В.П. Жарикова, С.И. Протасова, С.П. Бахаевой, А.М. Гальперина, И.П. Иванова, Ю.В. Кириченко, Р.Г. Клейменова, Ю.И. Кутепова, Н.А. Кутеповой, А.Н. Могилина, К.С. Семеновой, А.П. Черемхиной и др.

В числе отечественных угольных разрезов, работающих в условиях повы-

-5

шенной обводненности (объем водопритока более 1000 м /ч) можно отметить: Березовский-1, Бородинский, Назаровский (Красноярский край), Аршановский, Вос-точно-Бейский (Республика Хакасия), Ерковецкий (Амурская область), Лучегор-ский-1, Павловский (Приморский край). На большинстве из них осушение массивов горных пород реализовано с помощью системы дренажных скважин и/или открытого водоотлива. Следует отметить, что строительство и эксплуатация этих сооружений требует значительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов, достигающих 10-15 % в себестоимости угля [61]. Не следует забывать и о негативном влиянии водопонижающих мероприятий на гидрогеологическое состояние разрабатываемых недр. Особенно это актуально для открытой добычи

минерального сырья, так как при таком способе вскрываются все водоносные горизонты, залегающие в разрабатываемой толще пород, а депрессионные воронки охватывают обширные прилегающие территории, достигающие 15 и более км

(при глубине разреза 150-200 м), а общая площадь депрессионных воронок, наЛ

пример, угледобывающих предприятий Кузбасса достигает 2 тыс. км [86].

Анализ материалов геологической разведки месторождений Канско-Ачинского бассейна и опыт эксплуатации систем осушения полей действующих разрезов свидетельствует о том, что их гидрогеологические условия примерно одинаковы. Это подтверждает целесообразность оценки опыта осушения действующих в бассейне разрезов (Назаровский, Бородинский им. М.И. Щадова, Березовский 1) при изыскании рациональной технологии разработки Урюпского месторождения, на примере которого выполнены диссертационные исследования.

Разрез «Назаровский», расположенный в западной части бассейна, отрабатывает ассиметричную брахисинклинальную складку с углами падения 3-40 южного и 30-50° северного крыла складки. Объект добычи бурого угля - пласт «Мощный» со средней мощностью 15-16 м. Вскрышные породы представлены четвертичными образованиями (суглинки, глины, супеси) и озерно-континентальными отложениями (угли, алевролиты, аргиллиты, песчаники). На обводненность месторождения главное влияние оказывает водоносный горизонт, приуроченный к угольному пласту. Притоки воды в разрез составляют 700-900

-5

м /час. В первые годы эксплуатации разреза осушение продуктивной толщи начали осуществлять подземным способом. Однако, при проходке дренажных штреков проявились процессы пучения почвы пласта и самовозгорания угля, что послужило причиной отказа от этого способа. В последующем водоотведение подземных вод осуществлялось вертикальными водопонижающими скважинами. Дебиты

-5

скважин изменялись от 10 до 288 м /час. Для интенсификации осушения угольного пласта в зоне ведения добычных работ практиковалась проходка в борту разреза дренажных штреков (в понижениях почвы пласта). Следует заметить, что эффект от них наблюдался лишь на участках, примыкающих непосредственно к ка-

ждому штреку. Впоследствии, в дополнение к штрекам, практиковалось бурение горизонтальных скважин. Этот комбинированный способ и признан наиболее рациональным в условиях разреза «Назаровский». Разрез «Бородинский им. М.И. Щадова» расположен в восточной части бассейна. Бородинское буроугольное месторождение в структурном отношении представляет мульду с углами падения на её крыльях 3-40. Добыча угля ведется по пласту «Бороднский» средней мощностью 40 м, вскрышные породы - суглинки, супеси, глины, пески, галечники, алевролиты, песчаники, аргиллиты. Притоки воды в разрез обусловлены, главным об-

-5

разом, обводненностью угольного пласта и не превышают 200 м /час (коэффициент фильтрации - 1 м/сутки). Предварительное осушение поля разреза осуществлялось подземным способом через систему дренажных стволов и штреков.

С учетом опыта эксплуатации действующих разрезов, научных исследований и проектных проработок наиболее эффективным способом осушения месторождений бассейна с повышенной обводненностью был признан подземный способ с сооружением дренажных шахт и сети подземных выработок, который был реализован при строительстве разреза «Березовский 1» [61]. Для осушения поля I очереди разреза была сооружена дренажная система в составе: вертикального ствола диаметром 6 м и глубиной 120 м, дренажных штреков по угольному пласту общей протяженностью 6600 м в объеме 88 тыс. куб. м, из которых пройдены горизонтальные и наклонные водопонижающие скважины общей длинной более 20000 м. Аналогичная система дренажа проектными проработками института «Сибгипрошахт» предусматривалась и для разреза «Урюпский» [88]. Схема размещения объектов дренажной системы разреза «Урюпский» приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема размещения объектов дренажной системы разреза «Урюпский»

В работе рассмотрено два варианта строительства дренажной шахты: вариант I - со строительством двух промплощадок; вариант II - с одной промплощад-кой. Промплощадки обеих шахт располагаются на западном крыле поля разреза, первая на расстоянии 5,5 км, вторая - на расстоянии 12,0 км к северу от основной промплощадки разреза (рисунок 1.1).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Резник Александр Владиславович, 2019 год

/ / / /

V=1,0 м/с / / У™

Н=10,5 м

1 2345678910

15

20

25

30

Крупность нал (ываел юго грунта, л (л /

Рисунок 3.14 - Зависимость изменения длины осаждения частиц разной крупности при постоянной глубине отстойника Н=10,5м

Рисунок 3.15 - Зависимость изменения длины осаждения частиц разной крупности при постоянной глубине отстойника Н = 15 м

з-

3 £

го сз а*

I

ж

N

а о о

с ж

гг»

\

\

\ Л / Ч

\ / \ ч у=1,0 м/с

/ / / / Н=15 м

/ / ¿.У //

у=1,0 м/с / / / ;

Н= 10,5м

¡ 23456789 10 15 20 25 30

Крупность намываемого грунта, мм

Рисунок 3.16 - Зависимость изменения длины осаждения частиц разной крупности при постоянной поверхностной скорости течения пульпы УМАх = 1 м/с

Рисунок 3.17 - Зависимость изменения длины осаждения частиц разной крупности при постоянной поверхностной скорости течения пульпы Умах = 1,5 м/с

Приведенные зависимости показывают, что длина осаждения породных частиц зависит от их крупности, глубины отстойника и скорости течения пульпы и, в первую очередь, от первых двух показателей. Следует заметить, что для варианта с оградительной дамбой дальность осаждения породных частиц не будет иметь особого значения, так как наличие дамбы будет препятствовать их проникновению в технологический водоем. В условиях непосредственного контакта гидроотвала с технологическим водоемом в варианте без сооружения дамб следует ожидать возможность миграции в него элементов гидросмеси и в случае проникновения последних в угольные забои может привести к повышению зольности угля, добываемого цепными экскаваторами. Дальность их осаждения будет зависеть от крупности и скорости течения гидросмеси. С учетом расстояния от нижней бровки гидроотвала до откоса нижнего угольного уступа (Ьв = 350-500 м, рисунок 3.11) проникновение основной массы гидросмеси маловероятно. Можно, очевидно, ожидать увеличение мутности воды в призабойной зоне в случае попадания в неё дисперсных частиц гидросмеси. Как уже отмечалось, снижение дальности осаждения частиц предполагается путем регулирования гранулометрического состава и

скорости подачи гидросмеси с установкой, при необходимости, боновых заграждений.

Таким образом, на основании результатов исследований в работе принимается вариант гидроотвала без сооружения оградительной дамбы, формируемого в выработанном пространстве разреза, начиная от бестранспортных отвалов вскрышных пород, и развитием его вслед за подвиганием горных работ и технологического водоема.

Вышеизложенное является доказательством второго научного положения: повышение эффективности отработки массивов вскрышных пород, сложенных водонасыщенными слабосцементированными вскрышными породами с крепкими включениями, достигается гидромомиторно-землесосными комплексами, обеспечивающими селективную выемку литологических разностей уступами с переменной высотой 5-20 м и складированием гидросмеси в гидроотвале, формируемом в выработанном пространстве разреза без сооружения оградительных дамб.

