Методическое руководство по изучению и эколого-экономической оценке техногенных месторождений

Это интересно


Содержание

Методическое руководство по изучению и эколого-экономической оценке техногенных месторождений

  • Файл формата pdf
  • размером 10,35 МБ
  • Добавлен пользователем Дмитрий V. Zh 01.12.2011 15:38
  • Отредактирован 03.12.2011 20:04
  • Скачан 50 пользователями

Ред. коллегия: Воробьёв Ю.Ю. Воропаев В.И. Заборин О.В. Немченко Н.Н. Сычёв К.И. Титов В.И. Толкачёв М.В. / Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых (ГКЗ) Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ. -М. 1994, 51 с. Качество скана среднее (3-ья ксерокопия).
Методическое руководство по изучению и эколого-экономической оценке техногенных месторождений составлено с учётом опыта разведки и разработки месторождений техногенного сырья, требований ГКЗ и может быть использовано в качестве пособия при изучении, экологической и экономической оценке техногенных объектов. При его разработке учтены действующие отраслевые методики и рекомендации по геологической и экономической оценке техногенных месторождений, кадастровому учёту горно-обогатительных и металлургических предприятий цветной металлургии, требований к оценке воздействия разработки месторождений на окружающую среду, работы отдельных специалистов, другие материалы и нормативные документы.
Содержание:
Общие сведения
Стадийность изучения техногенных месторождений
Ревизионно-оценочные работы
Этап камеральных работ (кадастровая оценка и выбор объекта)
Этап полевых работ
Разведка месторождений
Группировка техногенных месторождений для целей разведки
Основные факторы, определяющие методику разведки техногенных месторождений
Обоснование параметров разведочной сети
Опробование
Технологические исследования
Изучение инженерно-геологических условий
Оконтуривание и подсчёт запасов
Оценка экологических последствий освоения техногенного месторождения
Технико-экономическое обоснование эффективности промышленного освоения техногенных месторождений

  • Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.

Смотри также

М. Академический проект; Фонд «Мир», 2007. 540с. В учебнике рассматривается весь комплекс проблем, связанных с поисками и разведкой месторождений полезных ископаемых. Это современный оригинальный учебник нового поколения. В нем отражены все новейшие достижения в области поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. По структуре и полноте изложения материала он полностью.

  • 45,81 МБ
  • скачан 177 раз
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 05.04.2011 13:00
  • будет удален через 14 дней

М. Недра, 1975. – 231 с. В книге изложены современные теоретические основы опробования, методика и техника отбора и обработки проб рудных и россыпных месторождений ценных, редких, цветных и черных металлов, а также главнейших нерудных и горючих полезных ископаемых при поисках, разведке и эксплуатации; приведены сведения о новых прогрессивных способах опробования. Книга.

  • 14,99 МБ
  • скачан 129 раз
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 07.11.2010 01:11
  • будет удален через 14 дней

Учеб. пособие. Ч.1 – Иркутск: ИГУ. – 2001. – 60 с. Оглавление: Введение. Вероятность. Описательная статистика. Гипотезы, критерии, значимости. Стандартизация. Z-критерий. Гипотезы. Уровни значимости, вероятности. Оценивание. Доверительные интервалы. Т-критерий. Степени свободы. Средняя для малых выборок. F-критерий. Использование MS Excel в.

  • 8,67 МБ
  • скачан 164 раза
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 02.04.2011 23:34
  • будет удален через 14 дней

Спб. МНПО Полиметалл, 2002. – 133 с. Характеристика системы Датамайн — Студио и основные приемы работы с ней Общие сведения Главные новые возможности Датамайн-Студио (ДС) Новые команды Датамайн-Студио Начало работы с системой Датамайн-Студио Подготовка геологической информации и ввод ее в компьютер Требуемая информация Необходимый персонал и оборудование Ввод.

  • 2,83 МБ
  • скачан 76 раз
  • добавлен 05.03.2013 01:45
  • изменен 05.03.2013 15:37
  • будет удален через 14 дней

Москва: Государственное издательство геологической литературы, 1988. — 135 с. От редактора. В настоящей работе рассматриваются только рациональные методы подсчета запасов рудных месторождений, т. е. одна из сторон обширной области определения запасов минерального сырья в недрах. Автор не описывает таких сторон этой проблемы, как определение параметров для подсчета, условия.

  • 1,49 МБ
  • скачан 97 раз
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 11.09.2016 21:30
  • будет удален через 14 дней

Коллектив авторов: — отв. ред. А. П. Ставский. — Москва. Научный мир, 2011 г. 400с+496с+624с. ил. В трехтомной монографии приведена характеристика мирового минерально-сырьевого комплекса. Описание ведется по разделам, каждый из которых посвящен одному виду твердых полезных ископаемых. Подробно охарактеризованы текущее состояние минерально-сырьевой базы и отрасли промышленности.

  • 19,92 МБ
  • скачан 98 раз
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 21.06.2011 03:24
  • будет удален через 14 дней

Изучение и оценка техногенных месторождений

Для выявления техногенных месторождений отсутствует необходимость в проведении поисковых работ, Сведения о месте их нахождения, количестве, качестве, возможных направлениях утилизации складированных отходов и другие, в той или иной степени достоверные, имеются на предприятии, на котором эти отходы образовались.

Размеры и форму отвалов и хвостохранилищ, отдельных их зон и конструкционных элементом часто определяют маркшейдерскими методами и при помощи топографических карт местности.

Многие закономерности пространственных изменений качественных характеристик техногенного сырья в пределах накопителя отходов определены конструкционно и технологически. Их устанавливают по документации предприятия.

Исходя из этих и других особенностей техногенных объектов, для них рекомендуют следующую этапность геологоразведочных работ:

-разведка месторождения и технико-экономическое обоснование (ТЭО) эколого-экономической эффективности его освоения.

Назначение ревизионно-оценочных работ на техногенных объектах состоит в разбраковке и выборе отвалов, хвостохранилищ или отдельных их участков, перспективных для освоения. Ревизионно-оценочные работы проводят в два этапа — подготовительный и полевой. В подготовительный этап осуществляют сбор всех имеющихся геологических, маркшейдерских и технологических данных по объектам, в том числе документации, отражающей процесс формирования накопителей (изменения мест сброса, объема и состава отходов).

Полевые работы проводят для подтверждения и детализации прогнозных построений, выполненных на подготовительной стадии.

Комплекс полевых работ включает маршрутное обследование, проходку легких горных выработок (канав, расчисток, закопушек, шурфов), проведение маркшейдерских работ. При необходимости бурят единичные скважины.

Маршруты и линии горных выработок располагают в направлении ожидаемой наибольшей изменчивости характеристик отвальной массы. Густоту маршрутов и разведочной сети определяют на подготовительной стадии и уточняют в процессе дальнейших работ.

Из разведочных выработок отбирают лабораторные и малые технологические пробы, в которых определяют все характеристики, необходимые для установления принципиальных особенностей внутреннего строения отвала (хвостохранилища) и закономерностей изменения качественных характеристик отвальных масс, ориентировочных контуров скопления полезных пород с выделением технологических сортов.

На базе отобранного материала апробируют выбранную схему обогащения, которую при необходимости корректируют, или проводят исследования по разработке новой схемы.

На стадии ревизионно-оценочных работ уточняют количество техногенных ресурсов, оценивают инженерно-геологические условия объекта исследования, в том числе изучают состояние поверхности отвала (хвостохранилища), определяют масштабы и характер воздействия техногенного объекта на окружающую среду, рассчитывают наносимый им суммарный материальный ущерб, включая затраты на хранение отхода и на природоохранные мероприятия.

На основании собранных материалов составляют технико-экономические соображения (ТЭС) о перспективах освоения объекта, решают вопросы целесообразности проведения разведочных работ, выполнения специальных технологических и эколого-экономических исследований.

Назначение разведки состоит в получении исчерпывающих данных для проектирования нового предприятия по добыче и переработке сырья или организации использования сырья на действующем предприятии

Геометрические параметры разведочной сети на техногенных месторождениях не регламентируют и определяют на основании данных ревизионно-оценочных работ, в первую очередь, сведений о направлении и степени изменчивости состава горной массы.

Поверхностное залегание всех техногенных месторождений определяет ведущую роль при их разведке легких горных выработок — канав, расчисток, закопушек, шурфов. Тем не менее, широко используют также буровые скважины.

Выбор технических средств разведки определяют в каждом случае с учетом структуры пород, слагающих месторождение, степени его обводненности, характера поверхности и других факторов.

При разведке сухих отвалов на изначальных стадиях работ проходят закопушки глубиной до 1 м, мелкие шурфы и канавы, для чего наиболее рационально использовать, когда это технически осуществимо, экскаватор. В дальнейшем, если в этом есть необходимость, применяют проходку глубоких шурфов и бурение скважин.

Проходку глубоких шурфов на отвалах производят механизированным способом с применением шурфопроходческих машин. Во всех случаях требуется практически сплошное крепление стенок, что значительно усложняет и удорожает работы. Тем не менее, проходка глубоких турфов на многих сухих отвалах является наиболее информативным методом разведки, поскольку при бурении по обломочной горной массе часто не удается получить достаточно высокий выход керна.

Техногенное сырье, как правило, характеризуется низкими содержаниями полезных компонентов и требует для рентабельной переработки применения новых прогрессивных технологий, обеспечивающих наиболее полную утилизацию с минимальным ущербом для окружающей среды. В связи с этим оценка технологических свойств и разработка эффективных технологических схем комплексного использования сырья являются главной задачей изучения техногенных месторождений.

Испытание качества сырья осуществляют на всех стадиях геологоразведочного процесса и его принципиально не отличают от испытаний природного сырья аналогичного назначения.

К основным задачам, стоящим перед технологическими исследованиями при изучении техногенных объектов, относят:

-выявление принципиальной возможности промышленной переработки материала техногенного месторождения на рациональной экономической основе;

-выделение технологических типов и сортов минерального сырья, оценку возможности и экономической целесообразности совместной или раздельной отработки и обогащения сортов;

-разработку технических решений, обеспечивающих технико-экономические показатели переработки сырья за счет извлечения ценных компонентов, более полного использования его нерудной составляющей (в том числе повторно образующихся хвостов) и улучшения экологической обстановки.

Основные показатели качества техногенного минерального сырья в зависимости от направления его использования регламентируются нормативной документацией (ГОСТы, ТУ). Так, для получения достаточно прочной и высокопористой керамики необходимо, в частности, строго определенное соотношение некоторых породообразующих окислов (Аl2 O3. CaO, MgO и др.), называемое модулем плавкости; для кварцевых песков при содержании Si02 более 96% возможно их применение в стекольной промышленности, а при его меньшем количестве (90-96%) — как формовочных разных сортов (в зависимости от содержания глинистой и других составляющих). Пески с большим количеством примесей и менее выдержанные по гранулометрии могут использоваться только для производства стройматериалов.

Эколого-экономическая оценка техногенных месторождений

Оценку влияния геологоразведочных работ, добычи и переработки техногенного минерального сырья на окружающую среду производят в соответствии с Методическими указаниями к экологическому обоснованию проектов разведочных кондиций на минеральное сырье (ГКЗ, 1995г.) При изучении экономического обеспечения работ в этом случае учитывают следующие особенности техногенных месторождений:

— геологоразведочные работы на техногенное минеральное сырье всегда ведут в пределах промышленно освоенных зон. Поэтому фактически дополнительный ущерб от них менее значительный, чем от основного производства;

— в отличие от разработки природных месторождений, которая требует изъятия земель из хозяйственного оборота, разработка техногенных объектов, напротив, позволяет возвращать их в сельскохозяйственный оборот, под строительство и др.

На возможно более полное освобождение земель нацелена вся организация системы разработки и использования техногенного сырья. В связи с этим качество техногенного сырья, как и природного, оценивают в соответствии с Требованиями к комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых для дальнейшего максимального использования всей горной массы.

Процесс добычи и переработки техногенного сырья в конечном счете также оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду (пыление, испарение вредных веществ, нарушение режима и загрязнение поверхностных и подземных вод и пр.).

Геолого-экономическую оценку техногенных объектов, как и природных месторождений, осуществляют на всех стадиях их изучения согласно Временным методическим рекомендациям но геолого-экономической оценке промышленного значения месторождения твердых полезных ископаемых. Ее проводят в соответствии с законодательными и правительственными актами по рациональному и комплексному использованию недр и охране окружающей среды, положениями классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, временным руководством по содержанию, оформлению и порядку представления на государственную экспертизу технико-экономических обоснований (ТЭО) кондиций на минеральное сырье, требованиями к комплексному изучению месторождений, действующим законодательством в области экологии и охраны окружающей среды.

На стадии ревизионно-оценочных работ в случае установления на объекте достаточных скоплений техногенного сырья удовлетворительного качества и отсутствия очевидных оснований для отбраковки объекта составляют ТЭС о перспективах его освоения. На стадии разведки разрабатывают кондиции и выполняют ТЭО эффективности промышленного освоения месторождения.

Спецификой эколого-экономической оценки техногенных месторождений является то, что в расчетах учитывают экономический эффект от освобождения занятых отвалами (хранилищами) земель, улучшения общей экологической обстановки в районе, сокращения расходов на хранение, природоохранные мероприятия, компенсационные выплаты, штрафы и т.п.

Расчет эколого-экономического эффекта от освоения техногенного месторождения (Э) аналогичен оценке эффективности природоохранных мероприятий:

Э = Спр+(УО1-УО2)-3, (1.6)

где Спр -стоимость реализуемой товарной продукции;

УО1(2) — величины остаточного эколого-экономического ущербов до и после отработки техногенного месторождения;

3 — суммарные затраты на реализацию производства, включая природоохранные мероприятия.

В суммарные затраты относят капитальные (приведенные) и эксплуатационные затраты по всем производственно-технологическим стадиям изучения и освоения техногенного месторождения (разведка, добыча, транспортировка, закупка оборудования, переработка).

При переработке отвалов также учитывают затраты на рекультивацию высвобождаемых земельных угодий.

Эколого-экономический эффект освоения техногенного месторождения, являвшегося источником загрязнения окружающей среды, определяют прямым расчетом или методом экспертных оценок.

Одним из способов прямого расчета является суммирование затрат, связанных с хранением, удалением, обезвреживанием отходов, а также компенсационных выплат предприятия за ущерб от загрязнения окружающей среды, изъятия земель и за ущерб, наносимый сельскому хозяйству. При этом учитывают также приращение земельной ренты, которое определяют как разницу между ее значениями до ликвидации отвала и после.

Метод экспертных оценок определения эколого-экономического эффекта освоения месторождения заключается в использовании при расчетах затрат, производившихся где-либо ранее в аналогичных ситуациях. Его используют тогда, когда осуществить прямой расчет невозможно.

Техногенное минеральное сырье, находящееся в отвалах и хвостохранилищах горно-добычного или перерабатывающего предприятия, принадлежит недропользователю, разрабатывающему то или иное месторождение полезных ископаемых.

Для изучения и использования техногенного минерального сырья старых, заброшенных объектов необходимо получение лицензии в установленном порядке.

Одним из примеров практического применения ОВОС при использовании техногенных месторождений является разработка инвестиционного проекта Переработка отходов железосодержащих руд и рекультивация Черемшанского шламохранилища на Высокогорском ГОКе в районе Нижнего Тагила на Урале (14). Здесь для получения медного концентрата (до 5 тыс.тонн в год) из отходов обогащения железных руд (старые и вновь поступающие хвосты обогащения) планируется введение новой флотационной линии с производительностью 1.4 млн. т\год. При этом происходит освобождение Черемшанского пруда, который уже переполнен имеющимися хвостами. Ущерб от него выражается в разносе рудной пыли (до 40 т в сутки) и просачивании стоков с солями меди, магния, цинка и железа, органическими компонентами и взвеси в р. Черемшанка, загрязнении земель и вод водозабора города (водохранилища). Хвостохранилище должно быть сначала покрыто глинистым раствором против пыления, а по мере отработки хвостов подвергнуто биологической рекультивации. Остаточный ущерб от переработки хвостов пульпа с содержанием меди до 0.8 г\т, будет сбрасываться в отработанный карьер, откуда забирается вода для флотации. При этом водоснабжение является оборотным, вода в карьере предотвращает пыление, а после его заполнения будет произведена рекультивация поверхности. Для предотвращения пыления при отработке и транспортировке хвостов на фабрику предусмотрены также как их предварительное увлажнение, так и покрытие старой дороги битумом и ее поливка в летнее время. Для уменьшения опасности загрязнения вод выбраны другие менее токсичные и более эффективные флотационные реагенты, а также эффективные очистители стоков. Для предотвращения аварийных сбросов стоков намечена их транспортировка. Кроме этого, для защиты подземных вод намечена самотечная переброска стоков по специальной штольне в карьер, контроль шахтного водоотлива из подземных выработок под карьером, сброс излишков шахтных вод в соседние карьеры и установка противофильтрационных экранов. Предусмотрена остановка флотационной линии при появлении признаков аварийной ситуации по данным экологического мониторинга на базе лаборатории химического контроля. К числу таковых отнесены: превышение рН стоков более 11, отсутствие подачи активированного угля в очистные системы и другие. Контролируется превышение содержаний флотореагентов в стоках и грунтовых водах под карьером, предельный уровень его заполнения.

Проект был одобрен и принят к финансированию в 1996 г. в результате неоднократною прохождения процедуры ОВОС. Проект основывался на детальном анализе состояния окружающей среды в зоне Нижнего Тагила, где из-за выбросов производств (до 700 тыс. т в год) в почвах и водах установлено многократное превышение ПДК по ряду токсикантов. Затем был создан банк данных по экологическим требованиям и нормативам и произведена опенка альтернативных вариантов проекта.

Комплексность использования месторождений

Повышение комплексности использования месторождений за счет более полной отработки различных видов попутных полезных ископаемых и также извлечения сопутствующих компонентов позволит решить сразу несколько проблем:

— использование техногенных отходов;

— уменьшение экологического ущерба при отработке месторождений,

— повышение рентабельности горных предприятий и рыночной устойчивости проектов их разработки;

— увеличение занятости населения (дополнительные рабочие места).

Прогнозные расчеты показывают, что мобилизация резервов в этой области позволит уже в обозримой перспективе увеличить потенциал горнодобывающих и перерабатывающих отраслей примерно на 25% и при сравнительно небольших затратах получить значительный объем дополнительной продукции. Потенциал практически всех типов месторождений в этом отношении велик и будет возрастать по мере развития новых технологий (табл. 1). Иногда общая экономическая ценность сопутствующих превышает ценность основного компонента. Так, например, ценность попутно получаемой продукции медной промышленности составляет 40%.

За последние 20 лет содержание металлов в добываемых рудах основных типов снизилось на 30-50%. В ближайшем будущем ожидается дальнейшее снижение содержаний меди, никеля, вольфрама, молибдена в добываемых рудах на 30-40 %. Возрастет степень экологического ущерба окружающей среде, если уже в настоящее время при производстве чугуна 95-97% горной массы уходит в отвалы, а при получении меди -99,5%. При этом, соответственно, на 1т произведенного чугуна отвалы возрастают на 2-5 кв. м, а 1т меди — до 10 кв.м. Годовой объем отвалов вскрыши и вмещающих пород в России составляет 3 млрд.т, а объем хвостов — 500-600 млн.т.

Роль сопутствующих компонентов в повышении ценности руд (12)

In, W, Bi, ScPb, Zn, Cu, Ag

В настоящее время на основе новых технологий цветная металлургия извлекает более 10% общего количества меди, свинца и молибдена, получаемых из некондиционных руд. Однако, при переработке комплексных руд еще теряется более 15% меди, 50% цинка, 45% свинца и до 14% благородных металлов. В целом горно-металлургические предприятия помимо 12 основных металлов (Al, Cu, Ni, Co, Pb, Zn, W, Mo, Au, Hg, Sn, Sb) попутно извлекают еще 63 компонента. Это в основном редкоземельные и благородные металлы.

Приведенные данные свидетельствуют об острой уже в настоящее время проблеме создания малоотходных технологий в горно-обогатительном производстве. Наибольшее значение здесь должны иметь процессы обогащения как кондиционных, так и забалансовых руд и в перспективе всех техногенных отходов, а также геолого-технологическое картирование.

Геолого-технологическое картирование представляет собой комплекс геологических и технологических работ по выделению и изучению распределения на месторождениях технологических типов и сортов руды с определением показателей обогащения по сортам и участкам месторождения.

На стадии разработки месторождений комплексность использования включает:

-внедрение новых технологий и схем добычи для снижения потерь и

-использование вскрыши, отходов обогащения для получения продукции,

-внедрение технологии рециркулирования — использование вскрыши, отходов обогащения, сбросов сточных вод и выбросов в атмосферу для производственных нужд после обработки (очистки и возможного извлечения полезных компонентов).

В отдельных случаях предусматривается продажа отходов предприятиям, имеющим требуемые технологии переработки. В США распространена продажа предприятиями неиспользованной части лимитов выбросов и сбросов загрязнителей другим организациям, работающим на данной территории, для которой установлены эти лимиты.

Новым направлением совершенствования процессов обогащения в плане снижения количества отходов является развитие способов и средств направленного воздействия на компоненты рудной массы, позволяющего увеличить эффективность их последующего разделения. Основными способами такого воздействия в настоящее время являются следующие:

— термическая обработка (окислительный, восстановительный, сульфатизируюший, хлорирующий обжиг, спекание, плазменная обработка);

— механическая (или механо-химическая) активация;

— автоклавная обработка (при достаточно высоких температурах и давлениях);

— ультразвуковая и радиационная обработка;

— обработка сверхтонкими дисперсоидами.

Сочетание перечисленных способов воздействия на минеральные агрегаты с последующим разделением рудного сырья по максимально контрастным свойствам позволяет разрабатывать технологические схемы обогащения с наибольшим выходом полезных продуктов.

Так, усиление селективности адсорбции реагентов во флотационном процессе происходит при обработке пульпы ультразвуковыми, радиационными, электрохимическими и другими методами. Для электросепарации частиц производится предварительная электростатическая зарядка поверхности; при проведении радиометрической сепарации и флотации производится радиоактивация частиц. Градиент концентраций частиц может создаваться центробежными гравитационными силами (центрифугирование), магнитными, электрическими полями (электрофорез), применением мембранных технологий.

В настоящее время понятие безотходности производства и его оценка становится одной из ключевых проблем, тесно связанной с эколого-экономическими показателями отработки месторождений. Безотходным принято считать производство, при котором используется 89-90% сырья, малоотходным — 75-80%.

Существует значительное число показателей для количественной характеристики полноты использования природных ресурсов (1, 21). Наиболее общим из них является показатель рациональности :

где Qи — использованный объем ресурсов,

Qh — объем нарушенных (изъятых) ресурсов (остаточный ущерб). Более информативный с экономической точки зрения коэффициент комплексности определяется с учетом стоимости сырья:

Кк = (Цп/Цс) 100%, (3.6)

где Цп — ценность получаемой продукции,

Цс — суммарная ценность компонентов в рудах.

В экологическом отношении важен коэффициент безотходности :

Кб = (Му/Мо) 100%, (4.6)

где My — масса утилизируемых отходов (предотвращенный ущерб),

Мо — общая масса образующихся отходов.

Эколого-экономическая оценка комплексности отработки и применения новых технологий при эксплуатации природных (геогенных) месторождений осуществляется аналогично техногенным. При этом в расчет эколого-экономического эффекта (Э) от их применения входит стоимость дополнительно полученной продукции (Сдоп), суммарные затраты на ее получение (3) и величина предотвращенного эколого-экономического ущерба (Уэп):

Э = Сдоп + Уэп – 3 (5.6)

Степень безотходности горного производства оценивается комплексными показателями по следующим направлениям:

— использование вскрышных пород и отходов обогащения,

— утилизация сточных вод и отходящего воздуха (оборотные схемы, дополнительное извлечение компонентов при очистке),

— использование старых выработок как хранилищ отходов,

— потери и разубоживание.

