Добыча полезных ископаемых и их транспортировка
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.
Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых
Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.
Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:
- литосферу;
- атмосферу:
- воду;
- животный мир.
Влияние на литосферу
Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.
В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:
- карьеры;
- отвалы;
- терриконы;
- овраги.
Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.
Список городов пострадавших от последствий промышленного производства
В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.
Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.
Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.
Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.
Таблица образования галитовых отходов при добывании каменной соли
Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.
В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.
Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.
Добыча соли шахтным способом
Влияние на атмосферу
Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:
- метана,
- оксидов
- тяжелых металлов,
- серы,
- углерода.
Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.
Промышленность и транспорт основные источники загрязнения атмосферы
Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.
Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.
Влияние на водную среду
В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:
Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек
- образование депрессионных воронок;
- исчезновение родников;
- высыхание малых рек;
- исчезновение ручьев.
Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.
В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.
Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.
Влияние на животный и растительный мир
Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.
Почва не пригодная для выращивания растений, загрязненная деятельностью промышленной добычи
Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.
При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.
Видео: Загрязнение окружающей среды
Источник
Правила перевозки полезных ископаемых
Как посчитать расходы на транспортировку полезных ископаемых Погрузка и транспортировка. В течение многих лет для погрузки руды и доставки ее на поверхность применялись весьма несовершенные методы. Первоначально использовались лопаты, и уголь вручную загружался в корзины, которые рабочими выносились на поверхность. Позже стали применять вагонетки емкостью до 1 т, которые загружали вручную и толкали к выходу или околоствольному бункеру, откуда порода поднималась на поверхность. Там, где очистные работы велись выше уровня колеи, вагонетки загружались из рудоспусков самотеком под действием силы тяжести и откатывались к следующему пункту перегрузки. Во многих крупных открытых рудниках существует разветвленная сеть рельсовых путей, по которым на грузовых составах, ведомых электровозами или локомотивами на аккумуляторах, перевозятся сотни тонн руды. В настоящее время для погрузки породы и руды используются механические погрузочные машины и автоматические погрузчики. Механические погрузочные машины подбирают материал и грузят в вагонетку. Автоматические погрузчики на колесном или гусеничном ходу внедряют кромку погрузочного органа достаточно далеко в отбитый материал, загребные лапы непрерывно подают его на цепной или ленточный конвейер, который выгружает руду со скоростью от 4 до 10 т/мин. В выработках, не оборудованных рельсовыми путями, автоматические погрузочные машины загружают материал в автомобили с конвейерами в донной части. Эти доставочные машины перевозят материал от пункта погрузки к распределительной станции системы ленточных конвейеров, транспортирующих его непосредственно на поверхность или к стволу для последующего подъема. Крутонаклонные ленточные конвейеры могут перемещать породу под углом 30-40°. Некоторые безрельсовые погрузчики оснащены опрокидывающимися ковшами, смонтированными на колесных шасси. В некоторых очистных операциях, а также в тех выработках, где руда отбивается с обрушением кровли, материал перемещается к следующему пункту перегрузки с помощью пневмо- или электроприводных скреперов либо лотковыми конвейерами. В большинстве систем с обрушением кровли скреперы разгружаются на грохоты, просеивающие материал через расположенные в определенном порядке тяжелые рельсы или штанги, не пропускающие куски, превышающие расстояние между этими штангами. Эти негабаритные куски разбиваются ручными кувалдами или пневматическими отбойными молотками. Погрузка и транспортировка отбитого материала составляют один из наиболее дорогостоящих процессов добычи, особенно по мере увеличения глубины горных работ и их удаления от выработок, имеющих выход на поверхность.