3.5 Выводы

Анализ опыта применения гидромеханизированного способа разработки массивов вскрышных пород свидетельствует о целесообразности его использования в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях месторождений твердых полезных ископаемых и, в частности, на буроугольных месторождениях Канско-Ачинского бассейна. Достоинствами гидромеханизации являются поточность технологического процесса, простота устройства, небольшая масса и малая стоимость основного оборудования, высокая производительность труда, небольшие объемы горно-капитальных работ и сроки строительства разрезов и карьеров, возможность попутного обогащения полезного ископаемого. К недостаткам следует отнести малую производительность при низких температурах и разработке трудно-размываемых пород, высокую энергоемкость, необходимость значительных объемов воды и земельных площадей под гидроотвалы. Из опыта разрезов Кузбасса и карьеров КМА, применительно к условиям буроугольных место-

рождений Канско-Ачинского бассейна, следует отметить такие апробированные технические решения, как: гидромеханизированная отработка вскрышных пород повышенной крепости с предварительным их рыхлением экскавторами-драглайнами и буровзрывным способом; организацию гидроотвалов вскрышных пород в отработанных горных выработках без изъятия земель вне поля разреза.

Основная масса вскрышных пород Урюпского месторождения, на примере которого выполнены исследования, представлена слабосцементированными лито-логическими разностями с коэффициентом крепости от 0,1 до 3 по шкале проф. М.М. Протодъяконова в составе: четвертичные отложения (пески, галечники, супеси, суглинки, глины), гравелиты, песчаники, алевролиты, аргиллиты, аргиллиты. Преобладающее распространение имеют алевролиты и песчаники (64,1 и 18,9 % соответственно). Большинство пород в условиях естественного залегания имеют высокую естественную влажность (до 20,44 - 30,76 %). Следует, однако, подчеркнуть, что в общей массе слабых пород залегают крепкие породные включения, характеризующихся повышенными прочностными показателями (с коэффициентом крепости до 13-15). Конкреционные образования залегают в отложениях вскрышной толщи не хаотично, а локализуются в 8-14 конкреционных горизонтах, характеризующихся довольно устойчивой гипсометрией, повторяющей структуру месторождения. Суммарный объем крепких включений оценивается примерно в 90 млн м , то есть около 1,5 % от общего объема вскрышных пород разреза. Несмотря на незначительный объем крепких включений хаотичный характер их залегания и изменчивая мощность требуют особого подхода к обоснованию технологии отработки вскрышной толщи разреза «Урюпский», что подтверждается опытом неудовлетворительного использования роторных экскаваторов на вскрышных работах соседнего разреза «Березовский-1».

Отечественный и мировой опыт показывает, что в настоящее время и на ближайшую перспективу основными способами разрушения горных пород будут оставаться, по-прежнему, взрывной и механический. Привлекательность последних заключается в их технологичности, хорошей адаптации к любым горно-

геологическим условиям, возможности локализации энергии, передаваемой массиву, и непрерывном контроле за процессами. Техника для безвзрывной технологии на разрезах и карьерах должна обеспечивать: высокие усилия резания (копания) и производительность, соответствующую требуемой мощности производственного комплекса; низкую энергоемкость рыхления и выемки горных пород; высокую мобильность и возможность эксплуатации в широком диапазоне углов наклона рабочих площадок; возможность селективной выемки горных пород; технологическую и экологическую безопасность работ.

Исходя из приведенных требований и особенностей Урюпского месторождения (повышенная обводненность, наличие крепких породных включений) для отработки вскрышной толщи предусматривается применение гидромеханизированного способа.

В качестве технических средств предлагается использование гидромонитор-но-землесосных комплексов в составе: гидромониторов ГД-300 производительно-

-5

стью по твердому 540 м /час, землесосов (грунтовых насосов) Д-1200 производи-

-5

тельностью по воде 4750 м /час, насосных установок для подачи воды к гидромониторам, забойных и магистральных трубопроводов для подачи воды и транспортирования гидросмеси диаметром 720 и 1020 мм. Для выполнения требуемых объемов гидровскрыши потребуется работа 10 гидромониторов и 10 землесосов для перекачки пульпы, о так же трубопроводов для её доставки в гидроотвал общей протяженностью до 24 км.

Применение этого способа обеспечит:

- селективную выемку вскрышных пород с размещением их в гидроотвале, размещаемом в выработанном пространстве разреза (крепких включений - в техногенном отвале для возможного последующего использования в металлургическом производстве);

- использование карьерных вод в технологическом цикле добычи угля;

- размещение гидроотвала вскрышных пород в выработанном пространстве разреза;

- снижение техногенной нагрузки на природную среду (сохранение в природном экологическом состоянии прилегающих к разрезу массивов горных пород; снижение площади земель, изымаемых для складирования вскрышных пород, снижение вредных выбросов в атмосферу).

4 ОЦЕНКА ЭНЕРГО - ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННОГО БУРОУГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ без осушения продуктивной толщи

4.1 Анализ энергоемкости вариантов технологий разработки Урюпского

месторождения

Общепризнанно, что наиболее достоверные результаты при оценке эффективности применяемых в производстве технологий и технических средств могут быть достигнуты при использовании единого критерия оптимизации. С учетом постоянно изменяющихся стоимостных показателей горных работ и материальных ресурсов в качестве такого критерия может быть принята энергоемкость процессов горных работ (экскавация, транспортирование, отвалообразование горных пород и т.д). С использованием этого метода произведена оценка энергоемкости наиболее затратных объектов и процессов горных работ в сравниваемых технологиях отработки обводненного буроугольного месторождения. В качестве критерия оценки принят физический показатель - удельный расход электроэнергии на выполнение определенного вида горных работ. При анализе не учитывались общие и идентичные для рассматриваемых вариантов расходы, связанные с созданием инфраструктуры разреза: объекты промышленной площадки (административно-бытовой комбинат, ремонтно-складское хозяйство, автобаза, электроподстанция), внешние автодороги, инженерные сети и т.п.

С использованием этого критерия, выполнен анализ энергоемкости двух наиболее вероятных в условиях разреза «Урюпский» вариантов технологий разработки обводненного буроугольного месторождения. По варианту I разработка месторождения производится по традиционной транспортной технологии с использованием техники непрерывного действия и предварительным его осушением подземным способом (в соответствии с «ТЭО строительства разреза «Урюпский» Института «Сибгипрошахт», 1981 г.) [88]. По варианту II разработка месторождения предусматривается без его осушения с аккумуляцией всей поступающей в разрез воды в технологическом водоеме, формируемом в выработанном карьерном пространстве, и последующим её использованием для гидромеханизированной

отработки массивов вскрышных пород. Анализ выполнен на год освоения мощности разреза по наиболее затратным объектам и процессам горных работ.

Осушение Урюпского месторождения по варианту I предусматривается подземным способом со строительством двух дренажных шахт, сети выработок по пласту Итатский и водопонижающих скважин, пробуренных из дренажных штреков в массиве вскрышных пород. Удаление атмосферных осадков предусматривается с помощью двух зумпфов, оборудованных передвижными насосными установками. Мощность вскрышных пород в границах поля разреза изменяется от 5 до

-5

200 м, пласта «Итатский» от 2 до 70 м, коэффициент вскрыши от 0,2-2,0 м /т. В результате сравнения вариантов институтом «Сибгипрошахт» (разработчик ТЭО) принята поточная технология горных работ с использованием на вскрышных и добычных работах роторных и цепных экскаваторов, ленточных конвейеров, межуступных перегружателей и отвалообразователей.

По варианту II осушение Урюпского месторождения не предусматривается. Все поступающие в разрез подземные воды и атмосферные осадки предусматривается аккумулировать в технологическом водоеме, формируемом в выработанном пространстве разреза, с последующим их использованием в технологическом цикле добычи угля (главным образом для гидромеханизированной отработки вскрышных пород). Добыча угля, как и по предыдущему варианту, предусматривается двумя уступами с отработкой верхнего роторными экскаваторами ЭРШРД-5250, а нижнего (подтопляемого) - цепными экскаваторами БКв-1120. Как показывает анализ водного баланса разреза, его расходная часть в основной период эксплуатации превышает объем притоков, что удовлетворяет условию сохранения безопасного уровня водоема (ниже кровли нижнего угольного уступа). На случай экстремальных ливневых притоков и активного снеготаяния в технологическом водоеме предусматривается размещение передвижной (плавучей) насосной станции для откачки излишнего объема воды. Складирование вскрышных пород планируется в гидроотвале, размещаемом в выработанном пространстве разреза.

Расход энергии на строительство объектов разреза по статье «Капитальные вложения»:

1. Объекты системы осушения поля разреза.

На сдачу разреза в эксплуатацию по варианту I предусматривается проходка двух дренажных шахт с двумя спаренными наклонными стволами по каждой шах-

Л

те сечением в свету 7,8 м , длиной по 2940 м (общей протяженностью 11760 м), сети выработок по пласту общей протяженностью 37000 м (рисунок 1.1) и водо-понижающих скважин общей длиной 20800 м из кровли выработок для осушения угольного и надугольного водоносных горизонтов. Объем стволов составляет

-5

91730 м (113745 т), выработок (осевые, ярусные и дренажные штреки) - 324146 м (401941 т). Для проходки подземных выработок приняты проходческие комбайны 1ГПКС и самоходные вагонетки типа ВГЛ-3 с дизельным приводом (3 и 12 шт. соответственно). Производительность комбайна 1ГПКС составляет 105 т/ч, вагонетки ВГЛ-3 - 35 т/ч, мощность комбайна 110 кВт, вагонетки 114 л.с (84 кВт).