Открытый способ разработки дает более 80% горной массы, извлекаемой из недр. Зато потери (балансовые запасы, остающиеся в недрах) здесь меньше (2-10%, на сложных месторождениях — до 20%). Разубоживание может, наоборот, быть выше (до 50% на рудных телах с невыдержанной морфологией).

Новые технологии в повышении селективности отработки определяются, прежде всего, раздельным взрыванием рудных и безрудных участков, буферным взрыванием на неубранную горную массу с оконтуривающим щелевым врубом, комбинированием вертикальных и наклонных скважин и другими схемами отбойки и отработки блоков.

Потери и разубоживание могут быть снижены при уменьшении высоты уcтупa, при развитии работ от висячего к лежачему боку, предварительной сортировке руд, а также повышении детальности геологической изученности месторождения.

Использование вскрышных пород и отходов обогащения для закладки старых выработок и снижения риска просадок может принести дополнительную прибыль за счет снижения остаточного экологического ущерба. Так, на одной из угольных шахт Руркола (Германия) дробленая масса пород и отходов закачивалась с цементирующим компонентом в выработки. Доход предприятия от этого мероприятия составил около 600 тыс. долларов.

Для уменьшения сброса шахтных вод может использоваться дренажная откачка по сети оконтуривающих скважин. Откачиваемые незагрязненные воды можно использовать для производственных целей или сбрасывать без платежей за загрязнение.

Шахтный воздух может быть использован для обогрева в зимних условиях на основе использования специальных теплосборников.

Примеры применения новых технологий

Примером рационального подхода к разработке и внедрению малоотходных технологий переработки сырья является схема обогащения россыпных руд одного из месторождений с получением пяти концентратов: ильменитового, рутилового, цирконового, дистен-силлиманитового, ставролитового, а часть отходов производства (формовочные пески) используется на металлургических предприятиях.

При отбойке, дроблении и измельчении молибденовых руд на Сорском месторождении молибденит легко выкрашивается и переходит в мелкие классы крупности. Это позволяет даже из пород внутренней вскрыши получить до 30% кондиционных руд.

Схема обогащения руд одного из редкометальных месторождений также обеспечивает высокую степень комплексности использования сырья – выход товарной продукции там проектируется на уровне 20% с получением молибденового, вольфрамового, медного, висмутового, бериллиевого концентратов, слюдяного, кварцевого и полевошпатового полупродукта.

Примером применения безотходной технологии производства в мировой практике является свинцово-цинковая обогатительная фабрика Янг (США), где 92,8 % объема руды переводится в товарную продукцию — свинцовый и цинковый концентраты и хвосты обогащения, которые используются в качестве стройматериалов и минеральных удобрений.

В штате Невада благодаря широкому применению кучного выщелачивания золота слабым раствором цианидов из бедных руд получен значительный прирост добычи, намного опережающий другие страны мира.

В Финляндии успешно применяется способ автоклавного выщелачивания ряда рудных компонентов из черных сланцев при очень низких содержаниях (Ni-0.26%, Cu-0.14%, Zn-0.53, Co-0.02%).

В течение многих лет из руд медистых сланцев месторождения Мансфельд в Германии извлекается 15 элементов.


Одним из наиболее ярких примеров применения новых технологий в переработке руд является комплексное использование оловосодержащего сырья, которое включает горно-обогатительный и металлургический переделы.

На стадии горно-обогатительного производства отходы здесь оказываются представленными пустыми породами, некондиционными рудами и хвостами обогатительных фабрик, складируемыми в специальные отвалы. Значительная часть пустых пород используется для отсыпки дорог и промплощадок, часть -для закладки горных выработок.

Объемы отвалов некондиционных оловосодержащих руд возрастают. Однако они могут быть успешно переработаны с применением современных методов рудоподготовки и предварительной концентрации. Исследованиями института ЦНИИолово и последующими испытаниями установлено, что значительная часть рудных отвалов может быть переработана с применением мельниц самоизмельчения, в которых без обогащения выделяется до 50 % отвальной (по олову — пустой) породы, пригодной для строительных целей, и 5% товарной руды, из которой можно извлечь около 70-80 % содержащегося там олова (1).

Некондиционные руды могут быть переработаны с применением осваиваемой в настоящее времяпокусковой рентгенорадиометрической сепарации. При этом может быть получено около 50 % пустой породы крупностью — 150+50 мм с использованием ее для отсыпки дорог, и столько же товарной оловянной руды, подлежащей обогащению. Так, при испытаниях на опытно-промышленной установке из рудных отвалов кварц-сульфидно-касситеритовых руд, содержащих 0,16% олова, во вторичные отвалы осталось 0,07% олова. Получен оловосодержащий промпродукт — 1,78 % олова. В целом из рудных отвалов извлекается около 20% товарной руды с содержанием олова 0,6-0,7 %. При этом, извлечение олова достигает 75-80% от его содержания.

С целью сокращения выхода хвостов для большинства оловосодержащих руд может быть применена предварительная концентрация в тяжелых средах, что обеспечивает выделение до 30-50% безрудной фракции, пригодной для строительных целей. Высокоэффективным может быть сочетание рассмотренных процессов самоизмельчения, обогащения в тяжелых средах ирадиометрической сортировки.

Практически из всех лежалых хвостов оловянных обогатительных фабрик таким образом можно рентабельно извлекать до 50 % содержащегося в них олова.

Созданные в России новые реагенты (флотол-7,8; аспарал-Ф) и сицергетные добавки в сочетании с новым гравитационным оборудованием (концентрационные столы с полимерными деками серии СКО и др.) позволяют решить главную задачу обогащения лежалых хвостов — извлечение касситерита из тонких и шламовых фракций. Для переработки лежалых хвостов, так же как и для руды, должны применяться развитые технологические схемы с глубоким измельчением, так как механическая перечистка продуктов с нераскрытыми минералами позволяет извлечь всего 10-15 % олова от его содержания.

Процесс фьюмингования (получение возгонов при высокотемпературной пламенной обработке) позволяет перерабатывать концентраты, полученные из лежалых хвостов обогатительных фабрик, с более низким содержанием в них олова (2-6 %) по сравнению с перерабатываемыми концентратами. Вновь образуемые хвосты (вторичные) уже пригодны для рекультивации, поскольку содержания рудных элементов в них близки к фоновым.

ЦНИИолово совместно с ИНХП РАН разработана технология переработки продуктов флотационной доводки концентратов по схеме:
диарсенирующий обжиг которая позволяет переводить мышьяк в товарные мышьяковистые возгоны и перерабатывать получаемые сульфидные огарки фьюмингованием. Обеспечивается выпуск дополнительной продукции — олова, свинца и висмута. Одновременно в два раза снижается выброс в атмосферу сернистого газа, и предприятие перестает закупать серу в виде колчедана (1).

Процесс деарсенизирующего обжига сульфидных материалов освоен в промышленном масштабе и производится в исчах кипящего слоя на воздушном дутье. Попадающий в возгоны мышьяк представлен в основном водонерастворимыми мало токсичными формами — металлической и сульфидной.

Получаемые в процессе фьюмингования оловосодержащие возгоны, в которые также вовлекается основная масса свинца, висмута, индия и других металлов-спутников, перерабатываются совместно с богатыми оловянными концентратами методом восстановительной плавки на железистые шлаки с извлечением олова в черновой металл. Железо, вольфрам и тантал попадают в шлаки, дорабатываемые методом фьюмингования. Получаемые при этом вольфрам- и танталсодержащие шлаки перерабатываются для дальнейшего извлечения из него указанных металлов.

Единственным отвальным продуктом схемы являются фыоминговые шлаки. Одновременно достигается повышение извлечения (в процентах): олова — на 1-1,5, свинца — на 40-50, висмута — на 20-25, индия — на 20-25, меди — на 15-20, вольфрама — на 25-30. При этом снижается расход электроэнергии на 20-30 % по сравнению с ранее применявшейся технологией электроплавки, а извлечение тантала достигает 90 %.

Фыоминговые шлаки, не содержащие вольфрама, тантала и других металлов, могут использоваться в строительстве промышленных сооружений, в цементной промышленности.

Восстановительная плавка концентратов и фьюмингвозгонов осуществляется по схеме,центробежного и вакуумного рафинирования.

Процессы и аппаратура для их реализации обеспечивают возможность рафинирования олова практически с любым исходным содержанием примесей и одновременно позволяют снизить себестоимость передела рафинирования по сравнению с традиционными схемами.

Таким образом, новые процессы очистки олова — восстановительная плавка и переработка промпродуктов фьюмингованием наряду с созданием практически безотходного производства в металлургическом переделе обеспечивают достижение высоких технико-экономических показателей переработки сырья, снижение потерь олова, ликвидацию затрат по очистке концентратов гидрометаллургическими методами и полностью исключают применение таких дорогостоящих реагентов, как магний, натрий, хлористое олово, жидкий хлор, соляная кислота. Одновременно резко снижается экологическая опасность загрязнений.

Освоение этого способа обеспечивает повышение извлечения из чернового олова сопутствующих металлов: висмута — с 10 до 97 %, сурьмы — с 10 до 35 %, меди — с 10 до 64 %. Извлечение свинца при этом достигало 97 %, индия -70 % от их содержания. Решение проблемы создания безотходной технологии в оловянной, промышленности наряду с организацией переработки твердых отходов и промпродуктов обогатительно-металлургического передела, содержащих ценные металлы, требует решения вопросов утилизации сернистого ангидрида, мышьяковистых и других видов отходов, образующихся при очистке стоков и газов.

Институтом химии Уральского научного центра РАН разработана и прошла успешные промышленные испытания сульфидная технология очистки сточных вод методом мокрой газоочистки. Это предотвращает выделение в атмосферу токсичных веществ. Затем сульфиды мышьяка и других металлов, осажденные из сточных вод, передаются на деарсенизирующий обжиг, что позволяет дополнительно извлекать в товарную продукцию мышьяк и олово, а также предотвратить образование арсенатсодержащих осадков, требующих специального захоронения. Очищенные таким образом сточные воды используются в обороте — сокращается забор воды и сброс сточных вод.

Технико-экономическим анализом определено, что в результате перевода обогатительно-металлургического передела оловосодержащего сырья в целом по подотрасли на безотходную технологию дополнительно может быть получено количество олова, равное объему его выпуска крупным, вновь построенным предприятием. Причем новое строительство потребовало бы в 10 раз больше капитальных вложений.

Внедрение новых технологий позволяет также расширять круг разрабатываемых месторождений. Возрастающая потребность сельского хозяйства в бесхлорных калийных и комплексных удобрениях обусловливает необходимость вовлечения в сферу промышленного производства новых, доинстоящего времени неперерабатываемых сульфатных калийсодержащих руд. И последние годы заметно увеличилась потребность сельского хозяйства и в магнийсодержащих удобрениях.

Практический интерес для производства бесхлорных калийных и комплексных магнийсодержащих удобрений представляют, в первую очередь, полигалитовые руды, содержащие сульфаты калия и магния в благоприятном дня сельскохозяйственных культур соотношении

Полигалит является тройной сернокислой солью калия, магния, кальция. В месторождениях полигалитовые залежи встречаются вместе с галитом, сильвином, ангидритом. Полигалитовые руды по распространенности и запасам занимают одно из первых мест среди калийных минералов. В настоящее время залежи полигалита, имеющие промышленное значение, обнаружены на территории России, Польши, США и ФРГ.

Известные способы переработки полигалитовых руд с получением комплексных не позволяют получать безбалластные удобрения и достигать высокой степени извлечения полезных компонентов из сырья. Поэтому до настоящего времени полигалитовые руды ни одного из известных месторождений не вовлечены в сферу промышленного производства. В течение ряда лет во ВНИИГалургии проводятся исследования, направленные на физико-химическое обоснование и разработку способов получения из полигалитовых рудNaK. NaKMg. NaPKMgудобрений. Результаты исследований нашли свое отражение в ряде конкретных схем, позволяющих использовать полигалитовое сырье с высокими технико-экономическими показателями.

Результатами исследований установлена возможность переработки образующихся галитовых растворов, а также сырых гипсовых отходов поизвестным и разработанным ранее во ВНИИГалургии технологическим схемам. Так, из галитовых растворов намечено получение поваренной соли пищевых и кормовых сортов и хлористого калия марки «К» первого сорта, а из сырого гипса — гипсового вяжущего материала, соответствующего требованиям стандарта. Гипсовый вяжущий материал может найти широкое применение при изготовлении перегородочных панелей, акустических и декоративных плит.

Таким образом, разработанные технологии получения концентрированных сложных удобрений из полигалитового сырья являются безотходными и предполагающими комплексное использование руды с высокой степенью извлечения полезных компонентов в готовые продукты, они не дают вредных выбросов в атмосферу. Разработан и технологический процесс, основанный на разложении сырья, содержащего, в частности, полигалит, лангбейнит, шенит, сингенит и т.д. фосфорной кислотой. Слепень извлечения полезных компонентов превышает 97% от их содержания.

Кроме приведенных примеров достаточно сложных процессов обогащения можно отметить и возможности традиционных методов переработки сырья для доизвлечения компонентов из руд. Так, получаемая на ряде карьеров песчано-гравийная смесь часто содержит россыпное золото (до десятков мг на тонну). Гравитационное обогащение с получением золота может быть экономически выгодным, учитывая большие объемы просеиваемых песков. Формовочные и строительные пески часто обогащены минералами титана и циркония, что также является потенциальным источником увеличения ценности получаемой продукции. Одними из наиболее перспективных, дешевых и быстро развивающихся направлений в создании экологически чистого (безотходного) комплексного использования минерального сырья являются биогеотехнологии, основанные на геохимической деятельности микроорганизмов.

Еще в XVI веке в Венгрии медь из руды получали путем орошения ее водой и выдерживания, что является аналогом современного метода кучного бактериального выщелачивания металлов из руд. В 1922 г. немецкие ученые Рудольф и Хсльброкнср теоретически показали возможность использования ряда бактерий для извлечения из руд U, Си, Cd. С 80-х годов ХХ-го столетия создаются условия для промышленного использования биогеотехнологии. Наиболее изучено в настоящее время бактериально-химическое выщелачивание сульфидных руд. Основу для этого процесса составляет окисление содержащихся в рудах сульфидных минералов тионовыми бактериями, которые широко распространены в биосфере. Они обитают в водоемах, почвах, угольных и рудных месторождениях. В условиях естественного залегания руд активность тионовых бактерий сдерживается отсутствием кислорода. При разработке месторождений минеральное сырье вступает в контакт с воздухом, в нем развиваются микробиологические процессы, приводящие к выщелачиванию металлов. Биотехнологические мероприятия позволяют этот процесс значительно ускорить.

Способностью переводить металлы в растворимые соединения (выщелачивание металлов из руд) обладают различные бактерии. Например, Thiobacillus ferroxydans выщелачивают железо, медь, цинк, уран и другие металлы, окисляя их серной кислотой, которая образуется этой бактерией из сульфида. Chromobaclerium violaceum растворяет золото по схеме Аи-Au(CN)2. Для извлечения меди, урана, никеля из бедных руд их обливают водой и собирают вытекающие продукты жизнедеятельности микроорганизмов — растворимые соединения (CuS04. U02 и т.д.). Метод бактериального выщелачивания позволяет рассматривать разработку бедных месторождений как экономически выгодное предприятие. В США бедные никелевые руды, содержащие всего около 1 кг Ni на 1 т породы, предполагают перерабатывать с применением бактериального выщелачивания (I).

Извлечение металлов из сточных вод эффективно с помощью микроорганизмов Citobacter.

Использование тионовых бактерий позволяет удалять сульфидную серу из углей с попутным извлечением из их минеральной части Ge, Ni, Zn, Be, V, Au, Cu, Cd, Pb. Mn.

Применение бактерий-мстанотрофов для дегазации угольных пластов весьма эффективно. Препараты наносят на стенки выработок и закачивают в угольный пласт через скважины. Это позволяет снизить на 60-70% количество метана в течение всего 2-4 недель. Метан превращается этими бактериями в углекислоту при обычной температуре.

Комплексность использования месторождений может быть повышена как на основе применения новых технологий переработки, так и рациональных способов добычи руд. Это позволяет избежать экологически опасного и экономически затратного процесса формирования техногенных месторождений, что достигается при добыче не только основного, но и попутных полезных ископаемых в едином технологическом процессе. При переработке извлекаются также сопутствующие полезные компоненты, а вредные примеси утилизируются, не нанося ущерба окружающей среде и, следовательно, не требуя дополнительных затрат на традиционные природоохранные мероприятия.

Попутные и сопутствующие полезные ископаемые

Попутное полезное ископаемое — это полезное ископаемое, добыча которого стала целесообразной только благодаря горным работам по извлечению основного вида полезного ископаемого.

Некоторые попутные полезные ископаемые могут добываться по той же технологической схеме, по которой производился основной процесс разработки (вскрыши или добычи) и не требует дополнительных затрат. Например, во вскрышной толще имеется довольно мощный слой песка, пригодного для строительных работ. Вскрышные работы производятся экскаваторами. В гаком случае песок (попутное полезное ископаемое) может непосредственно отгружаться экскаваторами в транспортные средства для доставки потребителю, а себестоимость добычи попутного полезного ископаемого (Сп) будет равна себестоимости вскрыши (Св).

Некоторые попутные полезные ископаемые для их добычи требуют дополнительных затрат. Гак, например, во вскрышной толще имеется слой песчаника, который добывается в качестве бутового камня. Для получения из песчаника товарного камня (бута) необходимы дополнительные затраты. В этом случае себестоимость попутного полезного ископаемого составит:

Сп = Св + Сдоп, руб/м 3. (6.6)

где Сдоп — дополнительные затраты для добычи попутного полезного ископаемого, руб/м. Если для добычи попутного полезного ископаемого необходимо произвести еще дополнительные вскрышные работы, себестоимость попутного полезного ископаемого составит:

Сп = Кв х Св\п + Сд, руб/м. ‘ (7.6)

где Св/п — себестоимость вскрыши попутного полезного ископаемого,

Кв — коэффициент вскрыши попутного полезного ископаемого, м /м ;

Сд — себестоимость собственно добычи попутного полезного ископаемого, руб/м».

Использование вскрышных пород позволяет сократить добычу сырья для производства щебня, извести, стекла, кирпича, керамических изделий, что обеспечивает экономию средств и позволяет сохранить земли, которые были бы нарушены деятельностью специализированных предприятий по добыче минерального сырья для строительных материалов.

На всех ГОКах Кривбасса действуют установки по производству щебня, годовая производительность каждой из них от 160 до 600 тыс.м. Общий объем производства щебня составляет более 2 млн. куб. м в год.

Из вскрышных пород железорудных карьеров Кривбасса кроме бутового камня и щебня можно получить из хлорито-серицитовых сланцев керамзит для заполнения легких бетонов; тальковые сланцы — для производства ситалов; глины, суглинки, пески — для кирпичной промышленности и заполнителей бетона.

На базе вскрышных пород железорудных карьеров КМА построены цементный и известковый заводы, завод по производству минеральных пигментов и силикатных изделий. Горнорудные предприятия КМА поставляют цементным, известковым заводам и другим организациям ежегодно свыше 5,5 млн. куб. м мела, около 1,5 млн. куб. м песка, около Iмлн. куб. м щебня и свыше 100 тыс. куб. м высокоглиноземной элювиальной глины. Однако использование вскрышных и вмещающих пород месторождений КМА в народном хозяйстве составляет не более 10%. Многочисленными исследованиями подтверждены возможность и экономическая целесообразность создания на базе использования вскрышных пород региона КМА новых мощностей по изготовлению щебня, песка, силикатного и глиняного кирпича, изделий из ячеистого бетона и других строительных материалов.

С целью более полного использования вскрышных пород на Лебединском ГОКе реконструируют дробильно-сортировочную фабрику (годовая производительность — 5 млн. м’ щебня), построен завод силикатного кирпича (100 млн. шт. в год), построен завод керамзитового гравия (174 тыс.м 3 в год), проектируют производство по классификации песков, строят завод тонкодисперсного мела и мела в качестве удобрения

В будущем предусмотрено производить керамические изделия, стеклоизделия и ситаллы. С учетом этого использование вскрышных пород достигнет примерно 15%.

Наиболее сложным этапом в развитии комплексного освоения месторождений обычно является начальный, требующий значительных капиталовложений в переработку сырья и поиск потенциальных заказчиков. Одним из примеров этого является Ангренское угольное месторождение в Узбекистане. В накопившихся вскрышных породах (9 млрд. куб. м) имеются каолиновые глины, кварцевые пески, опоки, известняки, мергели, галечники. Наиболее распространенными и важными являются каолины, которые можно использовать для огнеупорной, электроизоляторной, тонкокерамической, бумажной промышленности, а также для строительной керамики и цементной промышленности. Однако развитие глиноземного производства на базе ангренских каолинов сдерживается из-за необходимости привлечения значительных капиталовложений при сравнительно малой потребности по готовому продукту.

Вскрышные породы надугольной толщи Экисбастузского угольного бассейна представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами и углистыми породами. Породы содержат каолинит, гидрослюду, кварц, полевой шпат, сидерит и относятся к полиминеральному сырью с преобладанием каолинито-гидрослюдистого компонента. Промышленными испытаниями показана возможность использования вскрышных пород при производстве керамического кирпича марок 100-250. При замене кузнецких углей, используемых в качестве топливно-минеральной добавки, углистыми породами значительно улучшились формуемостъ глиномассы, снизились чувствительность к сушке, повысились прочность и морозостойкость.

Большинство месторождений полезных ископаемых являются комплексными, в которых кроме основных имеется большое число сопутствующих компонентов руб. Железным рудам сопутствуют Ti, V, Co, Ni, Сu, Аu, Рt, апатит, Ge, P, S, В, Та, Nb, Zr. В рудах некоторых месторождений железа содержание цветных и редких металлов больше, чем в месторождениях для добычи этих металлов. Медным рудам сопутствуют Zn, Mo, Pb, Fe, S, Au, Ag, Cd, Os, Se, Те, Bi, Ge; никелевым — Cu, S, Co, Au, Ag, Ge, Y, Se, Те; свинцово-цинковым — Cu, Sn, Bi, Ba, Au, Ag, S, Cd, In, Se, Те, Та, Ge; вольфрамо-молибденовым -Cu, Bi, S, Sn, Au, флюорит, Pb, Ba, Zn, Ag, Au, Re, Sc, Be, Se, Те, Ge; оловянным — Cu, Pb, Zn, W, Bi, S, Ag, In, Cd, Ge.

На Балхашском горно-металлургическом комбинате из 15 полезных компонентов в медной руде 14 извлекаются в товарную продукцию (медь, молибден, рений, свинец, железо, никель, кадмий, селен, теллург, висмут, осмий и др.). Однако комплексное использование руд цветных металлов недостаточно, еще теряется около 15% меди, 50 — цинка, 45 — серы, 13-14% благородных металлов.

В Кольском филиале РАН выполнены исследования по комплексному использованию апатито-нефелиновой руды, содержащей около половины элементов менделеевской таблицы. Получены результаты, позволяющие приблизиться к почти безотходной переработке этого ценного сырья. Если при полном извлечении апатита и частичном нефелина коэффициент использования руд не превышает 65%, то при переработке всего нефелина он повышается до 82%.