ГИГАНСКИЙ РОТОРНЫЙ ЭКСКАВАТОР отбивает уголь и перемещает его на конвейерную ленту для дальнейшей погрузки и транспортировки. Как посчитать расходы на доставку полезных ископаемых. В сумму расходов по доставке включаются расходы:
К расходам по доставке (перевозке) добытого полезного ископаемого до получателя, в частности, относятся расходы:
ТРАНСПОРТ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Источник: перевозка полезных ископаемых, транспортировка, Правила перевозки полезных ископаемых | |
| Категория: Как перевозят минеральные продукты раздел 5 | Добавил: TBN (09.09.2013) | |
| Просмотров: 3678 | Теги: правила перевозки | Рейтинг: 0.0/0 |
Источник
Транспортная цепочка «рудник — обогатительная фабрика — потребитель» — один из наиболее энергоёмких процессов горного дела, и чем более он автоматизированный, тем более дорогостоящий.
Некоторым предприятиям он обходится в половину себестоимости сырья.
Однако зачастую полноценный и комплексный анализ оптимальной системы транспортировки не проводится, а выбор определяется, главным образом, ценой, что не только бьёт по производительности, но и ставит под сомнение рентабельность добычи.
Эффективность той или иной транспортной системы зависит от суммы дисконтированных затрат за период эксплуатации — капитальных и операционных, а также от специфики условий конкретного месторождения.
Поэтому выделить один универсальный вариант для всех способов добычи довольно сложно.
Однако специалисты отмечают общую тенденцию к применению технологии поточного транспорта, автоматизации процесса и стремлению свести к минимуму использование автотранспорта.
Затраты на транспортировку растут по мере увеличения глубины горных работ и их удаления от выработок, имеющих выход на поверхность.
Рост объёма работы на карьерах требует совершенствования технологии горнотранспортных разработок, в частности, от циклических видов транспорта к машинам непрерывного действия — при открытых разработках это снижает расходы на доставку на 25-35% и повышает производительность труда в 1,5-2 раза.
Определяющие факторы
Как правило, цена приобретения — не главный критерий в выборе транспортной системы. Пусть она обойдётся предприятию дороже, но обеспечит бесперебойную работу.
Стоит учитывать полную стоимость владения за весь жизненный цикл техники, а также к каким простоям и убыткам ведёт поломка дешёвого оборудования.
Всё зависит от бюджета.
Если объёмы месторождения, скажем, на 5 лет, на его освоение не требуется транспортная техника, рассчитанная на срок службы в несколько десятков лет, — она попросту не окупится. Однако не исключено, что отдельно взятый фактор может стать критичным и определяющим в принятии окончательного решения.
Железные дороги
Например, главным препятствием для строительства технологичной железной дороги для карьера или рудника является сильный перепад высот в гористой местности. Тем не менее, железная дорога — один из самых распространённых вариантов транспортировки сырья в России. Применение большегрузных составов обеспечивает наименьший расход рабочей силы на 1 м3 перевозимых материалов, а также наиболее низкий относительный расход энергии при электрической тяге.
При больших объёмах производства это практически единственная система, приспособленная к перевозке грузов и оборудования на дальние расстояния свыше 100 километров.
К слову
На месторождении Лос-Пихигуаос в Венесуэле добывают бокситы. Мощность рудника — 6 млн тонн в год, текущая добыча — около 5 млн тонн, на экспорт уходит около
150-200 тыс. тонн в год.
Добытая на плато руда дробится и с высоты 600 метров по конвеерной ленте длиной 7,5 км опускается к подножью горы. Далее руда по железной дороге (52 км) транспортируется к речному порту Пуэрто Гумилла на реке Ориноко.
Речными баржами боксит доставляется на 650 км вниз по течению к глиноземному заводу «Интералюмина» в город Сьюдад-Боливар.
Конвейеры
В случае, когда главной задачей является транспортировка по сильно пересечённой местности, применяются современные конвейерные системы. Их производительность зависит от мощности приводных станций, иными словами — от ширины конвейерной ленты и скорости движения.
К примеру, конвейер угольной компании «Калтим-Прима» (Индонезия) со скоростью 8,48 м/с обеспечивает 4500 т/ч.
«В условиях африканского климата на ГРО «Катока» применение ленточного конвейера в качестве транспортёра рудного и вскрышного материалов показало неплохие результаты.