На период строительства объектов подземной системы для осушения первоочередного участка горных работ предусматривается бурение с поверхности линейного ряда водопонижающих скважин.

1.1) Проходка шахтных стволов:

Wшс Ушс - QnK ' NnK ' Рпк

+ Ушс - Qce ' Nee ' Pce, кВт/ч, (4.1)

где Ушс - объем шахтного ствола, т; Q^Q^-производительность проходческого комбайна и самоходной вагонетки, т/wNm, Nce- количество комбайнов и вагонеток, шт; Рпк, Рсв - мощность комбайна и вагонетки, кВт.

Жшс = 113745 - 105 ' 3 ' 110 + 113745 - 35 - 12 - 84 = 3633338, кВт/ч (13080 ГДж) (4.2)

1.2) Проходка выработок по угольному пласту Итатский. Для проходки выработок принят так же проходческий комбайн 1ГПКС:

Wen = Ven - QnK ' Nm ' Рпк + Ven - Qœ ' Ne ' Рс, кВт/ч, (4.3)

где Ven - объем выработок по пласту, т; QnK, Qce - производительность проходческого комбайна и самоходной вагонетки, т/ч; NnK, Nce - количество комбайнов и вагонеток, шт; Рпк,Рсв - мощность комбайна и вагонетки, кВт.

Wen = 401941 4- 105 • 3 • 110 + 401941 4 35 • 12 • 84 = 12839112 кВт/ч, (46221 ГДж) (4.4j

1.3) Бурение водопонижающих сквжин (в кровле пласта). Для бурения скважин приняты буровые станки СБГ-1М (2 шт) производительностью 45 м/ч и мощностью 23 кВт:

Wee = Vec 4 Q6c • 2 • Рбс, кВт/ч, (4.5)

где V^-длина водопонижающих скважин, п.м; Q6e - производительность бурового станка, п.м/ч; Рбс - мощность бурового станка, кВт.

Wee = 20800 4 45 • 2 • 23 =21261, кВт/ч (77 ГДж) (4.6)

1.4) Бурение поверхностных водопонижающих скважин:

На период строительства объектов шахтного водоотлива по варианту I предусматривается бурение линейного ряда скважин со стороны рабочего борта разреза в количестве 70 штук глубиной от 50 до 100 м. Суммарная длина скважин -5600 м. Бурение скважин намечается 2 станками типа УРБ-2А2 с производительностью 45 п.м./ч и мощностью 60 кВт.

Wee = Vec 4 Q6e • N6e • Рб, кВт/ч, (4.7)

где Vec - длина поверхностных водопонижающих скважин, п.м/ч; Q6e - производительность бурового станка, п.м; P6e - мощность бурового станка, кВт.

Wee = 5600 4 45 • 2 • 60 = 14933, кВт/ч (57 ГДж) (4.8)

1.5) Эксплуатация поверхностных водопонижающих скважин (в период строительства). Скважины оборудуются насосами типа 3ПЭД-16-180 мощностью 16 кВт (с круглосуточной эксплуатацией):

Wee= Рн •Nh • Тн, кВт/ч, (4.9)

где Рн - мощность насоса, кВт; Nh - количество насосов, шт; Тн - время работы насосов, ч.

Wee = 16 • 70 • 8760 = 9811200; кВт/ч (35320 ГДж) (4.10)

2) Проходка въездных траншей:

Вскрытие участка Урюпский-Западный по варианту I предусматривается

■j

разрезной траншеей объемом 9,6 млн м (по простиранию угольного пласта) и тремя въездными траншеями суммарным объемом 11,5 млн м : центральной - для выдачи угля и фланговыми - для транспортирования вскрышных пород. Для проходки траншей используется 2 драглайна типа ЭШ-20.90 (производительность 965

м /ч, мощность 9580 кВт). По варианту II так же 2 драглайнами ЭШ-20.90 намеча-

■j

ется проходка двух фланговых въездных траншей объемом 7,5 млн м .

Wem = Vem +Qdp • Ndp • Рдр, кВт/ч, (4.11)

■j

где Vpm - объем въездных траншей, м ; Qdp - производительность драглайна ЭШ-20.90, м /ч; Ndp - количество драглайнов, шт; Рдр - мощность драглайна, кВт. Вариант I:

Wem = 11500000 4- 965 • 2 • 9580 = 228329720 кВт/ч (821987 ГДж) (4.12) Вариант II:

Wem = 7500000 4 965 • 2 • 9580 = 148911520 кВт/ч (536082 ГДж) (4.13J

3) Проходка разрезной траншеи:

Проходка разрезной траншеи объемом 9,3 млн м по обеим сравниваемым вариантам принимается так же 2 драглайнами ЭШ-20.90.

Wpm = Vpm 4 Qdp • Ndp • Рдр, кВт/ч, (4.14)

где Vpm - объем разрезной траншеи, м ; Qdp - производительность драглайна ЭШ-20.90, м /ч; Ndp - количество драглайнов, шт; Pdp - мощность драглайна, кВт.

Wpm = 9300000 4 965 • 2 • 9580 = 184654500 кВт/ч (664756 ГДж) (4.15) Энергетические эксплуатационные затраты по процессам горных работ: 1) Вскрышные работы (вариант I): 1.1) Расход энергии на экскавацию вскрышных пород:

Отработка массивов вскрышных пород в варианте I предусматривается по непрерывной технологии с использованием роторных экскаваторов ЭРШРП-5250 [88]. Для экскавации требуемого объема вскрышных пород (21,7 млн м ) потребуется ввод 3 экскаваторов ЭРШД-5250 (техническая производительность единицы

л

- 3890 м /ч, мощность - 9850 кВт) и 3 перегружателей ПГ-5250/60 (производи-

-5

тельность 3910 м /ч, мощность 5800 кВт).

Жэ = Уэ 4 0э ■ Ырэ ■Рэ + Уэ 4 0пг х Ыпг ■ Рпг, кВт/ч, (4.16)

-5

где Уэ - объем экскавируемых вскрышных пород, м ; 0э, 0пг - производительность

-5

экскаватора и перегружателя, м /ч; Ырэ, Ыпг - количество экскаваторов и перегружателей, шт; Рэ, Рпг - мощность экскаватора и перегружателя, кВт. Жэ= 21700000 4 3890 ■ 3 ■ 10850 + 21700000 4 3910 ■ 3 ■ 5800 = 178142430 кВт/ч (641313 ГДж) (4.17)

1.2) Расход энергии на транспортирование вскрышных пород ленточными конвейерами:

Транспортирование вскрышных пород от забоев роторных экскаваторов на отвал предусматривается системой забойных и магистральных ленточных конвей-

Л

еров КЛЗ-5250 и КЛМ-10500 (техническая производительность 4460 и 8920 м /ч соответственно) общей протяженностью 32,7 км (количество составов 47). Общая мощность приводных станций конвейерной системы - 38200 кВт.

Жк = Ук 4 0к ■Рк, кВт/ч, (4.18)

где Ук - объем угля, перемещаемого ленточными конвейерами, млн т. в год; 0к -производительность конвейеров, кВт; Рк - мощность приводов ленточных конвейеров, кВт.

Жк = 21700000 4 4460 ■ 38200 = 185862100 кВт/ч (669104 ГДж) (4.19)

1.3) Расход энергии на отвалообразование вскрышных пород:

В соответствии с оборудованием, принятым для отработки массивов вскрышных пород, складирование пород предусматривается с помощью 2 отвало-

-5

образователей 0ШР-12500/110 производительностью 10620 м /ч и мощностью 8300 кВт каждого, 6 км ленточных конвейеров КЛО-10500 (производительность 8920 м3/ч, мощность 6 приводов 980 кВт каждого).

Жо = Ув 4 0о ■Ыо ■Ро + Ув: 0ок ■ Кк ■ Рок, кВт/ч, (4.20)

-5

где Ув - объем складируемой вскрыши, м ; 0о,0ок - производительность отвалооб-

-5

разователя и отвального конвейера, м /ч; Ыо,Ыок - количество отвалообразователей

и приводов отвальных конвейеров, шт; Ро,,Рок - мощность отвалообразователей и приводов конвейеров, кВт.

Wo = 21700000 4 8620 • 2 • 8300 + 21700000 • 8920 • 6 • 1100 = 57844880, кВт/ч (208242 ГДж) (4.21)

1.4) Расход энергии на утилизацию крепких породных включений: Вариант I:

Максимальный годовой объем крепких включений в массиве вскрышных пород составит порядка 700-800 тыс. м . В связи отсутствием надежных способов обнаружения включений во вскрышной толще проектными решениями предусматривается опережающее обуривание всего массива вскрышных пород с сеткой скважин 10х10 м. При обнаружении включений производится их обуривание (с сеткой 2х2 м) и рыхление с помощью ВВ. Объем обуриваемой горной массы составит 32 млн м . Для бурения скважин принято использовать 14 буровых станков 2СБР-125 (мощность 22 кВт).Выемка крепких включений производится роторными экскаваторами ЭРШРД-5250 одновременно с экскавацией основной массы вскрышных пород.