Отходы обогащения полезных ископаемых находят широкое применение в народном хозяйстве. Имеются значительные резервы для расширения их использования, так как ежегодные объемы отходов обогащения огромны. Только на ГОКах Кривбасса свыше 70 млн. тонн отходов обогащения ежегодно сбрасывается в шламохранилища.

Классифицированные отходы обогащения ГОКов Кривбасса крупностью 0,14 мм могут быть использованы в качестве заполнителя для приготовления тяжелого бетона, строительных растворов, ячеистых силикатных бетонов, асфальтобетонов, для получения силикатного кирпича, для основания дорог. Тонкодисперсная часть отходов (крупностью менее 0,14 мм) эффективно может быть использована для получения многих видов силикатных материалов. По крупности шлаки можно отнести к группе мелких песков, объемная и удельная масса которых выше, чем у мелкозернистых природных нерудных материалов. Это сказывается на увеличении объемной массы строительных растворов и бетонов. Для более эффективного использования шлаков их фракционируют с помощью гидравлических классификаторов.

На базе шлаков обогатительной фабрики Оленегорского ГОКа работает завод силикатного кирпича с годовой производительностью 80 млн. шт. С понижением содержания железа в исходном материале улучшается качество кирпича: уменьшается его плотность, повышаются звукоизоляционные свойства, снижается расход извести. Железо в шлаках присутствует в основном в виде свободных зерен. Это дает возможность извлекать его полиградиентной сепарацией.

В угольной промышленности углесодержащие (15-20%) отходы являются эффективным сырьем для различных отраслей промышленности. Они позволяют резко сократить расход топлива и традиционного сырья при производстве строительных материалов, глинозема сернокислого алюминия, кремнеалюминиевых сплавов, карбидкремниевых и других огнеупорных и кислотостойких материалов. Наибольшее количество отходов углеобогащения (около 20-25 млн. т в год) может быть применено для производства аглопорита (пористого заполнителя легких бетонов) и строительной керамики.

Наибольшее промышленное применение получил процесс обогащения углеотходов с выделением из них кондиционного угля. С этой целью применяют сепараторы оригинальной конструкции (песковые и крутонаклонные), дающие ежегодно свыше 1 млн. т дополнительного топлива. Разработан метод выделения из углей кондиционного серного колчедана, используемого вместо ипритного концентрата при производстве серной кислоты. Извлечение сопутствующих компонентов с использованием новых технологий нередко становится значительно ниже их потребительской стоимости. Кроме этого, комплексное геологическое изучение и многоцелевое использование месторождений на основе применения новых технологий добычи и переработки полезных ископаемых позволит уже в ближайшем будущем значительно уменьшить расходы по охране окружающей среды.

Меню

Методическое руководство по изучению и оценке техногенных минеральных объектов, представляемых на государственную экспертизу недр

приказом Министра энергетики

от «___»_________2008 года №____

Методическое руководство по изучению и оценке

техногенных минеральных объектов, представляемых

на государственную экспертизу недр

1. Методическое руководство по изучению и оценке техногенных минеральных объектов, представляемых на государственную экспертизу недр, разработано в соответствии с Законом Республики Казахстан “О недрах и недропользовании”, приказом Ответственного секретаря Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 21 января 2008 года № 20-к «Об утверждении положений комитетов Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан» и постановлением Правительства Республики Казахстан от 21 января 2000 года № 108 «Об утверждении Правил предоставления права недропользования в Республике Казахстан».

2. Методическое руководство содержит общие сведения о горнопромышленных отходах и техногенных минеральных образованиях, областях применения техногенного минерального сырья, комплексном использовании техногенных минеральных образований, краткую характеристику техногенных минеральных объектов и возможного негативного воздействия их на окружающую среду.

В данном методическом руководстве не рассматривается характеристика техногенных минеральных объектов радиоактивных руд.

3. В методическом руководстве рассмотрены методика изучения и оценки техногенных минеральных объектов, методические основы проведения геологоразведочных работ, подготовки техногенных минеральных объектов к промышленному освоению, геолого-экономической и экологической оценки техногенных минеральных объектов.

4. При изучении и оценке техногенных минеральных объектов в Республике Казахстан недропользователям рекомендуется использовать основные положения настоящего методического руководства.

2. Общие сведения о техногенных минеральных объектах и области применения техногенного минерального сырья

5. Техногенные минеральные объекты (далее – ТМО) – скопления

техногенных минеральных образований на поверхности Земли и в специальных хранилищах, по количеству и качеству содержащегося минерального сырья пригодные для промышленного использования. ТМО характеризуются различными количественными параметрами и качественными свойствами, условиями и временем образования, экологическим воздействием на окружающую среду.

Техногенные минеральные образования представляют собой скопления минеральных образований, горных масс, жидкостей и смесей, содержащих полезные компоненты, являющиеся отходами горнодобывающих, обогатительных, металлургических и других видов производств.

Техногенные минеральные образования, которые по количественным, качественным, технологическим и технико-экономическим показателям обеспечивают возможность и экономическую целесообразность их промышленного освоения, относятся к техногенным месторождениям полезных ископаемых.

Техногенные минеральные образования представляют собой горнопромышленные отходы (далее – ГПО) в горнодобывающей, металлургической, топливно-энергетической и химической промышленностях. Они характеризуются сложным внутренним строением, различаются по плотности, крупности обломков, вещественному составу, содержанию полезных компонентов и технологическим свойствам минерального сырья. Основная масса ГПО в Казахстане образуется в горнодобывающих предприятиях (72,5%) при вскрышных и горнопроходческих работах, значительно меньше при обогащении (25,7%) и металлургическом переделе (1,8%). При этом наибольший объем ГПО в металлургической промышленности приходится на цветную металлургию. Техногенные минеральные образования золоторудных и редкометалльных предприятий значительно уступают объемам техногенных образований цветной и черной металлургии, но отличаются относительно более высокими содержаниями полезных компонентов (золото, вольфрам, бериллий, литий и другие).

Высокие темпы добычи и переработки минерального сырья привели к образованию большого количества ГПО. На предприятиях горнопромышленного производства Казахстана в отвалах и хвостохранилищах находится более 20 миллиардов тонн (далее – млрд.т) техногенных минеральных образований. Ежегодно накапливается около 1млрд. т техногенных минеральных образований. Уровень использования ГПО в настоящее время является низким (не более 10%). Техногенные минеральные образования используются в количестве 2-3% от ежегодного поступления в отвалы.

ГПО обогатительных фабрик и металлургических заводов требуют специальных инженерных сооружений для хранения, а сами отходы содержат не только полезные, но и вредные компоненты, которые оказывают негативное влияние на окружающую природу и здоровье человека. Это приводит к росту затрат на хранение, утилизацию и обезвреживание отходов, выплат за ущерб от загрязнения окружающей среды и изъятия земель сельского хозяйства.

ТМО занимают значительные земельные площади и являются источником пыле – и газовыделений, токсичных образований, загрязняют атмосферу, почву, поверхностные и подземные воды, оказывают негативное воздействие на окружающую природную среду. Геолого-экономической оценке ТМО предшествует оценка экологического состояния и возможных изменений природной среды, связанных с его разработкой. Геологоразведочные работы на ТМО рекомендуется проводить только при условии положительной оценки экологической экспертизы.

6. При крупномасштабных разработках месторождений открытым и подземным способами в ГПО попадает значительная часть промышленного минерального сырья. Технологические потери полезных ископаемых предусматриваются проектами горнодобывающих предприятий и составляют от 10-15% разведанных запасов на месторождениях простого геологического строения до 30-50% на месторождениях сложного строения. При обогащении руд в концентраты извлекаются 75-85% основных и 50-80% сопутствующих компонентов, остающаяся их часть теряется и складируется в отвалах (хвостах) обогащения. При металлургическом переделе извлечение основных компонентов из концентратов в черновую продукцию составляет 80-95%, остальные теряются и складируются в отвалы металлургических шлаков. В результате в техногенных минеральных образованиях предприятий накапливаются столько неизвлеченных полезных компонентов, что их количество соизмеримо с запасами природных месторождений полезных ископаемых. Следует отметить, что на отдельных предприятиях цветной металлургии Казахстана сокращаются запасы высококачественных руд, ухудшаются горногеологические условия отработки месторождений, частично освобождаются мощности на обогатительных фабриках и металлургических заводах. В этих условиях вовлечение в переработку и интенсификация использования техногенных минеральных образований являются важным резервом повышения эффективности горнопромышленного производства.

Специфические свойства ГПО позволяют рассматривать их не только как заменители природного минерального сырья, но и как новые нетрадиционные полезные ископаемые. В зарубежных странах расширяется использование техногенных минеральных образований горнопромышленного производства и этому способствует комплексное использование техногенного минерального сырья.

7. Промышленное значение ТМО зависит от их вещественного состава и продолжительности хранения. Среди ГПО выделяются отходы текущего выхода и отходы консолидированные – древние (старые) и активные (пополняемые).

Отходы текущего выхода сохраняют первичные физико-механические свойства и химический состав. Они могут поступать к потребителю, минуя все

другие стадии (складирование и прочие). Качественные, количест-венные, горнотехнические и технико-экономические параметры значительной части текущих и активных (пополняемых) отходов известны, что позволяет дать оценку их пригодности для промышленного освоения.

Консолидированные древние отходы характеризуются изменением первичных физико-механических свойств и химического состава, как правило, засорены бытовыми отходами и металлоломом. Поэтому эти отходы, если и являются перспективными для промышленного использования техногенного минерального сырья, почти всегда требуют дополнительного геологического изучения.

Подразделение техногенных минеральных образований по времени их формирования также необходимо потому, что на протяжении многолетней деятельности предприятий в связи с изменением экономики и конъюнктуры минерального сырья, совершенствованием техники добычи и технологии переработки руд изменялись кондиции при разработке месторождений, извлечение основных и сопутствующих полезных компонентов при обогащении и металлургическом переделе.

8. Вещественный состав и физико-механические свойства ГПО зависят от условий их образования. Следует отдельно рассматривать отходы добычи (вскрышные и рудовмещающие породы) и переработки (обогащения, металлургического и химического переделов).

Литолого-минеральный состав и физико-механические свойства скальных вскрышных и рудовмещающих пород сходные и характеризуются стабильностью состава. По данным геологоразведочных работ можно дать оценку и характеристику техногенного минерального сырья. В качестве минерального сырья обычно рассматриваются вскрышные породы карьеров, которые по качественному составу близки к породам традиционных видов нерудного строительного сырья. Рудовмещающие породы горнопроходческих работ в основном используются как закладочный материал выработанного пространства подземных выработок и для засыпки карьеров.

Отходы обогатительных фабрик и металлургических заводов отличаются нестабильностью и неоднородностью состава. При совместном складировании различных по химическому составу и физико-механическим свойствам пород и руд, их перемешивании, окислении и выщелачивании при длительном хранении они подвергаются значительным изменениям. Металлургическое производство характеризуется большим разнообразием отходов, различающихся между собой не только технологическим способом образования, но и качественным составом.

9. Техногенное минеральное сырье подразделяют на две группы:

1) техногенное минеральное сырье сходное по вещественному составу и свойствам с природным минеральным сырьем. Оно представлено вскрышными и рудовмещающими породами, отходами сухой переработки и сухого обогащения полезных ископаемых. Это техногенное сырье используется практически в тех же направлениях, что и природное минеральное сырье. Качественную оценку его производят по методикам, разработанным для природного минерального сырья;

2) техногенное минеральное сырье, существенно отличающееся от природного минерального сырья, представлено отходами мокрых способов обогащения, металлургическими шлаками, шламами химических заводов, золошлаковыми отходами тепловых электростанций. Это техногенное сырье отличается по вещественному составу и физико-механическим свойствам от природного минерального сырья.

10. Техногенные минеральные образования могут использоваться для извлечения полезных компонентов, в качестве строительных материалов, минеральных удобрений и для других целей (Приложение 1). Они различаются по размеру обломков, физико-механическим свойствам, химическому составу и содержанию полезных компонентов, что определяет различные направления их использования.

Для промышленного освоения наибольший практический интерес представляют отходы обогащения и металлургического производства, в которых содержатся цветные, редкие и благородные металлы. При этом необходимо комплексное использование техногенного минерального сырья с одновременным или последовательным извлечением основных и попутных компонентов, а также применение безотходной технологии переработки шлаков и шламов.

Отходы обогащения руд, металлургические шлаки и шламы в основном применяют в качестве рудного сырья. Оценка их как источника извлечения металлов принципиально не отличается от соответствующей оценки природного рудного сырья.

В качестве горнотехнического сырья используют хвосты обогащения, металлургические шлаки, золошлаковые отходы тепловых электростанций (далее – ТЭС), отходы химической промышленности. Они применяются для доизвлечения ценных компонентов (барита, асбеста, графита, флюорита, слюд, талька, полевых шпатов и других) и производства флюсовых, формовочных, огнеупорных материалов и стекольных изделий.

Оценку качества техногенного минерального сырья как источника доизвлечения ценных компонентов регламентируют нормативными документами на соответствующие виды природного горнотехнического сырья.

Возможности использования ГПО как сырья для производства флюсовых, огнеупорных, формовочных материалов и стекольных изделий устанавливают испытаниями и оценкой качества полученных материалов и изделий по действующим нормативным документам.

В качестве агрохимического сырья ГПО используют для доизвлечения ценных компонентов (апатита, фосфорита), а также для производства мелиорантов. Оценку качества отходов как фосфатного сырья регламентируют нормативной и технической документацией на природное сырье.

Для мелиорантов утилизируют отходы, содержащие карбонаты кальция, магния, а также другие ценные компоненты и микроэлементы. К ним относятся золошлаковые отходы ТЭС, металлургические шлаки (сталеплавильные, ферросплавные, феррохромовые, медеплавильные, доменные), отходы обогащения некоторых металлических полезных ископаемых, хвосты гравитации угля, нефелиновые шламы, фосфогипс, горелые породы. Качество техногенного минерального сырья, используемого для мелиорации почв, регламентируют нормативной и технической документацией, которая соответствует ГОСТу 4.77-82 “Минеральные удобрения. Номенклатура показателей”, а содержания вредных примесей – предельно допустимыми концентрациями (далее – ПДК).

Сталеплавильные шлаки могут использоваться в качестве основного флюса. Как кислый флюс могут применяться хвосты мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов.

На основе нефелинового шлама возможно получение огнеупорных изделий. Разработаны технологии получения высокоглиноземистых огнеупоров на основе хвостов гравитации угля, производства огнеупоров из феррохромовых шлаков и хвостов обогащения хромовых руд.

Для получения формовочных материалов пригодны хвосты флотации фосфоритовых руд. Разработана технология обогащения хвостов флотации фосфоритовых руд с получением кварцевого песка для стекольной промышленности, пригодного для получения листового стекла, стекловолокна, стеклопластиков. Возможно также получение сортового стекла и стекловолокна из отходов мокрого обогащения каолинов.

ГПО широко используют в строительной индустрии. Одной из наиболее перспективных областей использования техногенного минерального сырья в строительстве является производство портландцементов, а также гипсовых и других вяжущих веществ.

Нормативные документы регламентируют ограничения по качеству отходов для производства цемента, и основные показатели, характеризующие это сырье.

Как основное сырье при производстве гипсовых вяжущих веществ могут применяться фосфогипс, борогипс, фторгипс.

Для производства цементов также установлена возможность использования ряда других промышленных отходов: ферросплавных и никелевых шлаков, отходов углеобогащения и горелых шахтных пород, хвостов флотации некоторых руд цветных металлов.

Техногенное минеральное сырье (доменные шлаки, отходы флотации руд) в строительной индустрии применяют для производства бетонов, строительных растворов и силикатных изделий. Отходы флотации руд, хвосты мокрой магнитной сепарации, а также отходы гравитации угля и горелые породы можно использовать в качестве мелких заполнителей. Вскрышные породы могут применяться для производства из них щебня и в качестве наполнителя бетонов.

Техногенное минеральное сырье, в частности, шлаки, отходы углеобогащения, золошлаковые отходы ТЭС, хвосты обогащения, широко применяют в дорожном строительстве.

ГПО используют для засыпки карьеров, отсыпки дамб хвостохранилищ, при дорожном строительстве, при производстве закладочных и строительных материалов.

Техногенное минеральное сырье имеет широкие возможности использования в производстве керамических строительных материалов и пористых заполнителей. Для изготовления керамических материалов применяется сырье, качество которого определяется действующими нормативными и техническими документами, а также технологической документацией.

Для производства искусственных пористых заполнителей применяют золошлаковые отходы, углеотходы, металлургические шлаки. Из них получают керамзитовый и аглопоритовый гравий, керамзитовые, аглопоритовые и шлакопемзовые щебень и песок, качество которых регламентирует ГОСТ 9757-90 «Гравий, щебень и песок искусственные пористые». Все виды сырья, применяемого для производства пористых заполнителей, обеспечивают получение изделий с характеристиками, заданными указанным ГОСТом, и соответствуют действующим нормативным и техническим документам.

В производстве кирпича наиболее перспективно использование золошлаковых отходов (золы – уноса), которые по вещественному составу близки к глинистому сырью. Широко применяют в производстве кирпича, главным образом, в качестве топливной добавки, углеотходы. Последние также используют как добавку, улучшающую технологические свойства основного сырья, и как основное сырье для производства кирпича без глины.

Производство изделий из шлаковых расплавов является перспективным направлением использования ГПО. Из них получают шлаковую пемзу (термозит), шлаковую вату, а также литые изделия. Шлаковую пемзу производят из расплавленных доменных шлаков при быстром их охлаждении. Шлаковую вату изготавливают из щебня и щебеночно-песчаной смеси, получаемой из доменных шлаков, качество которой регламентирует ГОСТ 18866 -93.

Специальными нормативными и техническими документами регламентируют качество техногенного сырья для производства литых изделий шлако а также используемому для производства наполнителей резинотехнических изделий, пластмасс и новых видов строительных материалов.

Номенклатура горнопромышленных отходов Казахстана в различных отраслях промышленного производства приведена в Приложении 2.

3. Классификация техногенных минеральных объектов

11. Классификация ТМО проводится на основании следующих признаков:

1) принадлежность техногенных минеральных образований к определенным отраслям промышленности и предприятиям горнопромышленного производства;

2) способы формирования, физико-механические свойства и состояние техногенных минеральных образований;

3) геоморфологическое положение ТМО и морфология техногенных залежей минерального сырья;

4) время формирования техногенных минеральных образований;

5) области применения техногенного минерального сырья.

12. Техногенные минеральные объекты по принадлежности к определенным отраслям промышленности, предприятиям горнопромышленного производства и способам формирования представлены пятью типами (Приложение 3):

1) техногенные минеральные объекты горнодобывающих предприятий (отвалы вскрышных и рудовмещающих пород). На горнорудных предприятиях, где высок удельный вес открытых горных работ, находится большая часть отвалов вскрышных работ. Среднегодовой выход пород при открытых и подземных способах разработки месторождений в Казахстане составляет около 150 миллионов тонн (далее – млн.т), из которых более 97% приходится на вскрышные породы открытых горных работ и 2-3% на отвальные породы при проходке стволов шахт и подземных горных выработок. Ограниченный объем пород, выдаваемых на поверхность при подземном способе отработки месторождений, объясняется тем, что основная масса рудовмещающих пород используется в качестве закладочного материала.

Отвалы вскрышных и рудовмещающих пород формируются вблизи месторождений. По геоморфологическому положению и морфологическим особенностям это высотные одно- и многоярусные отвалы. Они представлены возвышенными до 40-60 метров(далее реже эти отвалы образуются в природных депрессиях и отработанных карьерах. Гранулометрический состав отвальных пород самый различный. В сухих отвалах преобладают размеры обломков 100-150 миллиметров(далее – мм) и более, в гидроотвалах – частицы 0,5-1,0 мм. По физико-механическим свойствам они представлены раздробленными скальными и рыхлыми горными породами различного состава. Изменения горной массы происходят при разрушении сплошности и перемешивании горных пород при добыче, транспортировке и складировании. По способу образования среди отходов горнодобывающих предприятий наиболее широко распространены сухие отвалы. Внутреннее строение этих отвалов определяется последовательностью складирования пород. Отвалы вскрышных и рудовмещающих пород неоднородны по вещественному составу и физико-механическим свойствам. Они часто состоят из пород разного состава и представляют собой общие отвалы валового складирования. Гравитационная дифференциация обломков пород в сухих отвалах незначительна. Закономерности формирования и внутреннего строения отвалов нередко нарушаются в результате различных деформаций (оползни и другие). При гидродобыче в процессе перемыва и переотложения горной массы происходит механическая дифференциация обломочного материала пород по размеру и плотности.

На горнодобывающих предприятиях, где не проводится раздельное складирование различных по составу и физико-механическим свойствам горных пород, в отвалах смешиваются скальные и рыхлые, в том числе глинистые породы, что приводит к потере качества техногенного сырья.

Забалансовые и некондиционные руды при разработке месторождений обычно оставляются в недрах. В тех случаях, когда это невозможно сделать, они попутно извлекаются и складируются в спецотвалы. В отвалы попадают и разубоженные при добыче руды. На отдельных горнодобывающих предприятиях вместе складируют пустые породы, забалансовые и разубоженные руды в общие породные отвалы, и тем самым рудное сырье теряет промышленную ценность.

ГПО безрудных вскрышных и рудовмещающих пород характеризуются низким содержанием полезных компонентов и могут использоваться в качестве строительных материалов;

2) техногенные минеральные объекты обогатительных фабрик. Они формируются на некотором расстоянии от них от 1 до8 километров(далее -км) и представляют собой отвалы (хвосты) обогащения. Характерной особенностью применяемых способов обогащения руд является не только производство товарной продукции (концентрата), но и накопление большого количества техногенных минеральных образований, которые складируются в хвостохранилищах.

По способу образования выделяются ТМО, приуроченные к сухим отвалам, гидроотвалам, хвосто- и шламохранилищам, комбинированным отвалам.

При сухой переработке и обогащении полезных ископаемых руды и вмещающие породы подвергаются дроблению и сортировке по размеру и плотности. Образующиеся отходы переработки песчано-гравийных отложений, строительного камня, флюсовых известняков и кварцитов, хвосты обогащения асбестовых руд, слюдяных и керамических пегматитов, хвосты сухой магнитной сепарации железных руд и другие представлены обломочной массой, в которой присутствуют крупные обломки и тонкообломочный материал. По вещественному составу и физико-механическим свойствам отходы сухой переработки и обогащения сходны с вмещающими горными породами и природными образованиями полезных ископаемых.

Отходы обогащения углей образуют сухие отвалы при гравитационном обогащении и гидроотвалы при флотационном. Основным методом переработки углей является гравитационное обогащение. Минеральный состав отходов углеобогащения определяется составом вмещающих пород. По вещественному составу и свойствам к отходам углеобогащения близки шахтные породы. Характерной особенностью углеотходов и отходов обогащения шахтных пород является присутствие остаточного угля. Отходы гравитационного обогащения углей и шахтные породы складируют в общем терриконе. Породы сухих отвалов в процессе самовозгорания подвергаются глубоким изменениям, в результате которых образуются горелые породы и шлаки, существенно отличающиеся от исходных пород. В гидроотвалах тонкодисперсный органический материал подвергается окислению и химическим преобразованиям под воздействием гуминовых кислот и флотореагентов. В результате этих процессов в гидроотвалах формируется илоподобная пластичная масса, сложенная главным образом смесью глинистого и разложенного органического вещества.

Отходы (хвосты) мокрых способов обогащения полезных ископаемых, как правило, существенно отличаются от природных полезных ископаемых по вещественному составу и физико-механическим свойствам. Мокрое обогащение применяют при переработке руд черных и цветных металлов, угля, многих видов горнотехнического и химического минерального сырья. Отходы мокрого обогащения поступают в виде пульпы, твердая фракция которой представлена мелко но без дополнительной сушки влажность отходов обогащения редко снижается более чем до 30%.