Рудный транспортировочный комплекс из четырёх ленточных конвейеров длиной до 3 000 м с четырьмя перегрузками до бункеров обогатительной фабрики, считая разгрузку роторно-шнековой дробилки. Из них самый мощный — 1 500 м, с двумя приводными станциями.
Производительность всего комплекса до 1200-1500 т/ч.
Комплекс-транспортёр вскрышного материала длиной 4 000 м с шестью перегрузками до станции разгрузки. Производительность до 1500-2500 т/час», — рассказал генеральный директор ООО «РОССМАШХОЛДИНГ» Антон Придворов.
«Достаточно серьёзные сложности при выборе оптимального вида транспорта обусловлены существенным скептицизмом в отношении малораспространённых в горной отрасли России видов транспорта.
В частности, достаточно часто приходится сталкиваться с предвзятым отношением к конвейерным системам транспортировки, особенно наземного расположения.
Доводы об объективных экономических преимуществах этого вида транспорта перекрываются сомнением в эффективности его работы в зимних условиях России.
И здесь важно учитывать опыт предприятий смежных отраслей горнодобывающей промышленности. Например, сложные конвейерные шахтные и наземные системы имеют гораздо большее распространение на угледобывающих предприятиях, чем на рудных», — отмечает к.т.н, горный инженер IEEC Андрей Твердов.
Представители отрасли говорят, что в России она консервативна — у нас традиционно привыкли работать с автотранспортом — как правило, из-за климатических условий.
«В условиях низких температур работа ленточных конвейеров без закрытых галерей будет крайне затруднительна.
Это влечёт за собой определённые расходы на капитальное строительство.
Во всём мире стараются перейти на конвейерный транспорт, потому как при первоначальных капиталовложениях, при должном подходе впоследствии получается прямая экономия.
Развивая и внедряя АСУ, такие, как блокировки, защита, на конвейерных системах можно добиться многократного увеличения производительности при минимальных материальных и людских затратах», — прокомментировал Антон Придворов.
Канатные дороги
В качестве альтернативы конвейерным системам при сложном рельефе местности используют подвесные канатные дороги — ГПКД.
Например, передовая разработка от Doppelmayr — гибрид традиционной канатной дороги и ленточного конвейера.
«Конвейерно-канатная система имеет ряд преимуществ перед классикой наземной — особенно в определённых условиях.
Таким образом, минимизируется экологическое влияние: мы ставим опору, которая занимает совсем мало места и не мешает растительному и животному миру внизу.
Большими безопорными канатными пролётами до 1 км проходим по кратчайшему расстоянию из точки А в точку Б. Система бесшумная, её можно устанавливать даже в жилых районах.
К тому же, когда транспортировка идёт по верху, материал не заносит снегом, или, как это бывает в пустынных регионах, песком.
У нас уже много реализованных проектов, и мы можем гарантировать работоспособность системы 24 часа в сутки. А уровень безопасности здесь такой же, как при работе с людьми», — объясняет инженер отдела продаж Doppelmayr Хольгер Кромер.
Как уверяют создатели, установка работает в любых погодных условиях, например, при скорости ветра до 130 км/ч и может преодолевать уклоны в более чем 60°.
«Мы можем транспортировать грузы от 40 тонн на любые высоты и расстояния, а также можем вез-ти руду на расстояния до 30 км до 25 000 т/час — производительности могут быть сумасшедшие» — констатировал г-н Кромер.
В среднем расходы транспортировку канатно-ленточным конвейером составляют 1/100 от затрат на перевозку грузовым автотранспортом, не теряя в производительности.
«Специальная компания провела бизнес-расчёты стоимости транспортировки на расстояние 40 км для компании «СОДА» в городе Стерлитамак.
Там требовалось строительство двух мостов и закупка автомобильного транспорта, либо строительство нашей системы. Мы начинали выигрывать после 5 лет эксплуатации.
Система не из дешёвых, но эксплуатационные расходы очень низкие, и надёжность очень высокая. В отличие от эксплуатационных расходов на содержание парка техники и зарплату сотрудникам.