Wk= Рбс • N6C • Тбс, кВт/ч, (4.22)

где Рбс - мощность бурового станка 2СБР-125, кВт; Nn - количество буровых станков, шт; Тп - время работы бурового станка, час.

WKe = 22 • 14 • 7200 = 2217600 кВт/ч (7983 ГДж) (4.23)

Объем крепких включений по варианту II принимается аналогично предыдущему варианту 700-800 тыс. м . В предлагаемой технологии обуривание отрабатываемого массива горных пород не предусматривается, как малоэффективное. Выявление породных включений предполагается в процессе гидромеханизированной разработки вскрышных пород гидромониторами и предварительного рыхления части пород драглайном. Оцениваемые в этом случае энергетические показатели касаются дробления, погрузки и транспортирования выявленных включений. Для этих целей принят фронтальный погрузчик Cat 980L (c гидромолотом) мощностью 303 кВт.

Wk= Рп • Nn • Тп, кВт/ч, (4.24)

где Рп - мощность фронтального погрузчика Cat 980L, кВт; Nn - количество погрузчиков, шт; Тп - время работы погрузчика, час.

Wm = 303 • 1,8 • 4200 = 2290680 кВтч (8246 ГДж) (4.25)

2) Вскрышные работы (вариант II):

В соответствии с предлагаемой технологией разработка массивов вскрышных пород Урюпского месторождения предусматривается гидромеханизированным способом гидромониторно-землесосными комплексами. Тип, характеристика и расчетные выражения по определению производительности оборудования приняты по [65, 102]. Для выполнения планируемых вскрышных работ разреза приняты наиболее производительные гидромониторы отечественного производства ГД-300 в паре с землесосами Д-1250.

2.1) Расход энергии на работу гидромониторов:

Расчетная производительность гидромониторов по расходу воды определится:

Qp = V • g • kj 4T • кб, м3/ч, (4.26)

где V - объем вскрышных пород, подлежащих размыву в течение сезона; м3 g - удельный расход воды при гидросмыве грунтов IV категории при высоте забоя

Л -5

от 10 до 20 м принят 8 м /м ; kj = коэффициент запаса; кб = 0,95 - коэффициент использования гидромониторов по времени; T - время работы гидромониторов в течение сезона, ч (205 дн*21ч = 4305 ч).

Qp = 21700000 • 8 • 1,1 4 4305 • 0,85 = 37704,1, м3/ч (4.27)

Обеспечение гидромониторов водой по принятому варианту предусматривается по трубопроводу диаметром 700 мм и протяженностью 6600-6800 м с помощью насосных станций I и II подъема, размещаемых соответственно в акватории технологического водоема и на борту разреза. Станции оборудуются центробежными насосами 22НДС (производительность 4700 м /ч, мощность 1600 кВт).

Требуемое количество насосов составит:

N = Qp 4РН, шт, (4.28)

где 0р- расчетная производительность гидромониторов по расходу воды, м /ч; Рн -

-5

производительность насоса, м /ч.

N = 37704,1 4 4700 = 8,1 шт. (4.29)

Принимаем по 9 шт. на каждой станции, тогда общий расход энергии составит:

Жг=Рн ■Ын ■Тн, кВт/ч, (4.30)

где Рн - мощность насосов 22НДС, кВт; Ын - количество насосов, шт; Тн - время работы насосов в сезон/ч.

Ж^г= 1600 ■ 18 ■ 4305 = 123984000, кВт/ч (446342 ГДж) (4.31)

2.2) Расход энергии на работу землесосов:

Необходимая производительность землесосов по пульпе составит:

0п = У ■я ■к! 4 Т ■кб, м3/ч, (4.32)

-5

где: У - объем вскрышных пород, подлежащих размыву в течение сезона, м ; п -

3 3

пористость смываемых грунтов; я - удельный расход воды, м /м ; к1 = коэффициент запаса; кб - коэффициент использования гидромониторов по времени; Т - время работы гидромониторов в течение сезона, ч (205 дн*21ч = 4305 ч).

(0п = 21700000 ■ 7 4 4305 ■ 0,9 = 39210 м3/ч (4.33)

В паре с гидромонитором ГД-300 предусматривается использование земле-

Л

сосов типа Д-1250 (расход по воде 3900 м /ч, мощность 1250 кВт). Требуемое количество землесосов составит:

N = 0п 4Р3, шт, (4.34)

-5

где 0п- расчетная производительность землесосов, м /ч; Р3 - мощность землесоса, кВт.

N = 39210 4 3900 =10,05 шт (4.35)

(с учетом количества гидромониторов принимается 10 шт) Расход энергии на транспорт гидросмеси составит:

Жг = Рз -Ыэ-Тз, кВт/ч, (4.36)

где Р3 - мощность землесоса Д-1250, кВт; Ы3 - количество землесосов, шт; Т3 -время работы землесосов в сезон, ч.

Жг= 1250 • 10 • 4305 = 53812500 кВт/ч (193725 ГДж) (4.37)

3) Добычные работы:

Добыча угля по пласту Итатский по вариант I предусматривается тремя уступами с отработкой двух верхних роторными экскаваторами ЭРШРД-5250 (2шт), а нижнего - цепными экскаваторами БЯб - 1120 (2шт). По варианту II отработка пласта намечается двумя уступами: верхнего - экскаваторами ЭРШРД-5250 (2 шт), нижнего (подтопляемого) - экскаваторами БЯб - 1120 (2шт). Техническая производительность и мощность экскаватора ЭРШРД-5250 составляет соответственно 5200 т/ч и 10850 кВт, БЯб - 1120 -3580 т/ч и 5960 кВт. С учетом однотипности и количества выемочного оборудования показатели производительности роторных экскаваторов по обоим вариантам приняты равными, по цепным в варианте II - уменьшенная (из-за более высокой трудоемкости выемки угля в обводненных забоях) 3410 т/ч.

3.1) Экскавация угля роторными экскаваторами ЭРШРД-5250:

Жр = Уу 4 2рЭ • ЫрЭ • РрЭ, кВт/ч, (4.38)

где Уу - объем угля, т/год; Qрэ - производительность роторного экскаватора ЭРШРД-5250, т/ч; Ырэ - число экскаваторов, шт; Ррэ - мощность роторного экскаватора, кВт.

Жэ = 30000000 4 5200 • 2 • 10850 = 125192308, кВт/ч (450692 ГДж) (4.39)

3.2) Экскавация угля цепными экскаваторами БЯз - 1120:

Жэц = Уу 4 QЦэ • ЫЦэ • Рцэ, кВт/ч, (4.40)

где Уу - объем угля, т/год; Qцэ - производительность цепного экскаватора БЯб -1120, т/ч; Ыцэ - число экскаваторов, шт; Рцэ - мощность цепного экскаватора, кВт.

Жэц = 23000000 4 3580 • 2 • 5960 = 76581006, кВт/ч (275692 ГДж) (4.41)

Вариант II:

3.3) Экскавация угля цепными экскаваторами БЯб - 1120:

Жэц = Уу 4 Qцэ • Ыцэ • Рцэ, кВт/ч, (4.42;

где Уу - объем угля, т/год; Qцэ - производительность цепного экскаватора БЯб -1120, т/ч; Ыцэ - число экскаваторов, шт; Рцэ - мощность цепного экскаватора, кВт.

ЖэЧ = 23000000 4 3410 ■ 2 ■ 5960 = 80398827 кВт/ч (289436 ГДж) (4.43)

3.4) Расход энергии на транспортирование угля ленточными конвейерами:

Транспортирование угля от забоев экскаваторов на технологический комплекс разреза по обоим вариантам предусматривается системой забойных и магистральных ленточных конвейеров КЛЗ-5250 (25,5 км) и КЛМ-10500 (4,1 км) про-

-5

изводительностью 5250 и 10500 м /ч соответственно. Общая мощность 29 приводных станций конвейерной системы - 38.500 кВт.

Жк = Ук 4 0к ■ Рк, кВт/ч, (4.44)

где Ук - объем угля, перемещаемого ленточными конвейерами, млн т/год; 0к -производительность конвейеров, кВт; Рк - мощность приводов ленточных конвейеров, кВт.

Жк = 53000000 4 10500 ■ 17817 = 89935200, кВт/ч (249820 ГДж) (4.45)

4) Водоотлив. Позиция 4.1 касается варианта I, поз 4.2 - обоих вариантов:

4.1) Расход энергии на шахтный водоотлив:

Главная насосная станция, запроектированная в околоствольном дворе на

-5

нормальный приток воды 1400 м /час, оборудуется 18 насосами типа ЦНС 300х360 мощностью 400 кВт каждый.