Гидроотвалы viagra online и хвостохранилища формируются в естественных депрессиях и пониженных частях рельефа (долинах, котловинах, оврагах), а также в искусственных впадинах (карьерах) и в специально подготовленных хранилищах с помощью ограждающих дамб. Хвостохранилища занимают площади до нескольких квадратных километров. Мощность хвостов обогащения составляет первые метры, а в глубоких депрессиях – до десятков метров. Гидроотвалы и хвостохранилища имеют плоскую верхнюю поверхность, а нижняя граница определяется рельефом дна хранилища. Внутреннее строение гидроотвалов и хвостохранилищ характеризуется зональностью, состав и мощность зон определяются составом пульпы, режимом и продолжительностью ее поступления. Внутреннее строение отвала осложняется одновременным поступлением пульпы разного состава.

Формирование хвостохранилищ обогатительных фабрик обычно происходит длительное время, в течение которого изменяются качество перерабатываемых руд, содержание в них ценных компонентов, извлечение полезных компонентов, их потери и содержания в хвостах.

Гидроотвалы и хвостохранилища в различной степени обводнены. Различают ТМО обводненные, влажные и сухие (осушенные).

Комбинированные отвалы образуются при сочетании гидравлического и сухого способов формирования. Внутреннее строение таких отвалов сложное.

Хвосты обогащения представлены пространственно разобщенными пластообразными, линзовидными и неправильной формы техногенными залежами. Распределение полезных компонентов в них неравномерное. Формирование зон повышенной концентрации полезных компонентов происходило как в процессе складирования, так и под воздействием более поздних процессов перераспределения за счет окисления и выщелачивания.

3) техногенные минеральные объекты металлургии. Они располагаются вблизи металлургических заводов и представлены шлаками. Металлургические шлаки отличаются по технологическим способам их производства и по составу.

По физическому состоянию отвальные шлаки металлургического производства подразделяются на гранулированные и литые. Гранулированные шлаки представляют собой мелкозернистый материал (2-5 мм), сыпучий, транспортабельный. Литые шлаки – застывшая аморфная масса горных пород с характерными трещиноватыми корками, для транспортировки их требуется предварительное дробление.

Металлургические шлаки образуют высотные отвалы конической и гребневидной формы высотой десятки метров, сложенные литыми или гранулированными шлаками.

По химическому составу шлаки металлургического производства весьма разнообразны, что определяется составом перерабатываемого минерального сырья. Они представляют собой многокомпонентные смеси породообразующих оксидов кремния, алюминия, кальция и железа, близкие по химическому составу к магматическим породам среднего медные, свинцовые и другие) образуются при производстве меди, никеля, свинца, цинка, олова и других цветных металлов. Характерной особенностью этих шлаков является значительное содержание в них полезных компонентов (меди, свинца, цинка, благородных металлов, редких и рассеянных элементов).

В черной металлургии общее количество техногенных минеральных объектов значительно меньше, чем в цветной металлургии.

В черной металлургии образуются доменные, сталеплавильные и ферросплавные шлаки.

Доменные шлаки представляют наибольшую ценность как техногенное минеральное сырье. Они получаются при выплавке чугуна из железных руд и обладают гидравлической активностью – способностью к самостоятельному водному твердению, которая возрастает в процессе быстрого охлаждения шлаков и приводит к грануляции.

Сталеплавильные шлаки бывают мартеновские и конвертерные. Химический состав мартеновских шлаков зависит от производимых марок стали и периода плавки. Мартеновские шлаки характеризуются высоким содержанием железа. Конвертерные шлаки кислородного процесса подобны мартеновским.

Ферросплавные шлаки (шлаки производства марганцевых и хромсодержащих сплавов) и шлаки цветной металлургии характеризуются различным химическим составом, зависящим от состава перерабатываемого минерального сырья и технологии металлургического процесса.

Среди шлаков металлургического производства наибольший практический интерес представляют шлаки цветной металлургии, в которых отмечаются повышенные содержания основных и попутных полезных компонентов. Ферросплавные шлаки черной металлургии представляют собой комплексное минеральное сырье, в котором практический интерес имеют хромсодержащие и марганцевые сплавы. Важное значение имеет организация комплексной переработки этих шлаков;

4) техногенные минеральные объекты химической промышленности. Они представлены бокситовыми и нефелиновыми шламами, борогипсом, фосфогипсом и фторогипсом. Наибольший практический интерес в качестве техногенного минерального сырья представляют бокситовые, нефелиновные шламы и фосфогипсы.

Бокситовый (красный) шлам – это отвальный продукт переработки боксита на глинозем. Он представляет собой химическое соединение, состоящее из силикатов кальция и натрия, оксидов и гидрооксидов железа.

Нефелиновый (белитовый) шлам образуется при производстве глинозема из нефелина. Основной компонент этого шлама – двукальциевый силикат.

Гипсосодержащие отходы (фосфогипс, борогипс, фторогипс) представляют собой побочный продукт производства минеральных удобрений и химической промышленности.

Фосфогипс – основной вид отходов при химической переработке апатитовых и фосфоритовых руд сернокислотным способом на ортофосфорную кислоту и минеральные удобрения. Он представляет собой гипс, загрязненный химическими соединениями фосфора.

Фторогипс образуется в качестве попутного продукта в производстве плавиковой кислоты. Отходы получают при производстве фтористого водорода и фтористых солей взаимодействием флюорита с серной кислотой.

Борогипс – основной вид отходов при http://pharmacyonline4better.com/ химической переработке боросодержащих (датолитовых, данбуритовых, ашаритовых) руд, приуроченных к гипсовым отложениям.

Гипсосодержащие отходы складируются в гидроотвалах и сухих отвалах. Гидроотвалы формируются в хранилищах равнинного типа, которые ограждены плотинами и земляными дамбами, а также в естественных депрессиях (оврагах, долинах, котловинах). Сухие высотные отвалы располагаются вблизи химического завода;

5) техногенные минеральные объекты топливной энергетики. Они представлены золошлаковыми отходами тепловых электростанций, которые образуются при сжигании антрацита, каменного и бурого угля, горючих сланцев и торфа. Топливо, поставляемое на тепловые электростанции, всегда содержит минеральные компоненты самого топлива и вмещающих пород, образующие при сгорании золу. Зольность топлива в зависимости от качества угля и способа добычи составляет от 4 до 50%. Среди отходов ТЭС различают золу-унос, шлак и золошлаковую смесь. Зола-унос (летучая зола) – мелкодисперсные частицы, улавливаемые из дымовых газов газоочистительными устройствами ТЭС. Шлак – грубодисперсные и сплавившиеся частицы золы. Золошлаковая смесь (золошлаковые отходы) – механическая смесь золы-уноса и шлаков. Соотношение золы-уноса и шлака в смеси определяется видом и технологией сжигания топлива. В золошлаковых отходах, как и в хвостах углеобогащения, всегда содержатся несгораемые частицы топлива.

Системы золоулавливания подразделяются на мокрые золоуловители (скруббера), когда зола улавливается водой и удаляется в виде пульпы, и сухие (электрофильтры, батарейные циклоны), когда сухая зола поступает в бункера.

Золошлаковые отвалы приурочены к гидротехническим сооружениям, расположенным на площади, где производится гидравлическая укладка (намыв) золошлакового материала на надводном откосе и существует отстойный пруд (водоем). При намыве золошлаков твердая фракция золошлаковой пульпы осаждается на надводном откосе, а также в отстойном пруду. Золошлаковые отходы, находящиеся в отвалах, представляют собой влажную массу, состоящую из мелкодисперсной летучей золы и более крупных частиц шлака. Средняя высота золошлакоотвалов20 м, максимальная до 45-50 м.

В процессе хранения кислые золы (донецких, кузнецких, экибастузских и других углей), инертные по отношению к воде, практически не меняют своего химического и фазово-минералогического состава. Золы основные (угли Канско-Ачинского бассейна, прибалтийские горючие сланцы, торфа) содержат клинкерные минералы, количество и фазово-минералогический состав которых зависит от содержания кальция. В результате гидрохимических реакций на золошлакоотвалах могут образоваться вторичные минералы (кальцит, гидрооксиды железа).

Золы обычно содержат в небольшом количестве различные металлы (ванадий, медь, никель, свинец, цинк, серебро, уран и другие), редкие и рассеянные элементы (ниобий, германий, галлий, иттрий, лантан). Некоторые из них, склонные к улетучиванию (мышьяк, свинец, цинк, медь, молибден, германий, галлий, ртуть, фтор), концентрируются в летучей золе, а нелетучие (барий, титан, цирконий, рубидий, уран) остаются в шлаке. Однако добиться извлечения из золы полезных компонентов экономически эффективными методами пока удалось для весьма ограниченного количества элементов (германий).

Золы и шлаки ТЭС в настоящее время используются в основном в качестве строительных материалов (цемент, пористые заполнители и другие).

4. Методика изучения и оценки техногенных

13. Техногенные минеральные объекты характеризуются различными количественными и качественными параметрами, условиями и временем образования, экологическим влиянием на окружающую среду и экономической эффективностью промышленного освоения. ТМО могут представлять практический интерес для промышленного освоения в настоящее время или в будущем при внедрении новых прогрессивных технологий комплексной переработки техногенного минерального сырья, обеспечивающих наиболее полную их утилизацию с минимальным негативным экологическим воздействием на окружающую среду.

14. Геологоразведочные работы и геолого-экономическую оценку ТМО рекомендуется проводить на единой методологической основе, как на природных месторождениях полезных ископаемых. Содержание геологоразведочных работ на ТМО в общем аналогично природным месторождениям, но при этом необходимо учитывать специфику формирования и особенности строения ТМО. Внутреннее строение техногенных минеральных образований определяется пространственным распределением различного по физико-механическим свойствам техногенного материала и полезных компонентов. В результате длительного хранения может произойти миграция-перераспределение отдельных компонентов внутри ТМО и их накопление в определенных зонах.

Поверхностное залегание ТМО определяет ведущую роль при геологоразведочных работах легких горных выработок (канавы, шурфы, закопушки, расчистки), а при большой мощности техногенных образований используют также глубокие шурфы и буровые скважины.

Специфика изучения и оценки ТМО заключается в том, что важнейшим оценочным показателем является экологическое состояние объекта. ТМО часто представляют экологически опасные техногенные образования и оказывают вредное воздействие на окружающую среду. Поэтому перед проведением геологоразведочных работ производится экологическая оценка ТМО.

Для выявления ТМО отсутствует необходимость в проведении поисковых работ. Сведения о месте нахождения ТМО, количестве и качестве техногенных минеральных образований, возможных направлениях их утилизации имеются на предприятии, на котором образовались ГПО.

15. В соответствии с приказом Министра энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 27 февраля 2006 года № 72 «Об утверждении Инструкции о проведении геологоразведочных работ по стадиям (твердые полезные ископаемые)», который 14 марта 2006 года за № 4120 зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов Министерства юстиции Республики Казахстан, для установления возможного промышленного значения ранее известных или вновь выявленных рудопроявлений, промышленной оценки месторождений и подготовки их к освоению проводятся поисково-оценочные работы, геологическая разведка и эксплуатационная разведка. Геолого-промышленную оценку ТМО рекомендуется проводить в той же последовательности и стадийности, как и на природных месторождениях полезных ископаемых.

16. В период прогнозной кадастровой оценки ТМО проводятся сбор и анализ всех имеющихся геологических, маркшейдерских, технологических, экологических, гидрогеологических и инженерно-геологических данных. На основе анализа и обобщения этих данных составляют планы, разрезы и другие графические материалы, которые характеризуют размеры и форму техногенных минеральных образований, внутреннее строение и закономерности пространственных изменений качественных характеристик техногенного минерального сырья, вещественный состав, предполагаемые технологии переработки, качество продукции, потребность в минеральном сырье и другие особенности ТМО.

Прогнозная кадастровая оценка ТМО определяет принципиальную возможность промышленного использования техногенного минерального сырья на основе данных кадастров, по отчетным, литературным и статистическим материалам о количестве и качестве техногенного сырья. По этой информации определяются величина прогнозных ресурсов категории Р1 и содержание в них полезных компонентов.

При необходимости может быть проведено рекогносцировочное обследование ТМО (геологические маршруты, отбор проб).

В период прогнозной кадастровой оценки осуществляются разбраковка ТМО и предварительный выбор объектов, потенциально пригодных для промышленного освоения. Окончательное решение о целесообразности проведения геологоразведочных работ принимается на основании экологической и экономической оценки ТМО.

17. Для обоснования методики геологоразведочных работ на ТМО необходимо изучить и дать оценку геологическим, гидрогеологическим, инженерно-геологическим, технологическим, экологическим и экономическим факторам.

18. Геологические факторы характеристики ТМО:

1) геолого-промышленный и генетический тип природного месторождения полезного ископаемого, в процессе добычи и переработки минерального сырья которого образовались ТМО;

2) минеральный и химический состав полезного ископаемого природных месторождений;

3) полезные и вредные компоненты;


4) петрографический и литологический состав вскрышных и рудовмещающих пород;

5) физическое и химическое выветривание, окисление, выщелачивание и миграция полезных компонентов.

19. Техногенные факторы характеристики ТМО:

1) способы формирования ГПО и техногенных минеральных образований;

2) размеры, форма и внутреннее строение техногенных минеральных образований;

3) вещественный состав техногенных минеральных образований;

4) закономерности пространственного распределения полезных компонентов;

5) закономерности пространственного распределения физико-механических свойств техногенных минеральных образований;

6) гранулометрический состав техногенных минеральных образований;

7) гравитационная дифференциация пульпы в хвостохранилищах;

8) время формирования техногенных минеральных образований.

20. Гидрогеологические и инженерно-геологические факторы характеристики ТМО:

1) гидрогеологические условия техногенных минеральных образований;

2) физико-механические свойства техногенных минеральных образований;

3) способы разработки техногенных минеральных образований.

21. Технологические факторы характеристики ТМО:

1) технологические способы переработки техногенного минерального сырья;

2) технологические показатели по извлечению полезных компонентов;

3) комплексное использование техногенного минерального сырья.

22. Экологические факторы характеристики ТМО:

1) экологическое состояние техногенных минеральных образований;

2) влияние геологоразведочных работ, добычи и переработки техногенного минерального сырья на окружающую среду;

3) эколого-экономическая оценка освоения ТМО как возможного источника загрязнения окружающей среды.

23. Экономические факторы характеристики ТМО:

1) количество и качество техногенного минерального сырья;

2) цены на продукцию, получаемую из техногенного минерального сырья;

3) годовой объем переработки техногенного минерального сырья и срок обеспеченности предприятия запасами;

4) капитальные вложения в промышленное освоение ТМО;

5) годовые эксплуатационные расходы;

6) годовой объем прибыли, срок окупаемости капитальных вложений, рентабельность, эксплуатационные расходы и прибыль за весь период отработки запасов техногенного минерального сырья;

7) площадь изъятых земель сельского хозяйства под ТМО;

8) экономический ущерб от изъятия земель сельского хозяйства и загрязнения окружающей среды.

4.1 Экологическая оценка техногенных минеральных объектов

24. Необходимым экологическим основанием для проведения геологоразведочных работ и разработки ТМО является положительное заключение экологической экспертизы.

25. В период прогнозной кадастровой оценки ТМО по данным отчетных и литературных материалов, с учетом результатов экологического мониторинга, дается общая характеристика экологической ситуации в районе ТМО. При оценке экологического состояния ТМО приводятся данные о содержании вредных веществ в атмосфере, воде, почве, растительности, превышении содержаний вредных компонентов относительно предельно допустимых концентраций (далее перспективы развития горнодобывающего предприятия, негативное влияние вредных веществ на состояние здоровья и продолжительность жизни населения.

27. При прогнозной кадастровой оценке экологическая характеристика ТМО является предварительной и ее следует дополнять и уточнять при проведении геологоразведочных работ и разработке ТМО.

28. При производстве поисково-оценочных и разведочных работ экологическими исследованиями определяются качественные и количественные показатели токсичных элементов в атмосфере, почве, растительности, поверхностных и подземных водах, превышение содержания вредных компонентов относительно ПДК. На основании этих данных определяется экологическое состояние ТМО и устанавливается, к какому классу по степени токсичности может быть отнесен изучаемый объект.

4.2 Геологоразведочные работы на техногенных минеральных объектах

29. Для проведения геологоразведочных работ на техногенных минеральных объектах рекомендуются следующие стадии:

1) поисково-оценочные работы;

2) геологическая разведка;

3) эксплуатационная разведка.

С целью повышения эффективности геологоразведочных работ необходимо соблюдать установленную стадийность, обеспечивать качество геологоразведочных работ, осуществлять рациональное комплексирование методов и технических средств, своевременно производить геолого-экономическую оценку результатов исследований.

30. Поисково-оценочные работы проводятся для определения общих ресурсов ТМО, оценки их промышленного значения и технико-экономического обоснования целесообразности передачи перспективного объекта для геологической разведки или вовлечения в разработку.

Поисково-оценочные работы выполняются на перспективных объектах, выявленных в результате прогнозной кадастровой оценки в подготовительный период, с учетом положительного заключения экологической и экономической оценки ТМО. При оценке ГПО в качестве сырья для производства строительных материалов необходимо предварительное согласование с его потенциальными потребителями.

На стадии поисково-оценочных работ определяются и уточняются следующие данные по ТМО:

1) количество и качество техногенного минерального сырья;

2) размеры, формы и внутреннее строение техногенных залежей;

3) вещественный состав и закономерности пространственного распределения полезных компонентов;

4) технологические показатели по извлечению полезных компонентов;

5) гидрогеологические и инженерно-геологические условия ТМО;

6) экологическое состояние ТМО и его негативное воздействие на окружающую среду.

31. При проведении геологоразведочных работ поисково-оценочной стадии выполняется следующий комплекс работ:

1) маршрутные исследования поверхности техногенных минеральных образований;

2) проходка легких горных выработок (канавы, расчистки, закопушки, шуфы) для вскрытия с поверхности и опробования техногенных минеральных образований;

3) бурение скважин и проходка глубоких шуфов для определения контуров и изучения внутреннего строения и морфологии техногенных залежей;

4) отбор из выработок минералого-технологических и малых технологических лабораторных проб для проведения технологических исследований;

5) изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий ТМО;

6) изучение негативного экологического воздействия ТМО на окружающую среду.

32. Методика поисково-оценочных работ, расположение горных выработок и буровых скважин, а также расстояния между ними определяются исходя из сложности и особенностей геологического строения ТМО с учетом условий залегания, морфологии и размеров техногенных залежей, пространственной изменчивости содержаний полезных компонентов, физико-механических и других оцениваемых свойств.

Для оконтуривания и изучения особенностей геологического строения ТМО проводится геологическая съемка в масштабах 1:10000 – 1000 и крупнее для небольших объектов. На инструментальной основе составляются схемы (планы) размещения и строения отвалов ТМО.

На плоских одноярусных отвалах техногенные образования изучаются с поверхности параллельными линиями канав, шурфов и расчисток, а на глубину – горными выработками по образующим откосов отвалов и скважинами, расположенным по магистральным линиям горных выработок.

На конвейерных отвалах, представляющих систему прилегающих друг к другу конусов техногенных образований, целесообразны бурение скважин от вершины конуса до его основания и проходка горных выработок по образующим каждого конуса.

Одноярусные отвалы гребневидной формы в основном изучаются горными выработками.

На гидроотвалах и хвостохранилищах методика поисково-оценочных работ определяется особенностями строения изучаемой части отвалов (пляжная или прудковая зоны).

Приведенные в таблице (Приложение 4) сведения о плотности сетей буровых скважин и горных выработок для оценки запасов категории С2 на примере ТМО цветных и черных металлов в хвостохранилищах обогатительных фабрик могут учитываться при проектировании поисково-оценочных работ, но их следует рассматривать как рекомендательные.

Плотность сети выработок на стадии поисково-оценочных работ определяется показателями изменчивости вещественного состава техногенных минеральных образований. При этом необходимо учитывать:

1) первичный состав отвальных пород, обогащаемых и перерабатываемых руд;

2) объем отвалов техногенных минеральных образований, подлежащих оценке;

3) минералогический, химический состав и физико-механические свойства пород и руд в техногенных образованиях;

4) технологию и порядок складирования техногенных минеральных образований (валовый, селективный);

5) наличие и характер деформаций отвалов и техногенных залежей.

Техногенные минеральные образования при проведении маршрутных исследований, проходке горных выработок и бурении скважин подвергаются минералого-петрографическим и геохимическим исследованиям, опробованию и анализам, проводится контроль опробования и аналитических работ.

Технологические свойства и качество полезного ископаемого изучаются по минералого-технологическим и малым технологическим лабораторным пробам, а также могут оцениваться по аналогии с более изученными участками того же или другого подобного ТМО, с определением возможных технологических показателей.

На основании маршрутного обследования поверхности отвалов ТМО, наблюдений в горных выработках и буровых скважинах оценивают гидрогеологические и инженерно-геологические условия ТМО.

Определяют масштабы и характер негативного воздействия ТМО на окружающую среду. Дается характеристика экологических условий производства геологоразведочных и добычных работ и оценка их влияния на окружающую среду, рассчитывают их суммарный материальный ущерб, включая затраты на хранение ГПО и природоохранные мероприятия.

При оценке гидрогеологических, инженерно-геологических и экологических условий разработки ТМО используются соответствующие показатели по отрабатываемым в районе техногенным месторождениям.

Результаты поисково-оценочных работ обеспечивают предварительную оценку возможного промышленного значения ТМО с подсчетом части запасов по категории С2. По менее детально изученной части ТМО оцениваются прогнозные ресурсы категории Р1 с указанием границ, в которых проведена их оценка. Необходимость более детального изучения части ТМО с подсчетом запасов категории С1 определяется в каждом конкретном случае.

Оценка ТМО на стадии поисково-оценочных работ завершается составлением технико-экономических расчетов оценочных кондиций и подсчетом запасов с выдачей рекомендаций о целесообразности передачи перспективного объекта в разведку или разработку.

В соответствии с приказом Председателя Комитета геологии и охраны недр Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 13 августа 2004 года № 125-П «Об утверждении Инструкции о требованиях к представляемым на государственную экспертизу материалам по предварительной геолого-экономической оценке месторождений твердых полезных ископаемых», который 9 сентября 2004 года за № 3055 зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов Министерства юстиции Республики Казахстан, в процессе поисково-оценочных работ после Государственной экспертизы материалов подсчета запасов и постановки запасов на государственный баланс возможно производство опытной добычи полезных ископаемых для отбора крупнотоннажных технологических и других проб, изучения вещественного состава руд и морфологии техногенных залежей.

33. Стадии «Поисковые работы» и «Поисково-оценочные работы» являются переходными от стадии «Региональное геологическое изучение недр» к стадии «Геологическая разведка месторождений». С связи с этим работы этих стадий могут в необходимых случаях производиться и при государственном геологическом изучении недр за счет средств государственного бюджета, и недропользователями всех форм собственности. Кроме того, работы обеих стадий могут совмещаться в рамках одного конкретного соглашения с работами стадии «Геологическая разведка месторождений» (контракта на разведку или контракта на разведку и добычу).

34. Геологическая разведка производится на ТМО, перспективных для данного вида техногенного минерального сырья и получивших положительное заключение в результате поисково-оценочных работ. Она осуществляется с целью получения достоверных данных для достаточно надежной геологической, технологической и экономически обоснованной оценки промышленного значения месторождения и выполняется в контуре геологического или горного отвода, установленного контрактом.