Если нет возможности больших инвестиций, то выбирают транспорт. Если же заглядывать далеко, на 15-20 лет вперёд, то имеет смысл приобретать систему транспортировки конвейерного типа», — отметил Хольгер Кромер.
Автотранспорт
Главный его минус — самые высокие операционные затраты на топливо, цены на которое, кстати, неуклонно растут, а также запчасти, ремонт и дорожные работы, плюс к тому — многочисленный персонал, чтобы обслуживать парк.
Это оптимальный вариант для небольших месторождений с маленьким сроком отработки, либо для доставки грузов на небольшие расстояния и в ограниченном количестве, так как требует минимальных первоначальных вложений. Основной показатель этого вида транспорта — грузоподъёмность.
«Очень важное значение имеют состояние дорожного покрытия и уклоны.
При разработке транспортного решения мы, прежде всего, обращаем внимание на плечо перевозки, рельеф и планируемые объёмы.
Мы с лёгкостью заменяем традиционные карьерные самосвалы грузоподъёмностью 30-55 т на коротком и среднем плече и предлагаем широкий спектр решений для транспортировки сырья на большие дистанции.
В частности, мы реализуем проект с АК «АЛРОСА» по перевозке руды с удалённых месторождений на обогатительную фабрику, плечо перевозки при этом достигает 160 км.
В данном случае мы используем тяжёлый самосвал с боковой разгрузкой, работающий в связке с 4-осным прицепом.
Грузоподъёмность данного автопоезда составляет 94 тонны», — рассказал начальник отдела карьерной техники ООО «Скания-Русь» Константин Кравченко.
Главными конкурентами традиционного автотранспорта выступают гусеничные автосамосвалы и дизель-троллейвозы, использование последних позволяет сократить расходы на топливо.
Эти варианты крайне эффективны в усложняющихся условиях отработки глубоких карьеров, когда вывоз грузов с нижних горизонтов осложнён очень высокими уклонами, однако пока недостаточно распространены.
Преемственность?
Специалисты, проработавшие на добывающих предприятиях не один десяток лет, отмечают, что технология транспортных систем нестареющая, а что касается инноваций, то в большинстве случаев совершенствуются отдельные элементы техники.
«В комплексе конвейерные системы никогда не устаревают. Принцип работы остаётся тот же, будь то скребковый, трубчатый или ленточный конвейер.
Но они модернизируются с появлением новых материалов и технологий в обработке металла: добавляется штамповка, оцинковка элементов, которые подвергаются эрозии, вместо стального ролика изготавливают пластмассовый, вместо цилиндрического редуктора Ц2у ставят компактный мотор-редуктор, вместо тормозных шкивов устанавливают специальные тормозные муфты от обратного хода», — рассказал технический директор до 2013 года ООО «Полевской машиностроительный завод» Владислав Ольховиков.
А ещё эксперты отмечают, что в некоторых случаях иностранная техника, бывшая в употреблении, например, ПДМ, эффективнее новой отечественной.
Во-первых, зарубежные производители дают на свои транспортировочные установки гарантию до 50 лет, а во-вторых, в сложнейших условиях добычи первостепенны надёжность и эксплуатационные характеристики, такие как грузоподъёмность и хорошие ходовые качества, и в этом плане импортный изготовитель себя зарекомендовал.
«В сопоставимых измерениях это действительно так: эффективнее и экономически более оправдано. Если, к примеру, вы возьмёте ПДМ с пробегом два года, то конечно, при должном уровне эксплуатации и сервисном обслуживании за эти два года при проведении предпродажной подготовки, она, конечно, себя лучше зарекомендует, чем отечественная новая.
Если же ПДМ с десятилетним пробегом, то даже при хорошем уходе она будет уступать новой отечественной машине, так как ее ресурс не такой уж и большой — около 7 лет», — прокомментировал маркетолог ООО «ГХХ Фарцойге» Михаил Малев.
Текст: Надежда Гесс
Источник