Жшв = Ршу ■ Ышу ■ Тшу, кВт/ч, (4.46)

где Ршу - мощность шахтных насосных установок, кВт; Ышу - количество шахтных насосных установок, шт; Тшу - время работы шахтных насосных установок, час.

Жшв = 400 ■ 18 ■ 8568 = 61689600, кВт/ч (222084 ГДж) (4.47)

4.2) Расход энергии на открытый водоотлив:

Количество и мощность насосов по варианту I принято согласно расчетным данным по количеству атмосферных осадков, поступающих в разрез.

Для сбора атмосферных осадков в пониженных точках разреза предусматривается организация двух насосных установок, оборудованных 12 насосами ЦНС-300х240 мощностью 320 кВт каждого (общая мощность 3840 кВт). По варианту II предусматривается одна передвижная (плавучая) насосная станция с 7 на-

сосами этого типа общей мощностью 2240 кВт на случай откачки излишней воды из технологического водоема.

Жов = Ров • Ыов • Тов, кВт/ч, (4.48)

где Ров - мощность насосов ЦНС-300х240, кВт; Ыов - количество насосов установок, шт; Тов - время работы насосных установок, ч. Вариант I:

Жов = 320 • 6 • 4200 = 8064000, кВт/ч (29030 ГДж) (4.49)

Вариант II:

Жов = 320 • 7 • 4200 = 9408000, кВт/ч (33869 ГДж) (4.50)

Таблица - 4.1 Результаты энергетического анализа технологий разработки поля

разреза Урюпский

№ Наименование процессов и Единица изме Энергетические затраты по технологиям

п.п. работ рения Вариант I Проектный Вариант II Предлагаемый

1 2 3 4 5

Капитальные вложения

1 Объекты системы осушения поля разреза, в т.ч. ГДж 94755 -

1.1 Проходка шахтных стволов ГДж 13080 -

1.2 Проходка выработок по угольному пласту Итатский ГДж 46221 -

1.3 Бурение водопонижающих сквжин (в кровле пласта) ГДж 77 -

1.4 Бурение поверхностных водопонижающих скважин ГДж 57 -

1.5 Эксплуатация поверхностных водопонижающих скважин ГДж 35320 -

2 Проходка въездных траншей ГДж 821987 536082

3 Проходка разрезной траншеи ГДж 664756 664756

Всего (по капитальным вложениям) 1581498 1200838

Продолжение таблицы - 4.1

1 2 3 4 5

Эксплуатационные расходы

1 Вскрышные работы (вариант I), в т.ч. ГДж 1526641 -

1.1 Экскавация вскрышных пород роторными экскаваторами ГДж 641313 -

1.2 Траспортирование вскрышных пород ленточными конвейерами ГДж 669104 -

1.3 Отвалообразование вскрышных пород ГДж 208242 -

1.4 Утилизация крепких породных включений ГДж 7982 -

2 Вскрышные работы (вариант II), в т.ч. - 648313

2.1 Обеспечение водой гидромониторов ГДж - 446342

2.2 Откачка гидросмеси землесосами ГДж - 193725

2.3 Утилизация крепких породных включений ГДж - 8246

3 Добычные работы, в т.ч. ГДж 976204 989948

3.1 Экскавация угля роторными экскаваторами ЭРШРД-5250 ГДж 450692 450692

3.2 Экскавация угля цепными экскаваторами ЕRs-1120 ГДж 275692 289436

3.3 Транспортирование угля ленточными конвейерами ГДж 249820 249820

4 Водоотлив, в т.ч. ГДж 251114 33869

4.1 Шахтный водоотлив ГДж 222084 -

4.2 Открытый водоотлив ГДж 29030 33869

Всего (по эксплуатационным расходам) 2753959 1672130

Из таблицы 4.1 очевидно, что как по капитальным вложениям, так и по экс-

плуатационным расходам на добычу угля в границах поля разреза предпочтительной является предлагаемая технология разработки Урюпского буроугольного месторождения без его осушения. Так, за счет отказа от мероприятий по осушению месторождения, единовременные энергетические расходы в период строительства

объектов разреза по статье «Капитальные вложения» могут быть уменьшены на

117

380660 ГДж или в 1,3 раза, а ежегодные показатели по статье «Эксплуатационные расходы» снижены на 1081829 ГДж или в 1,6 раза. Наиболее существенное снижение может быть достигнуто по вскрышным работам на 878328 ГДж и водоотливу на 217245 ГДж (в 2,3 и в 7,4 раза соответственно), что обусловлено, прежде всего, более высокой энергоемкостью горно-транспортного оборудования в проектной технологии вскрышных работ и подземного способа водоотведения карьерных вод.

4.2 Оценка экологической безопасности предлагаемой технологии

Современный этап развития человечества характеризуется постоянным наращиванием добычи полезных ископаемых с соответствующим возрастанием степени воздействия горного производства на природную среду. В числе основных задач экологизации народного хозяйства страны, и, в частности, его горнопромышленного комплекса, определенных «Стратегией экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 г., выделены: рациональное недропользование и экологическая безопасность горного производства. Решение этих задач возможно на основе экологически сбалансированных технологий, обеспечивающих максимально возможное сохранение природного равновесия в зоне влияния горного производства. Вопросы охраны природных вод особенно актуальны для открытого способа разработки месторождений, так как при таком способе вскрываются все водоносные горизонты, залегающие в отрабатываемой толще пород, причем депрессионные воронки охватывают обширные прилегающие территории. О значимости этого фактора свидетельствуют, например, фактические результаты эксплуатации железорудных карьеров КМА, где депрессионные воронки при глубине горных работ 150-200 м распространялись на расстояние более 15 км, а при достижении проектной глубины 450-500 м их радиус составит более 50 км [86]. Депрессионная воронка горнодобывающих предприятий может повлиять на территорию, в десятки раз превышающую площадь горного отвода. Это, в свою очередь, ведет к снижению уровня грунтовых вод и обезвоживанию больших площадей земельных угодий. Негативные последствия при этом имеют место также и

при утилизации карьерных вод в результате попадания в гидрографическую сеть загрязненных взвесей из карьерных отстойников, отвалов вскрышных пород и хвостохранилищ.

Анализ известных технологий разработки обводненных месторождений твердых полезных ископаемых показал, что, как правило, при их освоении используются традиционные способы осушения и водоотведения. Эти способы дают удовлетворительные результаты на месторождениях, сложенных водопроницаемыми горными породами и недостаточно эффективны при осушении массивов горных пород, представленных преимущественно глинистыми литологическими разностями. К этому типу относится и Урюпское месторождение Канско-Ачинского буроугольного бассейна. Условия разработки этого месторождения осложняются, кроме того, повышенной его обводненностью, обусловленной влиянием р. Урюп, протекающей по полю разреза, а так же наличием во вскрышной толще слабосцементированных пород крепких включений, требующих селективной выемки. С учетом этих особенностей предложена технология его разработки без осушения продуктивной толщи и использованием гидроресурсов месторождения в технологическом цикле добычи угля.

Как показали исследования, в сравнении с традиционными технологиями разработки обводненных месторождений предлагаемая технология обладает рядом преимуществ, способствующих повышению экологической безопасности открытой угледобычи:

1. Сохранение природного гидрогеологического состояния массивов горных пород на территориях, прилегающих к полю разреза (благодаря сокращению радиуса депрессионной воронки). При этом следует также иметь в виду, что основная площадь земель, прилегающих к месторождениям западной части бассейна, используется в сельскохозяйственном производстве. В качестве примера можно привести негативные последствия работы подземной дренажной системы первенца КАТЭКа - разреза «Березовский 1», когда уже на 2 год её эксплуатации наблюдалось обезвоживание сельскохозяйственных угодий, прилегающих к полю

разреза, а в колодцах с.Никольского, расположенного в 8 км от дренажной шахты, исчезла вода.

2. Рациональное использование гидроресурсов месторождения в замкнутом технологическом цикле добычи угля, что предотвращает сброс в водоемы загрязненных карьерных вод. Известно, что применение гидромеханизации вскрышных работ требует использования значительных водных ресурсов. Как правило, для этих целей используются поверхностные водные источники, что приводит к перераспределению поверхностного и подземного стока, оказывая негативное влияние на речной сток и качественный состав природных вод. Наиболее технологичным решением в этой ситуации является использование воды в замкнутом производственном цикле разреза. Целесообразность организации оборотной системы водоснабжения обусловлена как экономическими, так и экологическими соображениями.