35. В стадию геологической разведки решаются две задачи: промышленная оценка техногенного месторождения и подготовка месторождения для промышленного освоения. При решении первой задачи запасы техногенного минерального сырья и содержащихся в нем полезных компонентов подсчитываются по категориям А, В, С1 и (или) С2 с применением промышленных кондиций. На их основе осуществляется решение второй задачи, при этом пространственное размещение и количество разведанных запасов, их соотношение по категориям устанавливаются с учетом конкретных особенностей и сложности строения техногенного месторождения. При проведении геологической разведки техногенных месторождений выполняется следующий комплекс работ:

1) изучение поверхности техногенных месторождений с составлением на инструментальной основе схемы (плана) размещения и строения техногенных минеральных образований в масштабах 1:10000-1:1000 и крупнее для небольших объектов;

2) проходка легких горных выработок (канавы, шуфы, расчистки) для вскрытия, прослеживания и опробования выходов и приповерхностных частей техногенных залежей;

3) бурение разведочных скважин и проходка глубоких шуфов для оконтуривании и изучения условий залеганий, морфологии и внутреннего строения техногенных залежей;

4) отбор из разведочных выработок лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных проб для технологических исследований;

5) изучение технологических свойств техногенного минерального сырья с детальностью, необходимой для разработки рациональной технологической схемы переработки;

6) изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий техногенного месторождения;

7) оценка экологического состояния и возможных изменений природной среды, связанных с разведкой и разработкой техногенного месторождения.

36. На основании оценки сложности строения техногенного месторождения определяются последовательность и объемы разведочных работ. Соотношение горных и буровых работ, форма и плотность разведочной сети, методы и способы отбора рядовых, групповых и технологических проб определяются, исходя из геологических особенностей разведуемого ТМО с учетом возможностей горных, буровых и геофизических средств разведки, а также опыта разведки и разработки техногенных месторождений аналогичного типа.

Методика разведки и плотность разведочной сети зависят от сложности и особенностей техногенного месторождения, размеров, морфологии и внутреннего строения техногенных залежей. Геометрические параметры разведочной сети определяются на основании данных поисково-оценочных работ и пространственной изменчивости содержаний полезных компонентов, физико-механических или других оцениваемых свойств техногенного минерального сырья.

37. Анализ пространственной изменчивости содержаний полезных компонентов на разведанных отвалах хвостохранилищ ТМО цветных и черных металлов показал, что при гравитационной дифференциации твердой фазы пульпы в процессе заполнения хвостохранилищ, изменений во времени и пространстве качества поступающих хвостов обогащения, окисления, выщелачивания и миграции происходит образование техногенных залежей с повышенным содержанием полезных компонентов в местах слива пульпы. В результате определения коэффициента вариации установлено, что распределение и изменчивость содержаний полезных компонентов различна для отдельных компонентов и разных ТМО.

Рекомендуемые параметры разведочной сети для оценки запасов цветных и черных металлов в хвостохранилищах обогатительных фабрик приведены в Приложении 4. Приведенные сведения о плотности разведочных сетей буровых скважин и горных выработок могут учитываться при проектировании разведочных работ, но их следует рассматривать как рекомендательные.

38. При рассредоточенном намыве пульпы в хвостохранилище рекомендуется квадратная или прямоугольная разведочная сеть с расположением разведочных профилей перпендикулярно к дамбе, с расстоянием между скважинами в профилях и между профилями, пропорциональным соответствующим средним размерам хвостохранилища (Приложение 5).

39. При сосредоточенном выпуске пульпы в хвостохранилище разведочные линии следует располагать а направлении максимального уклона поверхности ложа хвостохранилища (Приложение 5). Разведочные скважины, проходимые на дамбе обвалования, располагаются на линиях, сопряженных с линиями разведочной сети на поверхности хвостохранилища.

40. Расположение буровых скважин и шурфов на поверхности отвала простого строения ТМО, сложенного однородными по составу техногенными минеральными образованиями, рекомендуется по двум взаимно перпендикулярным разведочным линиям, проходящим через его центр (Приложение 6).

41. Разведку многоярусного отвала ТМО сложного строения рекомендуется проводить на его верхней площадке с расположением буровых скважин и шурфов по квадратной или прямоугольной разведочной сети (Приложение 6). Разведочные выработки на площадках уступов отвала следует располагать на линиях, сопряженных с линиями разведочных выработок на откосах уступов и разведочными линиями на верхней площадке отвала.

42. Параметры разведочной сети для ТМО могут быть определены расчетным путем после анализа изменчивости содержаний полезных компонентов. Рациональное количество разведочных пересечений на стадии разведочных работ определяется для обеспечения заданных погрешностей оценки средних значений параметров подсчета запасов (содержаний полезных компонентов, физико-механических характеристик и других).

43. При выборе оптимального варианта разведки следует учитывать сравнительные технико-экономические показатели и сроки выполнения работ по различным вариантам разведки.

Обобщенные сведения о плотности разведочных сетей, применяемых при разведке техногенных месторождений, отсутствуют. Для каждого техногенного месторождения на основании изучения участков детализации и анализа геологических и эксплуатационных материалов по данному или аналогичным месторождениям обосновывается рациональная геометрия и плотность сети разведочных выработок.

44. В процессе геологической разведки после предварительной экспертизы ГКЗ материалов подсчета запасов и постановки запасов на государственный баланс возможно производство опытной добычи техногенного минерального сырья для отбора крупнотоннажных технологических и других проб, изучения вещественного состава и морфологии техногенных залежей.

45. На стадии геологической разведки:

1) определяются контуры, формы и размеры промышленных участков техногенных залежей и содержаний в них полезных компонентов;

2) по данным опробования производится геометризация качественных свойств техногенного минерального сырья путем построения на планах и разрезах изолиний содержаний полезных компонентов;

3) для нерудных техногенных месторождений на планах и разрезах показывается пространственное распределение физико-механических свойств техногенного минерального сырья;

4) изучаются технологические свойства и разрабатывается схема переработки техногенного минерального сырья:

5) составляются технологические карты, внутри контура балансовых запасов производится выделение технологических типов и сортов техногенного минерального сырья;

6) экологическими исследованиями определяются качественные и количественные показатели токсичных элементов в техногенном минеральном сырье, продуктах его переработки, атмосфере, почве, поверхностных и подземных водах;

7) выполняются работы по изучению и оценке гидрогеологических условий техногенного месторождения;

8) достоверность данных об условиях залегания, морфологии и внутреннем строении техногенных залежей подтверждается на представительных для всего месторождения участках детализации.

По результатам геологической разведки разрабатывается ТЭО промышленных кондиций и подсчитываются запасы техногенного минерального сырья и содержащихся в них полезных компонентов.

46. Геолого-экономическая оценка на стадии геологической разведки заключается в определении и анализе технико-экономических показателей, характеризующих промышленную ценность запасов техногенного минерального сырья и степень подготовленности техногенного месторождения для промышленного освоения.

47. Эксплуатационная разведка проводится в течение всего периода освоения техногенного месторождения с целью:

1) доразведки эксплуатируемых запасов техногенного минерального сырья с получением более достоверной их оценки, составления текущих и перспективных планов добычи;

2) уточнения схем подготовки и отработки техногенных залежей, подсчета запасов подготовленных к отработке блоков и запасов, готовых к выемке;

3) доразведки флангов и глубоких горизонтов техногенного месторождения.

48. На стадии эксплуатационной разведки техногенного месторождения производится проходка специальных разведочных горных выработок, бурение скважин, опробование, ведется мониторинг отработки техногенного месторождения и экологического воздействия на окружающую среду.

49. На протяжении всего периода эксплуатационной разведки и освоения техногенного месторождения для обеспечения рационального использования техногенного минерального сырья постоянно ведется учет движения разведанных запасов по техногенным залежам, блокам и техногенному месторождению в целом с оценкой запасов в результате их прироста, погашения, переоценки или списания с баланса горного предприятия. Информация о движении запасов, добыче, потерях, показателях извлечения полезных компонентов и обеспеченности предприятия разведанными запасами передается в установленном порядке в территориальные управления уполномоченного органа по геологии и недроиспользованию.

Достоверность учета полноты и качества использования техногенного минерального сырья подлежит проверке со стороны государственного органа в области геологии и использования недр.

4.3 Группировка техногенных минеральных объектов по сложности геологического строения для целей разведки и рекомендуемые технические средства для проведения геологоразведочных работ

50. На основании изучения и анализа кадастров техногенных минеральных образований и проведенных геологоразведочных работ ТМО по сложности строения разделяются на три группы:

1) первая группа – ТМО простого строения, представленные одноярусными отвалами и осушенными хвостохранилищами;

2) вторая группа – ТМО средней сложности строения, представленные многоярусными отвалами с недеформированными откосами и уступами, пляжными участками обводненных хвостохранилищ;

3) третья группа – ТМО сложного строения, представленные многоярусными отвалами со значительной деформацией откосов и уступов, отвалами конической и гребневидной формы, а также обводненными хвостохранилищами.

51. При проведении геологоразведочных работ на ТМО, представленных отвалами первой и второй групп, рекомендуются ударно-канатный или пневмоударный способы бурения скважин. Проходку глубоких шурфов на сухих отвалах целесообразно производить механизированным способом с применением шурфопроходческих машин. Проходка глубоких шурфов требует практически сплошного крепления стенок, что значительно усложняет и удорожает геологоразведочные работы. В то же время проходка глубоких шурфов на сухих отвалах является наиболее информативным методом разведки. Применение колонкового бурения скважин по обломочной горной массе отвалов малоэффективно из-за сложности получения достаточного выхода керна.

Геологоразведочные работы на объектах осушенных хвостохранилищ первой группы сложности строения можно проводить бурением скважин с гидротранспортом керна и шнековым бурением скважин.

Опробование поверхности и верхних горизонтов сухих отвалов и осушенных хвостохранилищ проводится в горных выработках (канавы, мелкие шурфы, закопушки, расчистки), для чего рекомендуется использовать, когда это технически возможно, экскаваторы.

52. На древних (старых) разрушенных отвалах конусовидной или гребневидной формы третьей группы сложности строения следует подготовить площадки для бурения скважин легкими маневренными ударно-канатными буровыми установками. В отвалах, сложенных породами I-IV категорий буримости, можно рекомендовать бурение горизонтальных скважин шнековыми станками. Опробование боковой поверхности отвалов можно проводить ковшом экскаватора.

53. Геологоразведочные работы на техногенных объектах обводненных хвостохранилищ третьей группы сложности строения можно производить ударно-канатным бурением скважин с креплением обсадными трубами. Ударно-канатные буровые станки устанавливаются на плавсредство из понтонов или буровые работы проводят в зимнее время. Бурение скважин на пляжных участках действующих хвостохранилищ второй группы сложности строения целесообразно производить с деревянных настилов.

4.4 Методика опробования и основные виды анализов

54. Опробование техногенных минеральных образований производится с целью изучения минерального и химического состава, физико-механических и других свойств техногенного минерального сырья и оценки их качества и соответствия требованиям промышленности. По результатам опробования выделяются и оконтуриваются техногенные залежи, устанавливаются их внутреннее строение и содержание полезных компонентов, определяются количество и качество техногенного минерального сырья.

55. Значительная изменчивость качества техногенного минерального сырья требует обоснования рациональной методики опробования на ТМО. От степени изменчивости содержаний полезных компонентов зависят способ взятия проб и масса проб. При отсутствии информации о пространственной изменчивости содержаний полезных компонентов на ТМО, рациональная методика опробования в процессе разведочных работ может быть определена на основании прогнозной оценки. Так, например, количественная прогнозная оценка пространственной изменчивости содержаний полезных компонентов в хвостохранилищах для обоснования рациональной методики опробования может быть определена по данным опробования пульпы на выходе обогатительной фабрики в различные периоды времени.

56. При опробовании шурфов техногенное минеральное сырье, извлеченное при проходке каждого слоя (1-2 м), размещают в отдельные кучи вокруг шурфа, из которых отбирают пробы способом вычерпывания. Для обеспечения представительности опробования необходимо выдерживать пропорциональное соотношение обломочного материала различной крупности в кучах и отбираемых из них пробах. Густота сети частичных проб зависит от степени изменчивости распределения полезных компонентов, крупности и однородности размеров обломков. При значительной изменчивости чаще следует отбирать частичные пробы. Для этого из мелкой обломочной фракции по сетке отбираются частичные пробы способом вычерпывания, а от крупных обломков точечным способом. От каждого крупного обломка отбивают сколки примерно равного объема размером 1,5´3 см и весом 30-50 г, распределенные равномерно по всей поверхности обломка, и объединяются в одну частичную пробу. Частичные пробы из мелкой обломочной фракции и крупных обломков объединяются в одну общую пробу весом 10-12 кг. Общая масса пробы пропорциональна числу и массе частичных проб.

57. Опробование канав на ТМО осуществляется бороздовым способом по дну или одной из боковых стенок. Необходимым условием представительности бороздового опробования является соблюдение поперечного сечения борозды по всей ее длине и сбор всего отбитого материала в пробу. Длина секций борозды (0,5-2 м) определяется внутренним строением техногенной залежи, изменчивостью вещественного состава, структурно-текстурных, физико-механических и других свойств техногенных минеральных образований. Поперечное сечение и длина секций борозды определяют необходимый вес бороздовой пробы.

58. Копуши и расчистки опробуются путем сокращения извлекаемого при их проходке техногенного минерального сырья до необходимого веса пробы.

59. При опробовании скважин шнекового бурения в пробу отбирается весь материал техногенного минерального сырья, извлекаемый с одного или нескольких интервалов проходки how long viagra kick in в зависимости от принятого интервала опробования (0,5-5 м).

60. При опробовании скважин ударно-канатного бурения пробы отбирают из бурового шлама. Шлам с забоя скважины поднимают желонкой. Достоверность опробования по шламу при ударно-канатном бурении зависит от полноты извлечения шлама. Длина секционных проб может составлять 0,5-5 мисходя из мощности и внутреннего строения техногенных залежей, а также намечаемого способа разработки ТМО. Поднятый при помощи желонки шлам опробуемого интервала сливается в железный приемный бак. Шлам перемешивается в шламоприемном баке и пробы из бака отбираются по сетке способом вычерпывания с помощью пробоотборника. После отбора пробы содержимое бака выливают, бак моют водой и устанавливают для приема следующей пробы. Перед отправкой на анализы в лабораторию пробы бурового шлама высушивают в широких тазах или на металлических листах.

61. Опробование скважин необходимо систематически контролировать путем проходки и опробования контрольных шурфов.

Объем контрольного опробования предусматривается достаточный для статистической обработки результатов и обоснованных выводов об отсутствии или наличии систематических ошибок, а в случае необходимости и для введения поправочных коэффициентов.

62. Достоверность принятых методов и способов опробования контролируется более представительным, как правило, валовым способом в соответствии с существующими рекомендациями.

63. Обработка, анализы, внутренний и внешний геологический контроль анализов рядовых проб техногенного минерального сырья проводятся также как на природных месторождениях полезных ископаемых.

64. Отобранные в процессе геологоразведочных работ рядовые пробы техногенного минерального сырья подвергаются анализам химическими, спектральными, физическими или другими методами, установленными государственными стандартами.

65. Основными методами анализов рядовых проб техногенного минерального сырья являются химический и спектральный. Для определения необходимого количества анализируемых химическими методами полезных компонентов или вредных примесей следует использовать фактические данные, имеющиеся на горнорудных предприятиях.

66. В процессе складирования в отвалы и хвостохранилища техногенных минеральных образований происходит их сегрегация и гравитационная дифференциация по крупности и плотности обломочного материала. Поэтому необходимо установление возможных закономерностей связи содержаний полезных компонентов и вредных примесей с гранулометрическим составом дезинтегрированного обломочного материала. Для изучения закономерностей распределения полезных компонентов и вредных примесей по классам крупности обломочного материала необходимо проводить химические и спектральные анализы. При этом химические анализы целесообразно осуществлять по групповым пробам, сгруппированным по горизонтам (глубине) опробования в пределах выделяемых зон различной концентрации полезных компонентов.

67. Минералогические и минералого-петрографические исследования проводятся путем изучения штуфов, шлифов, аншлифов, а также мономинеральных проб. При этом особое внимание уделяется минералам, содержащим полезные компоненты, определению их количества и химического состава, выяснению их взаимоотношений между собой и с другими минералами (наличие и размеры сростков, характер срастания), размеров зерен и соотношений различных по крупности классов.

В результате минералогических и минералого-петрографических исследований изучается распределение основных, попутных компонентов и вредных примесей и составляется их баланс по формам минеральных соединений.

68. В результате изучения минерального и химического состава, текстурно-структурных особенностей и физико-механических свойств техногенного минерального сырья устанавливаются их природные разновидности и намечаются промышленные (технологические) типы, требующие селективной добычи и раздельной переработки. Окончательное выделение промышленных (технологических) типов и сортов руд производится по результатам технологического изучения выявленных на ТМО природных разновидностей.

4.5 Изучение гидрогеологических условий техногенных

69. Техногенные минеральные образования представляют собой горнопромышленные отходы производства, расположенные в пониженных частях рельефа и на ровной приподнятой поверхности. В первом случае ТМО, как правило, обводнены, они содержат воды техногенного происхождения. Вторые обычно не обводнены, а естественные горизонты подземных вод под ними залегают на разной глубине, причем подземные воды разделяются с подошвой ТМО водоупорными слоями либо такие слои отсутствуют.

70. В период прогнозной кадастровой оценки изучение гидрогеологических условий ТМО начинается со сбора и анализа гидрогеологических материалов по району работ и по ТМО.

Гидрогеологические условия района и природного месторождения, вследствие разработки которого образовался ТМО, обычно хорошо изучены.

По результатам ранее выполненных работ дается описание водоносных горизонтов и комплексов подземных вод, на которые происходит воздействие вод ТМО, либо их воздействие на воды ТМО. В процессе гидрогеологического мониторинга по ТМО, залегающим в понижениях рельефа, устанавливается связь их подземных вод с поверхностными и естественными подземными водами. Если эта взаимосвязь не выявлена, ее необходимо выявить, либо установить отсутствие связи подземных вод ТМО с поверхностными водами.

71. Для выявления взаимосвязи подземных вод ТМО с водоносными горизонтами и комплексами подземных вод на стадии геологической разведки рекомендуется пробурить ряд скважин, расположенных по одному створу, причем первая скважина бурится на площади ТМО. Устанавливается существующий уровень подземных вод ТМО и естественных водоносных горизонтов. Из скважин отбираются пробы воды на сокращенный химический анализ, дополнительно в воде определяются химические элементы, характерные для отработанного или разрабатываемого природного месторождения.

В пределах ТМО выясняются глубина залегания обводненной части ТМО, ее мощность, площадь распространения обводненных техногенных образований, определяются их фильтрационные характеристики: коэффициент фильтрации, водопроводимость, водоотдача. Устанавливается пригодность подземных вод для технических целей и орошения. Решается вопрос об утилизации или захоронении дренажных вод будущего карьера. Определяется агрессивность подземных вод ТМО по отношению к бетону, свинцовым и алюминиевым конструкциям.

72. Для ТМО, расположенных на возвышенных участках, в своем составе не содержащих подземные воды, необходимо выяснить влияние (или отсутствие влияния) их на подземные воды, в частности, установить:

1) наличие или отсутствие водоупорного прослоя между подошвой ТМО и подземными водами, мощность этого прослоя, его пространственное положение, фильтрационные характеристики (по литературным источникам или по результатам полевых исследований);

2) при отсутствии водоупорного прослоя фильтрационные характеристики (по литературным источникам или по результатам полевых исследований).

При отсутствии водоупорного прослоя между подошвой ТМО и первым безнапорным водоносным горизонтом надо выяснить степень загрязнения водоносного горизонта за счет инфильтрации атмосферных осадков, вымывающих из ТМО токсичные химические элементы. Следует иметь в виду, что токсичные элементы концентрируются не только в грунтовых водах, но и в грунтах зоны аэрации. В этом случае для изучения влияния ТМО на подземные воды и грунты зоны аэрации рекомендуется заложить створ из 3-4 скважин. Направление створа следует ориентировать по направлению наибольшего выноса материала ТМО ветром в соответствии с имеющейся розой ветров. Первую скважину рекомендуется заложить непосредственно у подножия отвала ТМО, последнюю – за пределами влияния развевания ТМО (на фоновой территории). Глубина скважин определяется глубиной уровня грунтовых вод с заглублением под него на 2-3 м. При бурении из скважин пробоотборником следует отбирать пробы грунта для определения валовой и подвижной форм химических элементов, характерных для природного месторождения, в результате разработки которого образовалось данное ТМО. Пробы грунта рекомендуется отбирать из следующих интервалов: 0-0,1; 0,1-0,3; 0,3-0,6 м и далее через 1-2 мдо уровня грунтовых вод. Из подземных вод отбираются пробы воды на сокращенный химический анализ и вышеуказанные химические элементы.

73. Необходимо изучить режим подземных вод на территории ТМО и прилегающих площадях развития подземных вод, подверженных влиянию ТМО или влияющих на режим подземных вод ТМО. Изучаются уровенный и гидрохимический режимы с учетом миграции химических элементов.

74. Следует проанализировать мониторинг водозаборов. Как правило, к началу геологических исследований ТМО расчетный срок эксплуатации водозаборов истек либо близок к истечению. Следует дать рекомендации по объему гидрогеологических работ, необходимых для переутверждения запасов подземных вод по действующим или действовавшим водозаборам.

4.6 Инженерно-геологические условия техногенных минеральных объектов

75. Инженерно-геологические исследования ведутся только в пределах площади распространения ТМО. Устанавливаются мощность и площадь распространения техногенных минеральных образований. При этом используются материалы поисково-оценочных работ и геологической разведки ТМО.

76. При изучении гранулометрического состава, плотности (при существующем естественном сложении), пористости надо максимально использовать результаты анализов технологических и технических проб.

77. ТМО, залегающие в пониженных формах рельефа, как правило, представлены мелкими пылеватыми песками. Сверху маловлажные пески могут иметь угол естественного откоса до 35-37°, под уровнем воды залегают водонасыщенные грунты, их углы откоса снижаются до 5-7°. Изучение физико-механических свойств грунтов производится на всю мощность. Выполняются следующие определения физико-механических свойств грунтов: плотность, влажность, пористость, угол внутреннего трения, сила сцепления. Для этого применяется следующий комплекс полевых работ: статическое зондирование, динамическое зондирование, ПС (каротаж естественного поля), ГК (гамма-каротаж), ГГК (гамма-гамма-каротаж), ННК (нейтрон-нейтронный каротаж), НГК (нейтронный гамма-каротаж).

78. По результатам исследований производится инженерно-геологическое районирование разреза. Виды и разновидности грунтов выделяются в соответствии с требованиями ГОСТа 25100-95 «Грунты. Классификация».

79. По инженерно-геологическим исследованиям необходимо оценить площадки предполагаемого строительства обогатительной фабрики, промплощадки и хвостохранилища. При оценке рекомендуемой промплощадки и площадки обогатительной фабрики следует учесть результаты строительства существующих обогатительной фабрики и промплощадки.

При оценке площадок под хвостохранилище и под отвалы пустых пород необходимо иметь в виду следующее. В последнее время при гравитационном методе обогащения начали применять разделение обогащаемой массы на песчаную и глинистую (совместно с пылеватой). Песчаную массу можно закладывать в выработанное пространство разрабатываемого карьера ТМО, в существующие карьеры или складировать на ровной поверхности, имея в виду, что такая масса может удержать углы откоса при складировании до 20-25°, при высыхании – до 35°. Необходимо обосновать способ гидроизоляции такого отвала: пленка, асфальт или слой глины мощностью 20-25 см, уложенного при оптимальной влажности и уплотненного до оптимальной плотности (коэффициент фильтрации такого слоя измеряется десятимиллионным долями м/сут).