В традиционных технологиях разработки месторождений твердых полезных ископаемых с проведением мероприятий по их осушению и водоотведению проблема утилизации карьерных вод является достаточно актуальной, как с экономической, так и с экологической точки зрения. Она требует значительных затрат на откачку всей воды, поступающей в разрез (карьер), организацию и постоянное обслуживание водоочистных сооружений, обеспечивающих требуемую степень очистки загрязненной воды. При реализации проектной технологии разработки Урюпского месторождения [88] потребовалась бы круглогодовая работа 18 шахтных насосов общей производительностью более 1400 м /ч и мощностью 7200 кВт, 12 насосов установок открытого водоотлива общей мощностью 3840 кВт, а также сооружение и обслуживание очистных сооружений. В предлагаемой технологии в этом плане, на случай переполнения технологического водоема, предусматривается использование только передвижной (плавучей) насосной установки открытого водоотлива, оборудованной 7 насосами общей мощностью 2240 кВт и пруда-отстойника.

3. Размещение гидроотвала вскрышных пород в выработанном пространстве разреза, что исключает необходимость изъятия дополнительных земельных площадей. С учетом равнинного характера поверхности территории вблизи поля раз-реза,в случае размещения гидроотвала вскрышных пород за его пределами, потребовалось бы изъятие более 2500 га земельных угодий [88].

4. Благоприятные условия для рекультивации гидроотвала благодаря возможности формирования плодородного поверхностного слоя в процессе его формирования. Как показывают исследования и практика отвалообразования вскрышных пород, в сравнении с «сухими» отвалами поверхность гидроотвала, сложенная различными литологическими разностями, обладают более высокой восстановительной способностью и лучшими условиями для проведения рекультивацион-ных работ [85].

5. Снижение выбросов в атмосферу в результате замены «пылящих» процессов вскрышных работ с использованием экскаваторов и автосамосвалов на гидромеханизированный способ отработки массивов вскрышных пород. Как известно, наиболее интенсивными источниками вредных выбросов в атмосферу при открытой разработке месторождений полезных ископаемых являются автомобильный транспорт, горные машины, процессы экскавации, погрузки и транспортирования вскрышных пород и угля, отвалообразования, эрозия откосов уступов и бортов карьеров.

При гидромеханизированном способе отработки массивов вскрышных пород эти источники отсутствуют. Что касается добычи угля, то пылевыделение следует ожидать лишь при отработке верхнего угольного уступа роторными экскаваторами ЭРШРД-5250. Выемка же нижнего угольного уступа будет производиться цепным экскаватором БКв-1120 из обводненного забоя, равно как и транспортирование ленточными конвейерами увлажненного угля.

Изложенное выше позволяет считать, что предлагаемая технология разработки обводненных буроугольных месторождений без их осушения наиболее пол-

но соответствует экологическим требованиям, предъявляемым к открытым горным работам.

Третье научное положение: снижение в 1,6 раза энергоемкости процессов горных работ буроугольного разреза обеспечивается применением гидромеханизированного способа отработки массивов вскрышных пород, техники непрерывного действия для добычи угля и замкнутой системы сбора и утилизации карьерных вод.

4.3 Выводы

Выполнен сравнительный анализ энергоемкости предлагаемой и проектной технологий разработки Урюпского месторождения. Результаты анализа энергоемкости основных процессов горных работ в расчете на годовой объем вскрыши и добычи угля показывают, что в сравнении с проектной технологией, предусматривающей предварительное осушение месторождения, и применение для его разработки техники непрерывного действия (роторные и цепные экскаваторы, конвейерный транспорт, отвалообразователи), по энергетическим показателям выигрывает технология без проведения осушительных мероприятий и с гидромеханизированной отработкой массивов вскрышных пород. Так, единовременные энергетические расходы в период строительства объектов разреза по статье «Капитальные вложения» могут быть уменьшены на 380660 ГДж или в 1,3 раза, а ежегодные показатели по статье «Эксплуатационные расходы» снижены на 1081829 ГДж или в 1,6 раза. Наиболее существенное снижение может быть достигнуто по вскрышным работам на 878328 ГДж и водоотливу на 217245 ГДж (в 2,3 и в 7,4 раза соответственно).

Оценивая степень воздействия предлагаемой технологии на окружающую среду следует выделить основные решения, обеспечивающие снижение негативного воздействия горного производства на окружающую среду: - сохранение природного гидрогеологического состояния массивов горных пород на территориях, прилегающих к полю разреза;

- аккумуляция подземных вод и атмосферных осадков в технологическом водоеме, формируемого в выработанном пространстве разреза, с последующим их использованием в замкнутом технологическом цикле добычи угля;

- размещение гидроотвала вскрышных пород в выработанном пространстве разреза, что исключает необходимость изъятия дополнительных земельных площадей;

- снижение вредных выбросов в атмосферу (в результате замены процессов вскрышных работ с использованием экскаваторов и автосамосвалов на гидромеханизированный способ отработки массивов вскрышных пород).

Реализация этих решений позволит существенно снизить степень негативного воздействия открытых горных работ на природную среду.

Резюмируя вышеизложенное следует констатировать, что и по энергетическим и по экологическим показателям предлагаемая технология разработки Урюп-ского месторождения без его осушения является наиболее предпочтительной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные решения по обоснованию технологии разработки обводненного пологопадающего буроугольного месторождения без его осушения, с рациональным использованием карьерных вод и выработанного пространства в технологическом цикле добычи угля, что имеет существенное значение для угледобывающих предприятий отрасли с открытым способом разработки месторождений. Основные научные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Выявлены особенности буроугольных месторождений западной части Канско-Ачинского бассейна, обусловленные повышенной обводненностью массивов горных пород, низкой водопроницаемостью вскрышных пород, наличием в основной массе слабосцементированных вскрышных пород (с пределом прочно-

л

сти на сжатие от 2,6 до 300 кгс/см хаотично залегающих крепких включений

л

прочностью до 1760 кгс/см ). Установлено, что традиционные геотехнологии добычи угля с предварительным осушением месторождений и применением на экскавации вскрышных пород техники непрерывного действия в условиях месторождений бассейна оказались не эффективными.

2. Разработана система утилизации поступающих в разрез подземных вод и атмосферных осадков без осушения продуктивной толщи обводненного буро-угольного месторождения на основе внутрикарьерного технологического водоема

-5

с расчетной емкостью 40 млн м , обеспечивающего аккумуляцию всех подземных вод и атмосферных осадков и последующее использованием их в замкнутом цикле гидромеханизированной выемки вскрышных пород.

3. Обоснован порядок и параметры отработки поля разреза единым фронтом горных работ протяженностью 6100 м по падению угольного пласта, начиная от выхода его под наносы, со скоростью годового подвигания фронта горных работ 100-103 м при круглогодовой работе роторных и сезонной работе цепных экскаваторов, обеспечивающих добычу 53 млн т угля в год.

4. Установлена эффективность отработки массивов вскрышных пород, сложенных слабосцементированными водонасыщенными вскрышными породами с крепкими включениями, гидромониторно-землесосными комплексами, обеспечивающими селективную выемку литологических разностей уступами высотой 5-20 м и переменными параметрами работы гидромониторов.

5. Разработана технологическая схема формирования гидроотвала вскрышных пород в выработанном пространстве разреза (на контакте с технологическим водоемом) без сооружения оградительных дамб, обеспечивающая снижение трудоемкости отвалообразования и степени его негативного воздействия на природную среду.

6. Выявлена зависимость длины осаждения частиц гидросмеси в гидроотвале от гранулометрического состава, скорости её налива и глубины отстойника, достигающая в условиях разреза «Урюпский» 70-160 м при протяженности технологического водоема более 500 м, что обуславливает низкую вероятность проникновения элементов гидросмеси в призабойную зону работы цепных экскаваторов. Снижение дальности осаждения взвешенных частиц предусматривается путем регулирования гранулометрического состава и скорости подачи гидросмеси, а также установки, при необходимости, боновых заграждений.

7. Установлено, что снижение в 1,6 раза энергоемкости процессов горных работ при разработке обводненного буроугольного месторождения достигается без его осушения путем сбора всех поступающих в разрез подземных вод и атмосферных осадков во внутрикарьерном технологическом водоеме и расходования их в замкнутом производственном цикле гидромеханизированной выемки вскрышных пород, применения роторных и цепных экскаваторов для отработки угольного пласта, рационального использования техногенного ресурса выработанных карьерных пространств.

8. Показано, что предлагаемая технология разработки буроугольного месторождения обеспечивает возможность снижения негативного воздействия открытых горных работ на окружающую среду: сохранение природного гидрогеологи-

ческого состояния массивов горных пород на территориях, прилегающих к полю разреза; аккумуляцию подземных вод и атмосферных осадков в технологическом водоеме и рациональное их использование в производстве, предотвращающее сброс в водоемы загрязненных вод; размещение гидроотвала вскрышных пород в выработанном пространстве разреза, что исключает необходимость изъятия значительных земельных площадей и исключает риск техногенных катастроф; снижение вредных выбросов в атмосферу (в результате замены пылящих процессов вскрышных работ на гидромеханизированный способ отработки массивов вскрышных пород).