При выборе места для хвостохранилища пылевато-глинистой фракции обогащения следует иметь в виду, что объем этой фракции составляет 15-20 % от объема обогащаемой массы. Если поместить этот глинистый раствор на поверхность суглинков, то через короткое время произойдет полная кальматация дна и бортов хвостохранилища.

80. Необходимо изучить инженерно-геологические материалы, положенные в основу проектирования хвостохранилищ, золонакопителей, прудов-накопителей, зданий и сооружений и максимально их использовать при составлении программ полевых и лабораторных работ. Следует изучить инженерно-геологические условия площадей, предназначенных для строительства. Необходимо пройти минимальное количество выработок, отобрать инженерно-геологические пробы и выполнить минимальный объем лабораторных работ по изучению физико-механических свойств грунтов.

81. Следует оценить горнопромышленные отходы производства, расположенные вблизи ТМО, на пригодность как строительных материалов, для отсыпки дамб, устройства дренажных призм в дамбах, в качестве гидроизоляционного материала, для авто- и железнодорожного строительства.

82. Предварительно надо разведать участки местных строительных материалов: суглинков, глин, песка, гравия. Необходимо изучить их физико-механические свойства в качестве строительных материалов.

83. Следует изучить современные геологические процессы, проявляющиеся при химическом и физическом выветривании, развевании и накоплении разрушенного материала, засолении почв, заболачивании, оползнях.

84. Сведения о сейсмичности района, глубине промерзания почв приводятся по литературным источникам.

4.7 Технологические и технические исследования техногенного минерального сырья

85. Технологическое изучение техногенного минерального сырья является составной частью геологоразведочных работ на ТМО и базируется на представительном технологическом опробовании, которое следует проводить в соответствии с приказом Председателя Комитета геологии и охраны недр Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 12 мая 2004 года № 82-П «Об утверждении Инструкции по технологическому опробованию к геолого-технологическому картированию месторождений твердых полезных ископаемых».

86. Основными задачами технологического опробования являются:

1) выделение технологических типов и сортов техногенного минерального сырья;

2) установление возможности промышленной переработки отдельных типов и сортов техногенного минерального сырья;


3) определение технологических показателей переработки отдельных типов и сортов техногенного минерального сырья;

4) разработка оптимальной технологической схемы переработки техногенного минерального сырья;

5) выделение на стадии разведочных работ внутри контура балансовых запасов технологических типов и сортов техногенного минерального сырья.

87. Технологические свойства техногенного минерального сырья изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях на минералого-технологических, малых технологических, лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных пробах. Объем и программа технологических исследований зависят от решаемых задач (изучение вещественного состава, форм нахождения основных и попутных компонентов, выделение технологических типов и сортов техногенного минерального сырья, разработка схем обогащения, технологическое картирование и другие), в частности:

1) на стадии поисково-оценочных работ технологические исследования техногенного минерального сырья выполняются на минералого-технологических и малых технологических лабораторных пробах. Технологические свойства техногенного минерального сырья могут определяться по аналогии с более изученными участками того же или другого ТМО;

2) на стадии геологической разведки техногенных месторождений для разработки технико-экономических обоснований промышленных кондиций проводятся укрупненно-лабораторные и полупромышленные испытания технологических проб;

3) на стадии эксплуатационной разведки технологическая оценка проводится по результатам промышленных испытаний технологических проб.

88. Пробы, отобранные для технологических исследований, обеспечивают представительность для месторождения или изучаемого участка по вещественному составу и содержанию полезных компонентов. При этом:

1) минералого-технологические и малые технологические лабораторные пробы следует отбирать равномерно по определенной сети. Они обеспечивают достоверность данных для геолого-технологической типизации техногенного минерального сырья, выделения промышленных (технологических) типов и сортов;

2) отбор технологических проб сопровождается соответствующей геологической документацией (акты отбора и паспорта на каждую пробу, пояснительная записка по вещественному составу, схематический план с местами отбора проб и другие), составленной организацией, ведущей геологоразведочные работы и осуществляющей отбор проб;

3) лабораторные технологические пробы обеспечивают достоверность и полноту изучения технологических свойств всех выделенных промышленных (технологических) типов и сортов техногенного минерального сырья;

4) отобранные пробы (лабораторные, укрупненно-лабораторные, полупромышленные) обеспечивают представительность по содержанию в них полезных компонентов, химическому и минеральному составу, структурно-текстурным особенностям, физическим и другими свойствам, а также соответствуют среднему составу данного промышленного (технологического) типа или сорта техногенного минерального сырья;

5) результаты лабораторных исследований проверяются укрупненно-лабораторными и полупромышленными испытаниями на представительных технологических пробах;

6) технологические свойства техногенного минерального сырья изучаются с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для разработки оптимальной технологической схемы их переработки с учетом комплексного использования техногенных минеральных образований.

89. Техническая оценка осуществляется с целью определения физико-механических свойств (объемная масса, влажность, крепость, гранулометрический состав) техногенного минерального сырья, которые могут существенно влиять на основные показатели его переработки. Для технических испытаний из техногенного минерального сырья отбирается валовая проба, которая сокращается методом квартования до массы 50-100 кг. На планах и разрезах нерудных техногенных объектов отображается пространственное распределение физико-механических свойств сырья. В составе техногенного минерального сырья могут быть выделены попутные полезные компоненты, пригодные по физико-механическим и другим свойствам для использования в других отраслях (получение наполнителей для бетонов, керамических плиток, вяжущих, наполнителей для твердеющей закладки горных выработок, щебень, песок, гравий, цемент).

90. Технологическая и техническая оценка нерудного техногенного минерального сырья производится в соответствии с кондициями промышленности к качеству продуктов, которые предполагается получить из данного сырья.

4.8 Геолого-экономическая оценка техногенных минеральных объектов

91. Геолого-экономическую оценку (далее – ГЭО) техногенных минеральных объектов, как и природных месторождений, осуществляют на всех стадиях их изучения. При этом каждая последующая стадия отличается более высокой степенью достоверности информации, а расчеты основных оценочных показателей осуществляются на единой методологической основе.

92. ГЭО представляет собой комплекс исследований и многовариантных аналитических расчетов, в результате которых определяется экономически наиболее эффективный вариант использования техногенного минерального сырья при установленном общем экологическом эффекте при разработке ТМО.

Разработка ТМО в экономическом плане рассматривается как ресурсосберегающее направление. Однако приоритетным в совокупном эффекте такой разработки является экологический фактор.

93. В период прогнозной кадастровой оценки по литературным и отчетным материалам, а также с учетом опыта отработки аналогичных ТМО в Казахстане и зарубежных странах ориентировочно рассчитываются технико-экономические показатели: годовая добыча техногенного минерального сырья, себестоимость переработки, возможные капитальные вложения. На основании характеристики товарного продукта определяется его ценность и экономическая эффективность по соотношению ценности товарного продукта и эксплуатационных затрат, прибыли и капитальных вложений.

94. Предварительная ГЭО проводится на основе анализа материалов рудничной геологии и маркшейдерской документации, а также по данным перерабатывающих производств за период недропользования или соответственно, за время существования оцениваемого ТМО. Результаты предварительной ГЭО объектов служат основанием для отбора ТМО, подлежащих первоочередному геологическому изучению. Объектом предварительной ГЭО может служить как отдельно ТМО, так и группа объектов однородного или разнородных видов минерального сырья, освоение которых технически возможно и экономически целесообразно в рамках одного промышленного комплекса по единому проекту разработки.

При прогнозной кадастровой оценке ТМО предварительная ГЭО объектов базируется на данных статистической отчетности, обобщении и изучении отчетных данных и литературных источников, а поэтому является ориентировочной и в дальнейшем следует уточнять. Необходимо также иметь представление о конъюнктуре товарной продукции (металлов, строительного сырья) и о возможности ее реализации на внутреннем и внешнем рынках.

95. При определении социальных условий освоения техногенного месторождения необходимо отметить уровень безработицы в регионе, перспективу дальнейшего развития предприятия, влияние экологических факторов на состояние здоровья и продолжительность жизни населения, наиболее распространенные заболевания.

96. При геолого-экономической оценке ТМО, как и при оценке природных объектов, надо заблаговременно предусматривать и, соответственно, учитывать при проектировании и строительстве затраты на сооружение эколого-защитных комплексов, обеспечивающих снижение до минимума негативных последствий добычи и переработки техногенного минерального сырья. В качестве обоснования этого служит апробированное положение о том, что стоимость предупредительных (заблаговременных) эколого-защитных мероприятий по охране воздуха, земель, лесов, водных ресурсов и других объектов окружающей природной среды при подготовке месторождений и эксплуатации многократно ниже затрат по ликвидации или полной компенсации ущербов, которые потребуется осуществить, если заблаговременные меры не будут предприняты.

97. ГЭО осуществляется по нормативам, базирующимся на передовых методах организации труда, достигнутых показателях применения новейшей техники и прогрессивной технологии добычи и переработки техногенного минерального сырья, утилизации и нейтрализации отходов.

При обосновании масштабов и способов производства, технологий переработки, величин капитальных и эксплуатационных затрат широко используются проектные данные месторождений – аналогов с внесением в расчет необходимых дополнений и изменений, вытекающих из конкретных условий оцениваемого объекта. В качестве объектов-аналогов принимаются ТМО, сходные с оцениваемым по горным условиям, добыче, применяемым технологиям переработки, типам транспортных средств, машин, оборудования и другим характеристикам.

В зависимости от сходства тех или иных условий и характеристик в качестве аналогов может быть использовано несколько месторождений данного или других регионов Казахстана, СНГ и зарубежных стран.

98. Окончательное решение о целесообразности проведения дальнейших поисково-оценочных работ принимается с учетом экономической, экологической и социальной составляющих прогнозной кадастровой оценки ТМО.

Основным результатом прогнозной кадастровой оценки ТМО является укрупненный расчет и обоснование целесообразности проведения геологоразведочных работ.

99. Поисково-оценочные работы выполняются на перспективных ТМО, выявленных в результате прогнозной кадастровой оценки.

Работы на данной стадии направлены на изучение пространственного размещения полезных компонентов, определении возможности переработки техногенного сырья, эффективности эксплуатации объекта. По данным технологических испытаний лабораторных проб принимаются показатели извлечения, а при заводском переделе – на уровне фактических данных перерабатывающих предприятий. Качество исходного сырья и получаемой продукции определяются ГОСТами, ОСТами, ТУ.

100. Способы расчета технико-экономических показателей аналогичны принятым при оценке природных месторождений. По отчетным данным о состоянии окружающей среды в регионе, с учетом анализа литературных источников и лабораторных исследований отдельных проб, уточняется характеристика экологической ситуации в районе работ: содержание вредных веществ в атмосфере, водных источниках, почве. Указывается превышение содержания вредных компонентов относительно предельно допустимых концентраций. Форимруется предварительное заключение о влиянии техногенного объекта на состояние окружающей среды и ориентировочно устанавливается, к какому классу может быть отнесен объект по степени токсичности. На данной стадии укрупненно могут быть рассчитаны отдельные составляющие экологического эффекта от отработки ТМО.

Капитальные вложения и эксплуатационные расходы по объекту устанавливаются по нормативным данным или принимаются по аналогии с подобными объектами.

Среди показателей социального эффекта можно определить те составляющие, информации которых будет достаточно для выполнения расчетов.

Наряду с экономическими, экологическими и социальными показателями оценивается потенциальный рынок сбыта, то есть определяется потенциальная емкость рынка и рынка продаж.

101. Содержание ТЭО и порядок их разработки регламентированы в действующих методических рекомендациях по их составлению применительно к твердым полезным ископаемым. Однако специфика освоения техногенных объектов заключается в том, что в большинстве случаев нет необходимости в строительстве горно-обогатительного предприятия с законченным циклом производства. При эксплуатации техногенного месторождения снижается себестоимость конечной продукции, так как затраты на добычу значительно сокращаются (отсутствуют расходы на горно-капитальные и горно-подготовительные работы). Утилизация отходов приводит к сокращению затрат предприятия на содержание отвалов и хвостохранилищ. Вместе с тем следует учитывать, что при традиционных схемах переработки затраты на обогащение и металлургический передел могут быть выше, чем аналогичные затраты по отработке природного минерального сырья. В каждом конкретном случае необходим расчет показателей эффективности освоения техногенного месторождения.

102. Оценка ТМО на стадии поисково-оценочных работ завершается составлением технико-экономических расчетов оценочных кондиций для подсчета запасов техногенного минерального сырья.

По результатам поисково-оценочных работ определяется целесообразность проведения работ следующей стадии что отработка месторождения ожидается в ближайшее время.

103. По результатам геологической разведки разрабатывается ТЭО промышленных кондиций. Геолого-экономическая оценка на стадии геологической разведки заключается в определении и анализе технико-экономических показателей, характеризующих промышленную ценность техногенного минерального сырья и степень подготовленности техногенного месторождения к промышленному освоению. Исходным материалом для нее служит информация, полученная по всему комплексу проведенных исследований: проходка разведочных выработок, их опробование, лабораторные работы и полупромышленные технологические испытания с учетом отчетных данных горно-обогатительного и металлургического производств. Необходимая для оценки информация включает сведения по определению размеров промышленных участков ТМО, количеству и качеству техногенного сырья.

Показатели, характеризующие извлечение полезных компонентов при обогащении, принимаются по результатам технологических испытаний, а при металлургическом переделе – по фактическим данным перерабатывающих предприятий, а также определяются действующими ГОСТами.

Стоимостные показатели определяются расчетным путем, в отдельных случаях – по аналогии с действующими горнодобывающими и перерабатывающими предприятиями.

104. Перед проведением геологоразведочных работ имеется информация о типе хранилища ТМО, условиях его образования (заполнения), общая характеристика слагающих веществ: вещественный состав и содержание полезных компонентов, вредных примесей. Разведочными работами устанавливается состав вскрышных и вмещающих пород и их соответствие действующим стандартам и техническим условиям.

На стадии разведочных работ исследуется минеральный, химический и гранулометрический состав хвостов обогащения по классам крупности, составляется технологическая карта. Дается характеристика токсичных элементов, вредных для окружающей среды. Описываются результаты исследований хвостов обогащения с целью создания безотходной технологии их переработки. Используя различные методы маркетингового исследования, на этой стадии работ обосновывается емкость товарной продукции и объем продаж.

105. Экономическая оценка заключается в определении экологических показателей от освоения техногенного месторождения, которые включают эффекты от экономии платы за размещение отходов, от высвобождения ранее изъятых земель и их продуктивного использования, от уменьшения загрязнения атмосферы, водных источников и земельных угодий.

Для характеристики социального эффекта определяется средняя величина выплаты пособия по безработице, уровень заболеваемости в зависимости от загрязнения атмосферы, водных источников и другие необходимые показатели.

Геолого-экономическая оценка на стадии геологической разведки сводится к определению и анализу технико-экономических показателей, характеризующих промышленную ценность запасов техногенного минерального сырья и степень подготовленности их для использования в хозяйственных целях. Она оформляется в виде технико-экономического обоснования целесообразности освоения техногенного объекта.

При определении значимости техногенного месторождения в качестве критерия эффективности выступает социально-экономический эффект за весь срок отработки запасов техногенного минерального сырья, определяемый на уровне предприятия, региона, страны.

5. Изучение вредного воздействия техногенных минеральных

объектов на окружающую среду

106. Экологическое влияние ТМО на окружающую среду значительно превышает площади их складирования. Экологическое негативное воздействие ТМО приводит к качественным и количественным изменениям в окружающей природной среде. Качественные изменения обусловлены накоплением тяжелых металлов и токсичных веществ в техногенных минеральных образованиях, нарушением природных экологических систем и загрязнением окружающей среды. Экологически опасные отходы ТМО содержат мышьяк, ртуть, уран, свинец, сурьму, серу, кадмий, селен и ряд других элементов и химических соединений. Количественные изменения приводят к нарушению природного ландшафта, условий жизнедеятельности живой природы и растительности, химическому загрязнению сельскохозяйственных земель и их изъятию из хозяйственного пользования.

107. По интенсивности вредного воздействия на окружающую среду ТМО существенно различаются, в частности:

1) вскрышные и вмещающие породы экологически безопасны и негативное воздействие их проявляется в занятости сельскохозяйственных земель, пылении, выносе легкорастворимых химических соединений в поверхностные и подземные воды;

2) шлаки металлургических заводов, за исключением сурьмяно-мышьяковистых шлаков цветной металлургии, являются малотоксичными. Отвалы ТМО цветной металлургии могут быть источником выноса различных элементов (мышьяк, сурьма, свинец, ртуть и другие), опасных для окружающей среды;

3) хвосты обогатительных фабрик цветной металлургии в основном являются токсичными. Это связано с активным выносом в окружающую среду токсичных элементов, в том числе за счет флотационных реагентов.

Углеотходы содержат тяжелые металлы, токсичные и радиоактивные элементы, миграция которых определяется самовозгоранием отвалов, наличием в них минеральных и органических кислот.

Тонкая фракция отходов обогащения асбестовых руд на 50-60 % состоит из канцерогенной асбестовой пыли;

4) гипсосодержащие отходы (фторогипс, фосфогипс, борогипс) химической промышленности токсичны. Фторогипс содержит потенциальную серную кислоту и фториды (до 10-15 %). Токсичность фосфогипса связана с присутствием в нем остаточных образований фосфора, фтора и кислотообразующих химических соединений. В апатитовом фосфогипсе присутствуют уран и редкоземельные элементы, в фосфоритовом – канцерогенные органические примеси из флотационных реагентов. Борогипс содержит вредные примеси бора;

5) золошлаковые отходы тепловых элекростанций часто содержат растворимые в воде соли, химические соединения тяжелых металлов, мышьяка и радиоактивных элементов, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Вредное влияние золы в основном определяется в результате пыления и попаданием ее в атмосферный воздух, почву, поверхностные и подземные воды.

108. ТМО являются результатом горнопромышленного производства в течение длительного времени и постоянным многолетним источником поступлений вредных веществ в окружающую среду. Результаты этого воздействия на окружающую среду в районе ТМО приводятся в таблице (Приложение 7).

109. На горнопромышленных предприятиях имеются фактические материалы по оценке воздействия на окружающую среду (далее – ОВОС), охране окружающей среды (далее – ООС), ежегодному экологическому аудиту и мониторингу окружающей среды ТМО. Результаты анализа этих материалов могут быть положены в основу изучения влияния ТМО на окружающую среду. Дополнительные геоэкологические исследования проводятся только после детального анализа указанных материалов.

Геоэкологические работы сводятся к изучению сложившихся экологических условий и прогнозу воздействия на окружающую среду в будущем при разработке ТМО.

110. Экологические исследования рекомендуется проводить для решения следующих задач:

1) мониторинг окружающей среды ТМО;

2) оценка вредного воздействия ТМО на окружающую среду;

3) нейтрализация негативного влияния ТМО на окружающую среду;

4) формирование отвалов ТМО с заданными техническими параметрами и качеством складируемого техногенного минерального сырья;

5) определение условий для захоронения опасных отходов ТМО;

6) прогноз экологических условий и воздействия на окружающую среду при разработке ТМО;

7) экологический аудит обращения с ТМО на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях.

5.1 Изучение вредного воздействия техногенных минеральных объектов на атмосферу

111. При изучении и оценке вредного воздействия ТМО на состояние атмосферного воздуха необходим дифференцированный подход: ТМО, образовавшиеся до2000 г. и после2000 г. Первые, как правило, не подвергались рекультивации, поверхность вторых рекультивирована.

112. С поверхностей хвостохранилищ и золошлакотвалов ветром выносятся большие массы пыли. Довольно интенсивно выносится пыль с отвалов пустых пород, забалансовых руд и угольных терриконов, причем при горении угольных терриконов в атмосферу выделяется значительное количество окиси углерода и серы. При этом происходит запыление и загрязнение воздуха и пыль оседает на почву, растительность и поверхность водоемов.

113. При проведении исследований по определению влияния ТМО на состояние атмосферного воздуха контролю подлежат следующие загрязнители: пыль, окись углерода, оксиды азота и серы, углеводороды.

В составе пыли могут присутствовать мышьяк, сера и фосфор, а также тяжелые металлы, характерные для исследуемого ТМО.

При отсутствии исследований удовлетворительного качества рекомендуется пробы воздуха отбирать в следующих местах: на поверхности ТМО (2-4 точки), по направлению наибольшей интенсивности ветровой деятельности (по розе ветров) – на границе распространения ТМО, на границе санитарно-защитной зоны (далее – СЗЗ), предусмотренной для данного ТМО, в 1000-1500 мот границы СЗЗ. По второму створу, перпендикулярному первому направлению, пробы воздуха следует отбирать на границе распространения ТМО, на границе СЗЗ и в 300-500 мот этой точки по тому же створу. Отбор проб воздуха производится аспиратором на высоте 1,5 м от уровня земли в сухую погоду при разных скоростях ветра.

114. На работающих горнопромышленных предприятиях загрязнение атмосферного воздуха от ТМО сравнительно небольшое по сравнению с другими источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Определяют загрязнение атмосферного воздуха в процессе экологического аудита при производстве расчетов валовых выбросов загрязняющих веществ и расчете их рассеивания по утвержденным нормативным документам.

115. Определение загрязненности воздуха при разработке ТМО карьером производится в ОВОСе при расчете валовых объемов выбросов загрязняющих веществ от всех источников выброса и расчете рассеивания загрязняющих веществ в приземной атмосфере.

116. Большое загрязнение приземной атмосферы производит пыль. Для расчета валовых выбросов пыли в процессе экологических исследований надо определить гранулометрический состав ТМО хвостохранилищ и золошлаковых накоплений. Пробы грунта (бороздовые) отбираются на стадии инженерно-геологических исследований, при этом учитываются определения гранулометрического состава в технологических пробах. Количество проб на гранулометрический состав может изменяться в пределах 10-20. Для определения влияния скоплений крупнообломочных пород и шлаков в отвалах производятся экспериментальные натурные замеры в полевых условиях при разных скоростях ветра, то есть определяется унос пыли с площади поверхности отвалов.

5.2 Изучение вредного влияния техногенных минеральных объектов

117. В составе ОВОСа или технического проекта на разработку ТМО надо иметь почвенную карту крупного масштаба с обязательным указанием коэффициента бонитета по каждой разновидности почв и степени засоления почв. Если таких материалов нет, их следует получить в областном акимате. В процессе экологических аудитов и проведенного мониторинга необходимо установить влияние ТМО на почвенный покров. Если период образования ТМО относится ко времени до2000 г. то необходимо выполнить дополнительный объем работ по определению современного состояния почвенного покрова.

118. Почвенная съемка производится в масштабе 1:10000. Категория сложности съемки увеличивается при интенсивном проявлении техногенного воздействия на почвенный покров. При проведении почвенной съемки изучаются:

1) контуры и характер техногенных нарушений;

2) отходы ТМО, их контуры распространения, виды и объемы, особенности загрязнения территории отходами: класс опасности, токсичность, физическое состояние;

3) наличие искусственных почв, созданных при рекультивации, контуры их распространения, мощности, характеристика типов почв, физико-химические свойства этих почв, содержание гумуса в почвах, коэффициент бонитета искусственных почв, наличие тяжелых металлов и токсичных компонентов;

4) характеристика почв, незатронутых техногенным нарушением, их контуры, наличие тяжелых металлов и токсичных компонентов в интервалах 0-10 см, 10-30 сми 30-60 см, оценка техногенного (химического) загрязнения механически ненарушенных естественных почв;

5) состояние и условия землепользования, земельный баланс территории земельного отвода и прилегающей площади в соответствии с видами собственности, предполагаемые изменения в землепользовании, потери сельскохозяйственного производства и убытки от предполагаемого изъятия земель;

6) проявление современных экзогенных процессов (эрозия, дефляция), химическое и физическое воздействие отходов ТМО на почвы, их количественная оценка.

Контур почвенной съемки рекомендуется провести на2 кмдальше от предполагаемого контура земельного отвода.

119. На ТМО, которые сформировались после2000 г. большая часть информации имеется, недостающую информацию необходимо получить при дополнительных полевых и лабораторных почвенных исследованиях.

Объем полевых и лабораторных работ определяется в зависимости от сложности почвенных условий применительно к масштабу съемки 1:10000.

Производится ориентировочная прогнозная оценка техногенного воздействия на почвы в связи с намечаемой разработкой ТМО.

5.3 Изучение воздействия техногенных минеральных объектов на растительность и животный мир

120. Площадь изучения растительного покрова совпадает с площадью почвенных исследований. Геоботаническая карта, если ее нет в материалах экологических исследований, приобретается в областном акимате.

121. К началу исследований на растительный покров произошло комплексное воздействие при формировании ТМО, поэтому надо изучить:

1) современное состояние растительного покрова;

2) современный флористический состав растительности;

3) современное функциональное значение растительности;

4) продуктивность на механически незатронутых почвах и на искусственных почвах (после рекультивации нарушенных земель), на всех разновидностях почв и геоморфологических элементах (возвышенности, понижения, заболоченные участки, поверхности и склоны отвалов пустых пород), рекультивированные площади хвостохранилищ, золоотвалов, отходов химической промышленности и металлургии.

122. Для определения воздействия ТМО на растительность необходимо изучить:

1) динамику изменения растительного покрова от начала воздействия на него техногенной нагрузки до настоящего времени;

2) пожароопасность в современных условиях;

3) наличие лекарственных, редких эндемичных и занесенных в Красную книгу растений, состояние зеленых насаждений;

4) болезнь и пораженность растений под воздействием предыдущей техногенной нагрузки;

5) загрязненность растительности тяжелыми металлами и токсичными компонентами, обнаруженными в составе руд и вмещающих пород, по результатам предыдущих геологических исследований.

123. Для изучения воздействия ТМО на растительность рекомендуется выполнить маршрутное обследование, отбор проб и лабораторные анализы. Объем работ определяется в зависимости от сложности почвенных условий применительно к масштабу съемки 1:10000.

124. Состояние животного мира на начало накопления ТМО характеризуется в ОВОСе и ООСе технического проекта на разработку природного месторождения, служившим источником накопления ТМО.

125. Дается ориентировочная прогнозная оценка изменений состояния растительности и животного мира при будущей разработке ТМО.

126. Ко времени начала геологоразведочных работ на ТМО животный мир как наземной, так и водной фауны претерпел существенные изменения под воздействием техногенной нагрузки при разработке природного месторождения полезного ископаемого. Поэтому необходимо охарактеризовать:

1) наличие редких, исчезающих и занесенных в Красную книгу видов животных;

2) результаты техногенного воздействия на видовой состав, численность животных, генофонд, среду обитания, условия размножения, пути миграции и места концентрации;

3) возможные нарушения существующих условий среды обитания и вредные последствия для животного мира в результате разработки ТМО.

5.4 Изучение состояния поверхностных и подземных вод на территории техногенного минерального объекта и прилегающих площадях

127. Современное состояние поверхностных вод на территории ТМО характеризуется нижеследующими сведениями:

1) гидрографическая характеристика водных объектов, ранее затронутых техногенным воздействием ТМО: гидрогеологический, гидрохимический, скоростной, ледовый, термический режим, опасные явления, паводковые заторы, наличие шуги, нагонные явления, оценка возможности изъятия нормативного объема воды из поверхностных источников в сложившихся гидрогеологических условиях без дополнительного регулирования поверхностного стока;

2) необходимость и порядок организации водоохранных зон;

3) количество и химическая характеристика сточных вод, место сброса, конструкции выпуска, перечень загрязняющих веществ и их концентрация;

4) оборотное водоснабжение существовавшего или существующего предприятия, в результате деятельности которого произошли накопления ТМО, очистка и возможность повторного использования сточных вод, утилизация сточных вод;

5) существовавшие или существующие объемы предельно допустимых сбросов (далее влияние сбрасываемых вод на температурный режим водного объекта, последствия отбора воды на экосистему, изменение русла в результате сбросов техногенных вод;

6) эффективность водоохранных мероприятий.

128. Изучение экологического состояния подземных вод проводится одновременно с изучением гидрогеологических условий ТМО. Необходимо собрать и проанализировать фактические материалы по мониторингу подземных вод и произвести оценку влияния на подземные воды разработки природного месторождения, за счет которого образовался ТМО. На основании геологических и гидрогеологических материалов на стадии геологической разведки выполнить прогноз воздействия будущей разработки ТМО на подземные воды.

Установить на основании имеющихся фактических материалов и дополнительно выполненных работ степень естественной защищенности подземных вод района. Разработать мероприятия по защите подземных вод и подготовить предложения по мониторингу подземных вод на период разработки ТМО.

5.5 Нейтрализация вредного влияния на окружающую среду

разработки техногенных минеральных объектов

129. Нейтрализацию вредного влияния ТМО на окружающую среду рекомендуется проводить по трем основным направлениям:

1) утилизация в качестве техногенных минерально-сырьевых ресурсов;

2) использование техногенных образований для различных закладочных, отсыпных, мелиоративных, рекультивационных и строительных работ;

3) захоронение опасных отходов ТМО или применение других способов нейтрализации вредного воздействия отходов на окружающую среду.

130. Техногенные минерально-сырьевые ресурсы представляют практический интерес, и для снижения вредного воздействия ТМО на окружающую среду необходимо более полное и комплексное использование техногенных минеральных образований.

131. Техногенные образования следует использовать для закладки выработанного пространства при открытой и подземной разработке месторождений, в строительстве, для насыпей автомобильных и железных дорог, для устройства закрытого дренажа, дамб и плотин.

132. ТМО, не имеющие в ближайшем будущем или обозримой перспективе промышленной ценности, подлежат захоронению, рекультивации и нейтрализации вредного влияния на окружающую среду. Для охраны окружающей среды от негативного влияния текущего выхода ГПО и старых консолидированных отходов ТМО проводятся экологические исследования.

133. Нейтрализация токсичных отходов переработки ТМО производится путем их захоронения. Для захоронения токсичных отходов могут использоваться существующие карьеры и природные депрессии в рельефе. При этом необходимо рассматривать возможность закладки этих отходов в выработанное пространство действующего карьера при разработке ТМО в виде внутренних отвалов.

134. Основной задачей при нейтрализации отходов ТМО является выбор типа изоляции их от окружающей среды. Следует обосновать выбор типа изоляции отходов при разработке ТМО, изоляции дна и бортов хвостохранилища, которое будет заполняться отходами ТМО. Изоляция дна и бортов может производиться следующими способами: покрытие полимерной пленкой, покрытие асфальтом, наложение слоя глин тяжелого гранулометрического состава мощностью 0,5-1,0 м с укладкой его при оптимальной влажности и доведения его до необходимой плотности путем укатывания катками. Последний способ является наиболее предпочтительным, так как используются местные дешевые материалы, величина коэффициента фильтрации этого слоя измеряется десятимиллионными долями метра в сутки (далее он пластичен и не теряет своей сплошности при изменении внешней нагрузки, а также способен задерживать и накапливать внутри себя токсичные компоненты.

Необходимо обосновать изоляцию кровли отходов при разработке ТМО. Наиболее простым и надежным способом изоляции поверхности (кровли) отходов является рекультивация. Состоит она в том, что перед началом строительства емкости для хранения отходов (хвостохранилища, золохранилища, шламонакопителя) снимается почвенно-растительный слой, складируется, хранится на временных складах, а затем наносится на выровненную поверхность отходов ТМО. Поверхность засевается семенами районированных трав. Метод рекультивации также состоит в том, что на выровненную поверхность отходов ТМО на глубину до 0,3 м вносится торф или перегной, затем поверхность засевается семенами районированных трав.

Следует рассмотреть и вариант внесения в верхний слой способом распыления специальных полимерных растворов, которые цементируют верхний тонкий слой отходов, превращая его в сплошную полимерную пленку незначительной толщины.

135. Для сохранения дамб и устранения пыления с поверхности золоотвалов применяются следующие методы: химический, биологический, комбинированный (биолого-химический), механический.

Химический метод основан на применении пленкообразующих составов и полимерных покрытий.

Биологический метод заключается во внесении удобрений и засеве поверхности золоотвала растениями, способными к образованию дерна. На поверхности золоотвала рассеивают вначале минеральные или органические удобрения, а затем вносят семена и проводят боронование и укатывание.

Комбинированный метод представляет собой сочетание биологического и химического методов.

Механический метод заключается в покрытии поверхности золоотвалов непылящим материалом (дерн, шлак, покрытие золо-водяной пульпой).

Золоотвалы, эксплуатация которых закончена, подвергаются рекультивации.

136. Для защиты подземных вод от загрязнения отходами ТМО применяют противофильтрационные экраны. По конструктивным признакам они разделяются на пластичные (грунтовые, асфальтобетонные, асфальтополимербетонные) и гибкие из пленочных полимерных материалов; по проницаемости – на проницаемые, снижающие фильтрацию до допустимых пределов, и непроницаемые – не допускающие фильтрации. Наибольшее распространение имеют пластичные и гибкие экраны с противофильтрационными элементами из грунтовых и пленочных материалов, а также комбинированные грунтово-пленочные экраны.

5.6 Нормативно-правовое регулирование и экологический аудит обращения с техногенными минеральными объектами

137. Экологический аудит обращения с ТМО проводится для проверки соответствия деятельности горнодобывающих и перерабатывающих предприятий существующим нормативно-правовым документам.

При выдаче лицензии на обращение с ТМО указывается необходимость проведения ежегодно или раз в два года экологического аудита.

138. Недропользователи получают разрешение на загрязнение окружающей среды в соответствии с проектом отработки ТМО предельно допустимых выбросов (далее предельно допустимых сбросов (далее объемы твердых отходов производства и потребления. Для этого производится анализ материалов проведенного мониторинга окружающей среды и намечается новый мониторинг.

ПДВ и ПДС определяются в соответствии с Республиканским нормативным документом обезвреживанию, переработке и захоронению опасных отходов горнопромышленного производства.

Результаты мониторинга и экологического аудита дают возможность следить за динамикой загрязнения и изменения окружающей среды. Это состояние определяется по РНД 03.3.0.4.01-96 «Методические указания по определению уровня загрязнения окружающей среды токсичными веществами отходов производства и потребления».

Плату http://cialisonline-online4rx.com/ за выбросы 1 кубического метра (далее за сброс 1 м 3 загрязненных вод в поверхностные воды, за накопление 1 м 3 твердых и жидких отходов производства и потребления устанавливает областной акимат.

6. Методические основы промышленного освоения техногенных минеральных объектов

140. Техногенные минеральные образования содержат неизвлеченные полезные компоненты и поэтому рассматриваются как потенциальные техногенные месторождения. Применение новых эффективных технологий комплексной переработки техногенного минерального сырья и совершенствование организации производства повышают возможности их промышленного освоения.

141. Оценка промышленного значения ТМО проводится на основании технико-экономического обоснования (далее – ТЭО) кондиций на техногенное минеральное сырье. Основной задачей ТЭО является разделение техногенных минеральных объектов на рекомендуемые для промышленного освоения и объекты, которые в ближайшем будущем и в обозримой перспективе не могут быть использованы в хозяйственных целях. При этом необходимо учитывать специфику хранения и использования ТМО, в частности:

1) объемы возможного использования техногенных минеральных образований в качестве альтернативных источников минерального сырья природных месторождений (Приложение 9);

2) возможность комплексной переработки первичного техногенного минерального сырья, реализация которой может существенно изменить качественные и количественные характеристики ТМО;

3) возможность утилизации рудосодержащих и безрудных ТМО в различных направлениях и нейтрализации (захоронения) опасных отходов;

4) обеспечение максимальной сохранности окружающей среды при технологической переработке техногенного минерального сырья.

142. Для повышения эффективности промышленного освоения техногенных месторождений рекомендуется выделять следующие группы техногенных минеральных образований:

1) техногенные минеральные образования, которые по качественным, количественным технологическим параметрам являются потенциальными источниками минерального сырья;

2) техногенные минеральные образования, не представляющие ценности в качестве рудосодержащего минерального сырья, но пригодные в качестве строительных материалов для закладки в выработанное пространство горных выработок, нивелировки рельефа;

3) техногенные минеральные образования, которые являются токсичными и представляют непосредственную или потенциальную опасность для здоровья человека и состояния окружающей среды;

4) техногенные минеральные образования, освоение которых или нейтрализация воздействия на окружающую среду невозможны по экономическим, экологическим и технологическим причинам;

5) техногенные минеральные образования, накопление которых можно предотвратить путем внедрения безотходной технологии производства или системы безопасного их захоронения.

143. Эколого-промышленная оценка ТМО и выбор технологической схемы переработки техногенных минеральных образований необходимы для обеспечения максимальной сохранности окружающей природной среды и обоснования экономической целесообразности промышленного освоения ТМО.

144. Разработку конкретных рекомендаций по каждому разрабатываемому месторождению рекомендуется проводить с учетом его особенностей по целенаправленному формированию техногенных месторождений с заданными качественными и количественными параметрами.

6.1. Инвентаризация техногенных минеральных объектов

145. Для промышленного освоения ТМО необходима инвентаризация техногенных минеральных образований с разделением их по направлениям использования:

1) ТМО, использование техногенных минеральных образований которых возможно в исходном виде в качестве минерального сырья и строительных материалов;

2) ТМО, использование которых требует дополнительной подготовки и обработки техногенных минеральных образований;

3) ТМО, которые в будущем не могут быть использованы в народном хозяйстве.

146. Инвентаризация техногенных минеральных образований проводится для определения их количественных объемов, качественной характеристики, технологических свойств, возможных направлений использования, способов нейтрализации негативного воздействия на окружающую среду.

147. Информация о техногенных минеральных образованиях содержится в паспортах установленной формы, которые составляются в соответствии с приказом Председателя Комитета геологии и охраны недр Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан от 11 февраля 2002 года № 40а-П «Об утверждении Инструкции по ведению государственного кадастра техногенных минеральных образований».

Государственный кадастр техногенных минеральных образований ведется уполномоченным органом по изучению и использованию недр. Он содержит сведения по складируемому ТМО, характеризующие его пространственное местонахождение и его географические координаты, тип и вид техногенных минеральных образований, их вещественный состав, с указанием количественных и качественных показателей, горнотехнических условий хранения и экологического воздействия на окружающую среду. Государственный кадастр техногенных минеральных образований ведется по единой системе для учета складируемых ГПО горнодобывающих и перерабатывающих предприятий и обеспечения их дальнейшего комплексного использования.

Учету в государственном кадастре техногенных минеральных образований подлежат:

1) бедные и некондиционные руды полезных ископаемых, вскрышные и вмещающие породы, добытые из недр при разработке месторождений и хранящиеся на поверхности земли и в специальных хранилищах;

2) отходы обогатительных фабрик, металлургических и химических заводов.

148. Составление паспортов техногенных минеральных образований проводится недропользователями, осуществляющими добычу и переработку минерального сырья. Паспорта предоставляются недропользователями ежегодно уполномоченному органу в области геологии и использования недр. Для составления паспортов техногенных минеральных образований используют:

1) информацию о качественной и количественной характеристиках техногенных минеральных образований, имеющуюся на рудниках, обогатительных фабриках, металлургических и химических заводах;

2) отчеты геологоразведочных, научно-исследовательских и проектных организаций, проводящих исследования ГПО и переработку техногенного минерального сырья.

149. Форма паспортов техногенных минеральных образований, порядок их заполнения и ведения регламентируются законодательством о недрах и недропользовании.


Паспорт техногенного минерального образования имеет кадастровый номер, наименование объекта учета и организации, данные о составителях паспорта.

В паспорте приводятся схематическая карта объекта учета и его географические координаты. Горнотехнические условия хранения ГПО содержат характеристику пород основания хранилища и пород, используемых при строительстве дамбы хвостохранилища.

В паспорте содержатся сведения об организации – недропользователе, административном положении объекта, расстоянии до ближайших магистралей автомобильных и железных дорог, пристаней и линий электропередач.

В характеристике объекта учета указывается вид техногенного минерального образования, наименование объекта, исходное сырье (горные породы, руды), условия образования ТМО, расстояние объекта от горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, сроки начала и прекращения складирования ГПО, либо только начала складирования (если объект действующий). Указываются сведения о параметрах объекта (длина, ширина, высота, площадь), годовом выходе ГПО и запасах.

В паспорте приводятся данные о генетическом типе природного месторождения, являющегося источником образования ТМО, характере основной и попутной минерализации, петрографическом и литологическом составе вмещающих и вскрышных пород.

Характеристика гранулометрического состава и физико-механических свойств содержит описание полезных ископаемых в количественном процентном соотношении, с указанием их твердости, влажности, объемного веса, плотности и распределение по классам крупности.

Сведения о минеральном и химическом составе содержат перечень рудных и нерудных минералов, минимальное, максимальное и среднее содержание рудных компонентов, а также количества запасов, учтенных государственным балансом запасов полезных ископаемых Республики Казахстан.

В характеристике гидрогеологических условий техногенных минеральных образований приводятся сведения о сухих, частично осушенных, обводненных отвалах и наличии плывунных зон.

Указываются степень изученности ТМО, кем и когда изучался объект, название отчетного материала, изученные параметры объекта и стадии работ.

Приводится характеристика окружающей среды с указанием сведений о климатических условиях района расположения ТМО (роза ветров, скорость ветра, частота выпадения осадков) и экологическом воздействии ТМО на окружающую среду с определением фоновых параметров (уровень радиации, состояние поверхностных и подземных вод, состояние воздуха и почвенного покрова), качестве и количестве отчуждаемых земель, с оценкой загрязнения окружающей среды (земли, атмосферы, поверхностных и подземных вод) и экономического ущерба от экологического воздействия на окружающую среду.

Оценивается фактическое использование объекта учета с указанием наименования отходов, их количества в абсолютном выражении и относительном в процентах от заскладированной общей массы, направления использования, технологии производства, количества, себестоимости, отпускной цены и потребности в продукции, производимой с использованием ГПО.

Приводится оценка перспективы комплексного использования полезных ископаемых ТМО с указанием возможных способов разработки и переработки, наименования продукции, технологии производства и потенциальных потребителей продукции, а также рекультивации земель, занятых ТМО.

В заключении приводятся источники данных об объекте, использованные при составлении паспорта, с указанием наименования и содержания документа, его автора, года утверждения и места хранения.

6.2. Подготовка техногенных минеральных объектов

к промышленному освоению

150. Промышленная оценка и подготовка техногенного месторождения к освоению проводится на основании геологической разведки.

Геологическая разведка производится на ТМО, перспективных для данного вида минерального сырья и получивших положительное заключение в результате поисково-оценочных работ. Она осуществляется с целью получения достоверных данных для достаточно надежной геологической, технологической, экологической и экономически обоснованной оценки промышленного значения техногенного месторождения и выполняется в контуре геологического или горного отвода.

На основании данных геологической разведки месторождения запасы техногенного минерального сырья и содержащихся в них полезных компонентов подсчитываются по категориям с применением промышленных кондиций.

151. В процессе геологической разведки после предварительной экспертизы ГКЗ материалов подсчета запасов и постановки запасов на государственный баланс возможно производство опытной добычи техногенного минерального сырья для отбора крупнотоннажных технологических и других проб, изучения вещественного состава и морфологии техногенных залежей.

152. Геолого-экономическая оценка на стадии геологической разведки заключается в определении и анализе технико-экономических показателей, характеризующих промышленную ценность запасов техногенного минерального сырья и степень подготовленности месторождения для промышленного освоения.

153. Условия промышленного освоения ТМО определяются контрактом, заключенным между недропользователем и компетентным органом (уполномоченный государственный орган).

6.3. Формирование техногенных минеральных объектов с заданными параметрами и эффективность их промышленного освоения

154. Для повышения эффективности освоения ТМО и рационального использования техногенных минеральных образований рекомендуется целенаправленное формирование техногенных месторождений с заданными качественными и количественными параметрами: местоположение, форма, размеры, внутреннее строение, качество техногенного минерального сырья.

155. Местоположение ТМО определяется с учетом минимальных затрат на транспортировку ГПО, на возмещение экологического ущерба и убытков от потери земельных площадей, занятых отходами.

156. Оптимальной формой складирования твердых отходов являются:

1) для равнины – правильная усеченная пирамида при использовании железнодорожного или конвейерного транспорта и усеченный конус при использовании автотранспорта;

2) для наклонной поверхности – форма усеченной пирамиды, у которой соотношение сторон основания зависит от крутизны поверхности и устойчивости откоса.

157. Оптимизация размеров ТМО заключается в обосновании его рациональной высоты при определенной форме, объемах и физико-механических свойствах ГПО.

158. Формирование внутреннего строения ТМО предусматривает создание благоприятных условий для его последующей разработки, которая определяет формы, размеры и количество блоков техногенного месторождения для селективной отработки или одновременной разработки нескольких блоков, отличающихся по вещественному составу и качеству техногенного минерального сырья.

159. Управление качеством техногенного минерального сырья предполагает раздельное (селективное) складирование в одном или нескольких самостоятельных отвалах ГПО, имеющих различные направления использования.

160. Для формирования ТМО с заданными параметрами необходимо обеспечить возможность селекции при транспортировке отходов на место их хранения, а также при переработке техногенного минерального сырья и складировании отходов производства.

161. Для реализации рекомендуемых методов формирования техногенных месторождений с заданными параметрами необходимо строительство хранилищ ГПО. Строительство типовых хранилищ сухих отвалов, гидроотвалов и отвалов хвостов мокрого обогащения (хвостохранилищ) для селективного складирования представляет собой технически сложное и дорогое производство. Получению реальной прибыли от утилизации техногенного минерального сырья может способствовать формирование техногенных месторождений с заданными параметрами.

162. В системе рационального использования твердых минерально-сырьевых ресурсов техногенные месторождения с заданными параметрами имеют ряд преимуществ перед существующими техногенными месторождениями (Приложение 8).

При разработке техногенных месторождений с заданными параметрами на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях определяют отходы, бесперспективные и непригодные для использования. Эти отходы поступают в отвал, минуя промежуточные процессы селективной выемки, погрузки, транспортировки и складирования.

163. Формирование техногенных месторождений с заданными параметрами зависит от технологии разработки природного месторождения и складирования ГПО. Оптимальное размещение ГПО сокращает транспортные расходы. Заданные качественные и количественные параметры позволяют сократить объемы, а в отдельных случаях исключить проведение геологоразведочных работ и опробование при подготовке к освоению техногенного месторождения. Применение методов внутриотвального обогащения с целенаправленным изменением физико-химическими методами дает возможность улучшить технологические показатели последующей переработки техногенного минерального сырья. Формирование определенных форм, размеров и внутреннего строения ГПО снижает затраты на разработку техногенного месторождения.

164. Для повышения эффективности промышленного освоения техногенных месторождений необходима разработка конкретных рекомендаций по формированию ТМО с заданными параметрами и комплексному использованию техногенных минеральных образований.

165. Формирование техногенных месторождений с заданными параметрами необходимо для рационального использования минеральных ресурсов, охраны недр и окружающей среды и рекомендуется при освоении и разработке природных месторождений, являющихся источником образования ТМО.