9. Технология открытой разработки обводненных пологопадающих месторождений с пластами большой мощности без их осушения может быть рекомендована к применению при освоении Барандатского и Итатского месторождений Канско-Ачинского буроугольного бассейна (с балансовыми запасами более 30 млрд т), горно-геологические и гидрогеологические условия которых аналогичны Урюпскому месторождению.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арсентьев, А.И. Устойчивость бортов и осушение карьеров / А.И. Арсентьев, И.Ю. Букин, В.А. Мироненко. - М.: Недра, 1982. - 165 с.

2. Бобыльский, А.С. К вопросу разработки обводненных пластовых месторождений/ А.С. Бобыльский, А.В. Резник // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - Новосибирск, - 2014. - № 1. - Том 1. - С. 69-74.

3. Бобыльский, А.С. К вопросу о разработке обводненных угольных месторождений / А.С. Бобыльский, А.В. Резник, В.И. Ческидов // Новые идеи в науках о Земле: XII Международная научно-практическая конференция. - М.: МГРИ-РГГРУ 2015. Том. 1. -С. 537-539.

4. Бобыльский, А.С. К вопросу разработки буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна / А.С. Бобыльский, А.В. Резник // Технологическая платформа «Твердые полезные ископаемые: технологические и экологические проблемы отработки природных и техногенных месторождений»: II Международная научно-практическая конференция. - Екатеринбург, 2015. - декабрь. - С. 49-59.

5. Braunkohle. - Heft 8, Band 32. August, 1980. - S. 259-260.

6. Braunkohle 38 (1986). - Heft 12, December, 1986. - S. 373-376.

7. Буткевич, Г.Р. Проблемы разработки обводненных месторождений / Г.Р. Буткевич // Строительные материалы. - 2003. - №7. - С. 11.

8. Буткевич, Г.Р. Проблемы разработки обводненных песчано-гравийных месторождений / Г.Р. Буткевич, В.В. Одабаи-Фард // Горная промышленность. - 2012. - №4. - С. 112-114.

9. Буткин, В.Д. Проблемы переработки и комплексного использования Кан-ско-ачинских углей / В.Д. Буткин, И.И. Демченко // Горная промышленность. -2001. - №1. - С. 3-8.

10. Васильев, Е.И. К вопросу определения параметров рабочих и отвальных уступов и бортов на угольных разрезах КАТЭК / Е.И. Васильев, А.В. Резник // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: труды Международной конференции. - Новосибирск, 2007 - С. 298-302.

11. ВСН 291-72 Инструкция по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния: / ММС ССР. - Москва, 1977. - 25 с.

12. Воропаев, Б.П. Проектные решения и опыт экплуатации системы осушения карьера Стойленского ГОКа. / Б.П. Воропаев, Г.Н. Гензель, Е.С. Гладченко, Л.А. Еланцева, А.И. Пешков // Горный журнал. - 2011. - №6. - С. 24-29

13. Галкин, В.А. Потенциал развития угледобывающих предприятий и повышение уровня его использования / В.А. Галкин, А.М. Макаров, И.Л. Кравчук // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2018. - № S50. - С. 16-21.

14. Галкин, В.А. О повышении эффективности работы угольных разрезов России / В.А. Галкин, А.Б. Килин, А.М. Макаров, А.В. Соколовский, Г.Н. Шапова-ленко // Горный журнал. - 2012. - № 8. - С. 5-8.

15. Гефт, Ю.Б. К вопросу выявления резервов производительности гидромониторов и энергоемкости гидроотбойки / Ю.Б. Гефт, О.Н. Плетнев, В.М. Хазов, Н.Ф. Цапко // Вопросы гидравлической добычи угля: сборник научных трудов / ВНИИ-гидроугля. - Вып. 13. - Новокузнецк, 1966. - С. 42-50.

16. Головишников, В.И. Основные результаты экспериментально -теоретических исследований дамб хвостохранилищ / В.И. Головишников, С.Г. Аксенов, В.И. Истомин // Вопросы освоения месторождений в сложных геолого-гидрогеологических условиях: сборник научных трудов / ВИОГЕМ. - Белгород, 1984. - С. 74-78.

17. Головишников, В.И. Изменение во времени фильтрационной анизотропии намывных грунтов гидротехнических сооружений / В.И. Головишников, А.П. Щетинина, И.В. Дудлер // Гидротехническое строительство - Белгород: ВИОГЕМ, 1993. - №1.

18. Горная энциклопедия. - Москва, 1986. - Том. 2. - 575 с.

19. Гузеев, А.А. Обоснование технологии экскаваторной разработки обводненных месторождений: дис. канд. техн. наук: 25.00.22 / Гузеев Артем Александрович. - Красноярск, 2014. - 142 с.

20. Гузеев, А.А. Разработка обводненных месторождений с применением одноковшовой техники / А.А. Гузеев, В.Е. Кисляков // Маркшейдерия и недропользование. - 2012. - №3. - С. 33-34.

21. Гузеев, А.А. Анализ режима грунтовых вод при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых / А.А. Гузеев, В.Е. Кисляков, Т.А. Верете-нова // Научный журнал СФУ: серия «Техника и технология». - 2014. - №7. - С. 17-20.

22. Гузеев, А.А. Систематизация современных способов подготовки и разработки обводненных месторождений / А.А. Гузеев, В.Е.Кисляков, А.Ю. Ефремов// Современные технологии освоения минеральных ресурсов: сборник материалов 10-й Международной науч.-техн. конф. - Красноярск: ИПК СФУ, 2012. - С. 116126.

23. Дементьев, В.А. Эксплуатация обводненных месторождений: учебное пособие / В.А. Дементьев: Москва, 2010. - 84 с.

24. Дьячук, О.В. Эффективность земснарядной добычи угля из обводненных месторождений / О.В. Дьячук // Социально-экономические и организационные проблемы стабилизации и развития угольной промышленности: научные труды / ФГУП ЦНИЭИ уголь. - Москва, 2000. - №6. - С. 197-202.

25. Дьячук, О.В. Открытая геотехнология добычи угля земснарядами из обводненных месторождений:дис. канд. техн. наук: 25.00.22 / Дьячук Олег Владимирович. - Москва, 2001. - 194 с.

26. Еланцев, Л.А. Осушение месторождений Старооскольского железорудного района и использование дренажных вод в связи с охраной геологической среды / Л.А. Еланцев, С.В. Фоменко // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах: сборник трудов VI международной научной конференции. - Белгород, 2015. - С. 359-363.

27. Иванов, С.В. Гидрогеологическое обоснование способов и схем осушения железорудных месторождений, разрабатываемых открытым способом: дис. д-ра. к.г- мн. наук: / Иванов Сократ Владимирович. - 1984. - 147 с.

28. Изотов, А.А. Совершенствование способов осушения глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых / А.А. Изотов, Ю.В. Пономаренко, В.И. Стрельцов, И.Ю. Мачехина, Г.Ю. Московченко // Горный журнал. - 2013. - № 12. - С. 49-53.

29. E&MJ. - V. 185, №2. - February, 1984. - P.p. 36-41.

30. E&MJ. - V. 195, №1. - January, 1994. - P.p. 56-62.

31. Климатический справочник. Метеопост Боготол. Выпуск 21, 1969.

32. Кононенко, Е.А. Гидромеханизация в Кузбассе / Е. А. Кононенко, А. А. Романов // Горный журнал. - 2006. - № 11. С. 19-23.

33. Кононенко, Е.А. Экологический предел вместимости долинных гидроотвалов Кузбасса / Е.А. Кононенко, С.И. Протасов, А.Т. Мироненко // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2005. - № 9. - С. 222-228.

34. Кортелев, О.Б. К вопросу выбора способов разработки рыхлых вскрышных пород с твердыми включениями на разрезах КАТЭКа / О.Б. Кортелев, А.В. Резник // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: Сборник трудов конференции с участием иностранных ученых. - Новосибирск, 2008. - С. 95-101.

35. Кортелев, О.Б. Попутная добыча полезных ископаемых при освоении буро-уголъных месторождений КАТЭКа / О.Б. Кортелев, А.В. Резник // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: сборник трудов конференции. -Новосибирск, 2010. - Том II. - С. 195-199.

36. Косолапов, О.В. Землеемкость при освоении ресурсов недр / О.В. Косола-пов, А.А. Литвинова // Уральская горная школа - регионам: материалы Международной научно-практической конференции. - Екатеринбург, 2011. - С. 631-632.

37. Костылев, Ю.В. Совершенствование технологии разработки обводненных буроугольных месторождений Дальнего Востока: дисс. канд. техн. наук: 25.00.22 / Костылев Юрий Владимирович. - Владивосток, 2010. - 139 с.

38. Кузьмич, И.А. Разрушение горных пород струями воды высокого давления / И.А. Кузьмич, Г.П. Никонов, Ю.А. Гольдин. - М.: Недра, 1985. - 73 с.

39. Colliery Guardian. - March, 1975. - P. 78.

40. Кутепова, Н.А. Специфические особенности водно-физических, фильтрационных и механических свойств отложений золоотвалов / Н.А. Кутепова // ГИАБ, 2008. - № 9 - М.: МГГУ С. 292-301.

41. Кутепов, Ю.И. Инженерно-геологическое и экологическое обоснование рекультивации гидроотвалов Кузбасса / Ю.И. Кутепов, Н.А. Кутепова, В.П. Жариков // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2011. - № 2.

- С. 34-42.

42. Кутепов, Ю.И. Указания по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях. Часть II. Обоснование оптимальных параметров отвальных сооружений / Ю.И. Кутепов, Ю.А. Норватов, Н.А. Кутепова и др. - М.: ВНИМИ, 1990. - 51 с.

43. Quarry Management. - V. 17, №2. February, 1990. - P.p. 22-23.

44. Quarry Management. - V. 15, №9. Sept., 1988. - P. 53.

45. Литвин, Ю.И. Обоснование технологических параметров гидромониторно-землесосных комплексов разрезов Кузбасса при применении мощных гидромониторов: дис. канд. техн. наук: 25.00.22 / Литвин Юрий Иванович. - Кемерово, 2014.

- 161 с.

46. Литвин, Ю. И. Аспекты экологической и промышленной безопасности при применении гидромеханизации на разрезах Кузбасса / Ю.И. Литвин, Д.А. Поклонов, С.И. Протасов // Энергетическая безопасность России: новые подходы к развитию угольной промышленности: сборник трудов XIII Международной научно-практической конференции. - Кемерово: ИУУ СО РАН, КузГТУ, 2011. - С. 248250.

47. Маттис, А.Р. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых / А.Р. Маттис; отв. Ред. В.Н. Опарин. - Новосибирск: СО РАН, 2007. -337 с.

48. Мельников, Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам / Н.В. Мельников. - М.: Недра, 1982. - 414 с.

49. Mining magazine. - V. 134, №1. - January, 1976. - P. 11.

50. Mining magazine. - V. 176, №3. - March, 1997. - P.p. 145-156.

51. Mining magazine. - July, 1980. - P. 63.

52. Mining magazine. - December, 1980. - P. 576.

53. Нурок, Г. А. Гидроотвалы на карьерах / Г. А. Нурок, А.Г. Лутовинов, А. Д. Шерстюк. - М.: Недра, 1977. - 311 с.

54. Нурок, Г.А. Технология гидровскрышных работ нъа карьерах / Г.А. Нурок, И.М. Ялтанец. - М.: ЦНИЭИуголь, 1975. - 52 с.

55. Огородников, С.П. Гидромеханизация разработки грунтов / С.П. Огородников. - М.: Стройиздат, 1986. - 254 с.

56. Оздемир Э. Комбинированное влияние скорости нагружения и содержания воды на механические свойства пород / Э. Оздемир, Д.Э. Саричи // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2018. - № 6. - С. 5663.

57. Опарин, В.Н. Состояние и перспективы открытой добычи твердых полезных ископаемых на месторождениях Сибири / В.Н. Опарин, А.Р. Маттис, В.И. Ческидов // Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр: сборник материалов научно-технической конференции. - Екатеринбург, 2008. - С. 67-74.

58. Опарин, В.Н. К вопросу рационального недропользования при открытой разработке буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна / В.Н. Опарин, В.И. Ческидов, А.С. Бобыльский, А.В. Резник // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2012. - № 3. - С. 175-188.

59. Папулов, В.И. Разработка подводных месторождений полезных ископаемых / В.И. Папулов, В.И. Меньшиков, А.С. Иванов. - М.: Изд. МГИ, 1983. - 97 с.

60. . Пат. РФ № 111193. Карьерная угольная тепловая электростанция / Ческидов В.И, Лабутин В.Н., Маттис А.Р., Бобыльский А.С., Резник А.В. // Бюл. № 34, опубл. 10.12.2011 (по заявке 2011130776 от 22.07.2011.

61. Пересмотр технического проекта разреза «Березовский-1» п.о. «Краснояр-скуголь» (I очередь строительства разреза). - Т. III А, кН. 2. Дренаж и водоотлив. -Сибгирошахт, 1986. - 256 с.

62. Постановление Совета Министров СССР от 16.03.1979 г. № 248 «О создании Канско-Ачинского топливно - энергетического комплекса».

63. 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.

64. 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.

65. Протасов, С.И. Исследование параметров гидромонитора ГД - 300 для оптимизации Технологических схем гидромониторно-землесосных комплексов / С.И. Протасов, Д.А. Поклонов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2016. - №5. - С. 115-120.

66. Протасов, С.И. Гидрокомплексы угольных разрезов Кузбасса / С.И. Протасов, Д.А. Поклонов // Маркшейдерия и недропользование. - 2013. - № 1(63). - С. 19-21.

67. Радченко, В.Ф. Рациональное использование запасов обводненных угольных месторождения Дальнего Востока: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 11.00.11 / Радченко Виктор Федорович. - Владивосток, 1997. - 165 с.

68. Разработка специальной технологии добычи углей из обводненных месторождений: отчет о НИР / Москва: Московский государственный строительный университет, 1994. - 98 с.

69. Разработать технологию применения комплексов машин непрерывного действия на разрезе "Урюпский-1": отчет по теме 1101/040000-052 / Киев: УКРНИИ-проект, 1978. - 508 с.

70. Резник, А.В. Разработка на карьерах массивов вскрышных пород с крепкими включениями / А.В. Резник // Проблемы геологии и освоения недр: сборник трудов. - Томск, 2009 - С. 656-657.

71. Резник, А.В. Обоснование целесообразности комплексной разработки попутных полезных ископаемых на месторождениях КАТЭКа / А.В. Резник // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник трудов. - Новокузнецк, 2010. - С. 177-181.

72. Резник, А.В. Разработка вскрышных пород с твердыми включениями на буроугольных месторождениях КАТЭК / А.В. Резник // Проблемы недропользования: материалы V всероссийской молодежной научно-практической конференции. - Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2011. - С. 174-183.

73. Резник, А.В. Перспективы использования гидромеханизации для селективной разработки вскрышных пород с крепкими включениями / А.В. Резник, О.Б. Кортелев // Проблемы недропользования: материалы II Всероссийской молодежной научно-практической конференции. - Екатеринбург, 2008г. - С. 124-126.

74. Резник, А.В. Технология открытой разработки обводненных буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна / А.В. Резник, В.И. Ческидов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2019. - №1. -С. 106-115.

75. Ржевский, В.В. Задачи горной науки в области открытой разработки месторождений полезных ископаемых / В.В. Ржевский, К.Н. Трубецкой // Горный журнал. - 1988. - №1. - С. 21-24.

76. Руководство по проектированию золоотвалов тепловых электрических станций. П. 20-74. - ВНИИГ. - 1974. - 25 с.

77. Саканцев, Г.Г. Внутреннее отвалообразование на глубоких рудных карьерах / Г.Г. Саканцев. - Екатеринбург, 2008. - С. 225.

78. Саканцев, Г.Г. Геотехнологические основы внутреннего отвалообразования при разработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины: дис. ...

д-ра техн. наук: 25.00.22 / Саканцев Георгий Григорьевич. - Екатеринбург, 2012. -236 с.

79. Саканцев, Г.Г. Геотехнологические основы внутреннего отвалообразования при разработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.22 / Саканцев Георгий Григорьевич. - Екатеринбург, 2012. -236 с.

80. Саканцев, Г.Г. Установление зависимости параметров системы разработки от определяющих факторов при временной консервации бортов и уступов / Г.Г. Саканцев, А.В. Смирнов, К.А. Кочнев // Изв. Вузов. Горный журнал. 2011. № 3. С. 4-9.

81. Саканцев, Г.Г. Обоснование параметров уклонов вскрывающих выработок при открытой разработке глубокозалегающих месторождений / Г.Г. Саканцев, В.И. Ческидов, И.В. Зырянов, А.Н. Акишев // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2018. - № 1. - С. 87-96.

82. Саканцев, Г.Г. Установление области применения внутреннего отвалообра-зования при открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых / Г.Г. Саканцев, В.И. Ческидов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2014. - № 3. - С. 87-95.

83. Сандалов, В.М. Обоснование способов повышения эффективности технологии добычи угля при открытой разработке обводненных месторождений: дис. ... канд. техн. наук: 05.15.03 / Сандалов Валентин Михайлович. - Челябинск, 2000. -105 с.

84. Саркисян, А.Х. Инженерно-геологическая оценка и обоснование параметров гидроотвалов на различных этапах существования: На примере гидроотвалов Кузбасса: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.16 / Саркисян Арарат Христафорович. -Москва, 2004. - 182 с.