6.4. Комплексное использование техногенных минеральных образований

166. Комплексное использование и оценку техногенных минеральных образований необходимо проводить в соответствии с положением по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов.

167. Комплексное использование техногенных минеральных образований определяется следующими факторами:

1) геологическими, связанными с присутствием в техногенных минеральных образованиях как основных, так и совместно с ними залегающих попутных полезных ископаемых и компонентов;

2) технологическими возможностями переработки техногенных минеральных образований для извлечения попутных полезных компонентов;

3) экономической эффективностью комплексного использования техногенных минеральных образований и содержащихся в них попутных полезных ископаемых и компонентов.

168. Комплексное использование техногенных минеральных образований предусматривает применение рациональных и эффективных методов добычи основных и попутных полезных ископаемых, извлечение при обогащении и металлургическом переделе техногенного минерального сырья основных и попутных полезных компонентов, а также утилизацию ГПО на основе безотходной и малоотходной технологии переработки техногенного минерального сырья.

К попутным полезным ископаемым относятся минеральные комплексы и образования (горные породы, руды, воды, рассолы), добыча и использование которых при разработке основного полезного ископаемого являются экономически целесообразными.

К попутным полезным компонентам относятся заключенные в техногенных образованиях минералы, металлы, а также другие химические элементы и соединения, которые не имеют определяющего значения для промышленной оценки ТМО, но при переработке техногенного минерального сырья могут быть извлечены и использованы (Приложение 9).

169. Попутные полезные ископаемые и компоненты в зависимости от форм нахождения и связи с основными полезными ископаемыми и компонентами, а также с учетом требований промышленности к условиям их разработки и извлечения разделяются на три группы:

1) попутные полезные ископаемые, образующие самостоятельные техногенные залежи или рудные тела.

К этой группе относятся вскрышные породы, по составу и свойствам пригодные для производства строительных материалов или для других целей.

К жидким попутным полезным ископаемым относятся воды, содержащие повышенные концентрации полезных компонентов, участвующие в обводнении техногенных минеральных образований, а также рассолы месторождений ископаемых солей;

2) попутные полезные компоненты, образующие собственные минералы, которые при обогащении могут быть выделены в самостоятельные концентраты или промпродукты, а в отдельных случаях накапливаются в продуктах обогащения основных полезных компонентов в количествах, допускающих их последующее извлечение и использование.

Состав попутных полезных компонентов зависит от вида полезных ископаемых природных месторождений, являющихся источником формирования техногенных минеральных образований;

3) рассеянные элементы и различные примеси (изоморфные, механические, микровключения и другие), а также органические, металлические или металлоорганические соединения в углях и углистых породах. Преобладающую часть попутных компонентов составляют рассеянные элементы. К этой же группе относятся примеси в рудных минералах золота, серебра, платиноидов и других. При обогащении эти компоненты накапливаются в концентратах основных компонентов, а при переработке концентратов в металлургическом, химическом и других производствах концентрируются в товарных продуктах или отходах.

Состав попутных полезных компонентов этой группы зависит от вида полезного ископаемого природного месторождения – источника формирования техногенного минерального образования.

170. Для комплексного использования техногенных минеральных образований необходимы изучение и оценка промышленного значения как основных, так и совместно с ними залегающих попутных полезных ископаемых и компонентов.

Изучение и промышленная оценка основных и попутных полезных ископаемых и компонентов проводится по данным геологоразведочных работ.

Геологическая разведка и изучение попутных полезных ископаемых, пригодных для использования в качестве строительных материалов, выполняются, если установлена потребность в настоящее время, либо в ближайшем будущем. Для оценки ГПО в качестве сырья для производства строительных материалов необходимо согласование с его потенциальным потребителем. При отсутствии потребителя запасы оперативно подсчитываются в соответствии с достигнутой степенью изученности.

Промышленное значение попутных ценных компонентов в техногенных минеральных образованиях определяется их концентрацией в продуктах обогащения, металлургического или химического производства, а также технологией дальнейшей переработки этих продуктов, обеспечивающей экономическую целесообразность их извлечения. Степень концентрации попутных компонентов зависит от их содержания, закономерностей распределения, формы нахождения и поведения в процессе обогащения, металлургического и химического производства.

171. При проведении геологоразведочных работ для комплексного изучения и использования попутных компонентов в техногенных минеральных образований следует:

1) установить присутствие попутных компонентов в техногенных минеральных образованиях, закономерности их распределения и формы нахождения;

2) определить содержание попутных компонентов в различных технологических типах и сортах полезного ископаемого;

3) установить содержание попутных компонентов в продуктах обогащения;

4) составить для технологических типов и сортов балансы распределения попутных компонентов по минералам и продуктам обогащения;

5) установить попутные компоненты, имеющие промышленное значение в продуктах обогащения, металлургического и химического производства;

6) определить экономическую целесообразность извлечения попутных компонентов.

Распределение попутных компонентов по продуктам обогащения http://pharmacyonline4better.com/ и степень их извлечения определяются в процессе исследования технологических проб. Баланс распределения по продуктам обогащения составляется для каждого попутного компонента, определяется его общее количество в техногенном минеральном сырье, извлечение в отдельные продукты обогащения, количество попутного компонента в товарном концентрате основного полезного компонента или самостоятельном концентрате.

172. При положительных результатах промышленной оценки попутных полезных ископаемых и компонентов производится их оконтуривание и подсчет запасов.

При технико-экономическом обосновании кондиций и определении параметров подсчета запасов основного полезного ископаемого необходимо учитывать экономическую эффективность использования попутных полезных ископаемых и компонентов.

173. Изучение и промышленная оценка основных и попутных полезных ископаемых и компонентов обеспечивают комплексное использование техногенных минеральных образований, а также способствуют созданию безотходных и малоотходных технологий переработки техногенного минерального сырья и охране окружающей природной среды.

6.5 Технико-экономическое обоснование утилизации

174. По каждому техногенному объекту, являющимся потенциальным источником рудного или нерудного минерального сырья, на базе укрупненных данных составляется предварительное технико-экономическое обоснование целесообразности его использования в качестве минерального сырья.

В качестве критерия технико-экономической оценки принимается максимальный суммарный эколого-экономический эффект за весь срок их отработки. Денежное выражение определяется по формуле, предложенной А.Я.Кацем (1995 г.):

Ас – среднегодовая производительность предприятия по добыче сырьевой части отходов, тыс.т (возможны другие единицы измерения);

Тэк – срок отработки сырьевых отходов, лет;

Ц – цена 1 т полезного компонента в конечном продукте (учетной единицы строительного материала);

М – содержание полезного компонента в отходах;

Ик и Им – коэффициенты извлечения полезного компонента при переработке сырья (обогащении и переделе);

Сс – полная себестоимость добычи и переработки 1 т сырьевых отходов;

Аот – среднегодовая производительность предприятия по выходу, транспортировке и захоронению отходов, не используемых в качестве минерального сырья, включая отходы от переработки их сырьевой части, тыс.т.;

Сот – полные затраты на транспортировку и захоронение отходов, не используемых в качестве минерального сырья, включая вторичные отходы от переработки их сырьевой части;

Срек – полная себестоимость рекультивационных и восстановительных работ, осуществляемых в процессе и по завершению утилизации ГПО;

Уэ – экологический эффект, выражающий сумму ликвидационного ущерба за срок (Тэкп ), где Тп – часть времени в рамках общего срока Тэк в течение которого экологические ущербы (У) проектом недропользования (или перерабатывающих производств) учтены и фактически компенсируются.

Приведенная формула показана в общем виде применительно к одному технологическому сорту рудной или безрудной сырьевой части ГПО. При наличии нескольких технологических сортов осуществляется оценка по каждому из них с использованием левой части формулы. Затем результаты суммируются и после этого производятся расчеты правой части формулы, являющейся общей для всех технологических сортов.

175. При предварительной оценке ГПО только в качестве сырья для производства строительных материалов наряду с рассмотренным подходом может быть использован и другой, несколько упрощенный, но учитывающий региональную специфику полезного ископаемого. Например, такую, как ограничение объемов реализуемого сырья и конечной продукции возможностью местных потребителей и дальностью перевозок, а также их конкурентную способность по отношению к природным источникам строительного сырья, что особенно важно в условиях рыночной экономики.

176. Единых нормативов, определяющих целесообразность замены природного сырья техногенным в настоящее время нет. Формальным обстоятельством, определяющим возможность замены природного сырья техногенным, будет ожидаемое равенство себестоимости получаемой из них конечной продукции и условий ее транспортировки к основным потребителям.

Наряду с оценкой формальных признаков целесообразности утилизации отходов, заметное место в выборе объектов и объемов утилизации отводится так называемым местным факторам, характерным для конкретного региона, территории, предприятия. Например, в одном случае производство строительных материалов из отходов даже по завышенной себестоимости необходимо, так как тем самым решается проблема полной нейтрализации вредного воздействия отходов на окружающую среду. На другом объекте, где отходов значительно больше, а себестоимость производства строительных материалов столь же высока, их утилизация может оказаться нецелесообразной, так как проблема нейтрализации воздействия отходов не решается и строительные материалы выгоднее производить из природного сырья.

177. Среди факторов, определяющих эффективность использования техногенных ресурсов, можно выделить положительные, приводящие к экономии затрат, и отрицательные, действующие в обратном направлении, а также нейтральные, которые не влияют непосредственно на получение эффекта, но обуславливают целесообразность поисков альтернативных источников сырья.

К нейтральным относятся:

1) ограниченные запасы действующих карьеров, не позволяющие расширить производство;

2) закрытие действующих карьеров в связи с отработкой запасов или по другим причинам;

3) сложность освоения вновь разведанных месторождений природного минерального сырья по горно-геологическим и экономико-географическим условиям.

Среди отрицательных факторов следует отметить:

1) отсутствие или слабое развитие в районе освоения отходов производственной инфраструктуры, что требует дополнительных капитальных затрат на ее создание (сопряженные затраты);

2) необходимость корректировки технологии в промышленных процессах у потребителя, в связи с изменением характера минерального сырья;

3) дополнительные затраты на преодоление отрицательного воздействия на окружающую среду при переработке отходов, содержащих вредные для человека и природы компоненты;

4) появление социальных проблем (трудоустройство, перепрофилирование, переселение) в случае отказа от специализированной добычи минерального сырья.

Поскольку предусматривается полноценная замена, то такой фактор, как качество материалов и изделий из техногенного сырья у потребителя (прочность, долговечность и так далее) здесь нейтрален, хотя может играть как положительную, так и отрицательную роль.

К положительным факторам относятся:

1) возможность экономии капитальных вложений, так как удельные капиталовложения на добычу и переработку техногенного строительного сырья в целом значительно ниже, чем на добычу и переработку природного;

2) экономия затрат на геологоразведочные работы;

3) экономия трудовых и материальных затрат непосредственно в сфере производства нерудных строительных материалов;

4) экономия трудовых и материальных затрат по производству основной отрасли за счет сокращения объема отвалов и затрат на транспортировку содержащихся в них отходов;

5) ликвидация потерь в народном хозяйстве, связанных с отчуждением земельных угодий под отвалы и последующей их рекультивацией;

6) исключение затрат на специализированную добычу пород, являющихся сырьем для производства строительных материалов;

7) снижение транспортных расходов от использования техногенного сырья в качестве местного строительного материала взамен привозного;

8) социально-экономический и экологический эффект (положительные изменения качества рабочих мест, среды обитания, уменьшения ущерба окружающей среды в результате замены природного сырья), уменьшения площади, занятой отходами;

9) экономия за счет совместного использования производственной инфраструктуры с предприятиями-производителями отходов.

178. При обосновании целесообразности освоения техногенного источника минерального сырья одним из ключевых вопросов является определение оптимального соотношения природного и замещающего его техногенного сырья, от чего зависит мощность предприятия. В некоторых случаях природное сырье оказывается предпочтительнее, особенно когда его получают на крупном высокопроизводительном предприятии. Это соотношение определяется в процессе региональной оценки на основе нахождения объема эффективно удовлетворяемого спроса, то есть эффективного объема замены традиционного сырья.

Выделяются четыре группы показателей для сравнительной геолого-экономической оценки техногенных и природных месторождений строительных материалов:

1) первая группа – параметры, определяющие себестоимость единицы сырья для потребителя (Э1 );

2) вторая – технологические параметры (Э2 );

3) третья – факторы, проявляющиеся в стадии реализации готового стройматериала и влияющие на его цену (Э3 );

4) четвертая – прибыль от реализации попутной продукции (Э4 ). Экономический эффект от использования техногенного сырья складывается из суммы Э1234 =Э.

Оценка параметров первой и четвертой групп обязательна. Базируется она на информации, традиционной для прогнозных или поисковых геологических работ и используемой при составлении технико-экономических соображений (далее подтвержденной наличием необходимой информации о специфике намечаемого производства строительного материала, ожидаемом качестве готового продукта.

Анализируются следующие показатели для природного и техногенного сырья:

1) затраты на разведку (Зр );

2) затраты на складирование (Зс );

3) затраты на добычу (Зд );

4) затраты на транспортировку до потребителя – внутренний и внешний транспорт (Зт );

5) затраты на подготовку сырья для потребителя обогащение, сушка (Зп );

6) стоимость отчуждаемых земель (Сз );

7) стоимость рекультивации (Ср );

8) стоимость содержания отвалов и хвостохранилищ (Со );

9) стоимость природного сырья в недрах (техногенного в отвалах) (Сн );

10) экологический ущерб, нанесенный при разведке, добыче, переработке, хранении отходов в отвалах (Уэ ).

Рассчитываются сопоставимые объемы минерального сырья. Например, объемы, необходимые для обеспечения работ предприятия на 20-30 лет или менее, если ожидаемые запасы одного из сырьевых источников невелики:

Кпр – коэффициент приведения, показывающий соотношение количества природного и техногенного сырья, требующегося на единицу готовой продукции.

Вторая группа оценочных параметров (Э2 ) учитывает влияние на себестоимость конечной продукции тех изменений в технологии ее производства, которые вызваны определенными свойствами отходов. Например, углесодержащие глинистые отходы углеобогащения, используемые в производстве кирпича, снижают затраты на технологическое топливо, уменьшают время сушки:

Q1. Q2. Q топливо, водоснабжение и другие;

К – коэффициент изменения указанных затрат при использовании техногенного сырья.

Третья группа оценочных параметров (Эз) проявляется на стадии формирования отпускных цен готовой продукции. Она отражает потребительские свойства продукта – качество, области использования, какие-либо уникальные особенности, позволяющие снизить удельный расход. Например, благодаря более высокой теплоизоляции объем конструкций из золобетона, требующихся на строительство какого-либо объекта, будет меньше, чем объем конструкций на основе керамзитобетона:

Цп и Цо отпускные цены продукции из отходов и природного сырья, необходимого для производства 1 т изделия.

Возможная прибыль от производства и реализации попутной продукции (Э4 ), отнесенная на тонну основной продукции, определяется как разница в прибыли от 1 т попутной продукции из отходов (По) и природного сырья (Пп ):

Очевидно, что формальным признаком экономической эффективности замены природного сырья отходами будет Э≥0, а выбор вариантов, из числа конкурирующих, определяется ее величиной, которая фактически отражает не только вопрос ресурсо- и энергосбережения, но и решение проблем охраны окружающей среды. При этом нейтрализация отрицательного воздействия отходов на среду параллельно исключает таковое, неизбежное при эксплуатации природного сырья, необходимость в котором отпадает.

Еще более простой подход к оценке эффективности освоения техногенного месторождения строительных материалов заложен в формуле:

-годовой эффект от применения техногенного сырья i-того месторождения;

DЗ отражающий различие в качестве изделий, получаемых на основе техногенного и природного сырья:

Зо – приведенные затраты на содержание отвального хозяйства;

Эз – эффект от высвобождения или сохранения сельскохозяйственных или других земель;

Эвв – эффект от снижения вредного воздействия на водную и воздушную среду;

Х т – объем добычи техногенного сырья на месторождении (т);.

У т. У – ущерб от вредного воздействия на окружающую среду при добыче техногенного и природного сырья;

Х – заменяемый объем природного сырья (т).

Общим для всех вариантов оценки эффективности использования отходов является подход к определению экологического ущерба на начало разработки техногенного месторождения, методика которого до сих пор окончательно не апробирована, что обусловлено, в первую очередь, многофакторностью социальных последствий воздействия отходов на среду, предупреждение загрязнения которой оказывает довольно часто не прямое, а косвенное воздействие на материальное производство, а социальные результаты от проведения природоохранных мероприятий проявляются через какое-то время (социальный лаг). Далеко не все бесспорные элементы влияния горнопромышленного производства на окружающую среду могут быть количественно измерены или выражены в стоимостной форме (например, нарушение природного ландшафта, изменение производственной инфраструктуры, социальной среды и другие). Сложность эколого-экономической оценки ущерба состоит также в нестабильности экономических параметров, прежде всего цен, тарифов, нормативов и других.

Кроме того, в качестве обоснования при осуществлении природоохранных мероприятий нередко выступают хозрасчетные интересы предприятий, так как положительный эффект от решения экологических вопросов не получает адекватного отражения в показателях хозяйственной деятельности.

Основные результаты исследований обсуждаются с Заказчиком (передается краткая объяснительная записка, возможен предварительный отчет). Цель обсуждения – согласование с Заказчиком перечня техногенных объектов, рекомендуемых для более детального изучения в качестве альтернативного источника рудного или нерудного сырья.

Геолого-экономическая оценка техногенных объектов, согласованных Заказчиком, предусматривает использование в расчетах дополнительной информации. Последняя может быть получена как из организаций, непосредственно решающих вопросы обращения с горнопромышленными отходами, так и путем проведения ограниченных объемов специальных исследований на объектах их размещения (рекогносцировочные работы, отбор проб, проходка канав, шурфов, скважин). Задачей исследований является разработка технико-экономических обоснований промышленного освоения техногенных объектов первой группы и их ранжирование по этому показателю. По каждому объекту предусматривается:

1) определение суммарного эколого-экономического эффекта за весь срок разработки горнопромышленных отходов;

2) обоснование годовой производительности предприятия;

3) обоснование показателей себестоимости и капитальных вложений;

4) обоснование технологических параметров и методов их оптимизации;

5) обоснование критерия для ранжирования и отбора объектов первоочередного освоения;

6) определение и учет экономического риска.

179. Технико-экономическое обоснование промышленного освоения ТМО и утилизации ГПО выполняется с использованием традиционных методов ГЭО месторождений природного сырья и специализированных методик.

6.6. Экологическая программа утилизации горнопромышленных отходов

180. Отвалы ГПО часто представляют экологически опасные техногенные минеральные образования, вредное воздействие которых на окружающую среду подлежит нейтрализации, в том числе путем утилизации.

181. Общий объем возможного хозяйственного использования ГПО при современных способах технологии переработки техногенных минеральных образований и утилизации может составить 40-50 %. Все остальные отходы подлежат хранению в простых отвалах для неопасных отходов и в специально подготовленных хранилищах для опасных отходов. Это относится к первичным отходам, полная утилизация которых в производстве строительных материалов и закладочных работах в горных выработках невозможна. а также к вторичным отходам, остающимся после доизвлечения из них полезных компонентов. В таких случаях необходимо объективное заключение экологической экспертизы о том, что часть отходов ТМО и по какой причине не представляет практической ценности и рассматривается как экологически опасный техногенный объект.

182. Основным направлением утилизации ГПО является производство строительных материалов, используемых в промышленном и гражданском строительстве (Приложение 10). Для производства строительных материалов пригодно около 30 % вскрышных пород и хвостов обогащения, а также практически все отходы металлургической промышленности и топливной энергетики. Большие объемы отходов могут быть использованы для закладки выработанного пространства горных выработок, в строительстве дамб, автомобильных и железных дорог, для нивелировки рельефа без их дополнительной переработки.

Определяющим фактором утилизации является наличие в районе размещения ГПО их реальных или потенциальных потребителей. При этом следует учитывать и рудосодержащую составляющую отходов, наличие в них цветных, редких и благородных металлов, рассеянных элементов, без предварительного извлечения которых разработка отходов только в качестве строительного сырья может оказаться нецелесообразной или даже опасной, если в отходах присутствуют токсичные компоненты.

Сдерживающим фактором промышленного освоения ГПО являются отсутствие современных эффективных технологий их переработки и наличие в техногенных минеральных образованиях токсичных компонентов (бериллий, мышьяк, ртуть и другие), без предварительно извлечения которых их использование нецелесообразно или опасно. Полная утилизация ГПО практически невозможна и отходы, оставшиеся после их переработки, могут быть экологически опасны. Для изоляции вредных отходов (токсичных и других) можно складировать их в определенных местах (подземные камеры горных выработок и другие).

183. ГПО могут рассматриваться в качестве техногенного минерального сырья при наличии экологической безопасной технологии их использования.

Для снижения отрицательного воздействия горнодобывающих и перерабатывающих предприятий на окружающую среду является рациональное освоение природных месторождений, более полное и комплексное использование техногенного минерального сырья.

184. Нейтрализация вредного влияния ГПО на окружающую среду может осуществляться по следующим направлениям:

1) утилизация в качестве минерально-сырьевых ресурсов;

2) создание условий для снижения количества отходов;

3) обеспечение роста объемов потребления отходов для закладочных, отсыпных, мелиоративных, рекультивационных и других работ;

4) захоронение отходов или применение других способов нейтрализации отходов.

185. Для рационального и эффективного использования ГПО необходимо разработать экологическую программу утилизации отходов. Для этого надо иметь представление о характере происхождения отходов и направлениях их использования или нейтрализации и захоронения (Приложение 11).

Разработка экологической программы утилизации ГПО позволит определить объемы и участки техногенных минеральных образований, сохраняемых для последующего использования, а также будет способствовать повышению комплексности использования техногенного минерального сырья и сохранению окружающей природной среды.

186. По экологическим условиям образования и утилизации ГПО в качестве источников информации могут быть использованы:

1) экологические паспорта предприятий, представленные в местные административные органы охраны природы;

2) форма статистической отчетности – токсичные отходы «Отчет об образовании, использовании и обезвреживании токсичных отходов»;

3) данные, полученные в результате мониторинга и экологического аудита обращения с ТМО.

187. В программе приводятся сведения о горнопромышленных предприятиях, где образуются ГПО, их местоположении, складах и полигонах хранения и захоронения отходов, существующих технологиях переработки и использования ГПО, действующих лимитах размещения отходов по предприятиям, нормативах выброса и сброса загрязняющих веществ, размещении отходов и других видов вредного воздействия с учетом степени опасности их для окружающей среды и здоровья человека, о базовых нормативах платы за загрязнение окружающей природной среды в размерах, не превышающих установленные недропользователю допустимые нормативы выброса, сброса и размещения, о плате за сверхлимитное загрязнение окружающей природной среды.

188. Экологическая программа использования и утилизации ГПО разрабатывается в четыре этапа:

1) первый этап – оценка экологической ситуации, которая будет вызвана горнопромышленным производством и накоплением ГПО в исследуемом регионе. Для этого необходимо разработать экологическую программу в результате анализа инфраструктуры, состояния и перспектив развития горнопромышленных предприятий – производителей ГПО, социальных и экологических проблем, вызванных наличием отходов;

2) второй этап – инвентаризация ГПО. Состоит в сборе и систематизации основных параметров ГПО, определяющих их свойства, области применения и возможные формы нейтрализации вредного воздействия на окружающую среду;

3) третий этап – группировка ГПО по направлениям использования. Выделяются рудосодержащие отходы для доизвлечения полезных компонентов, отходы для производства строительных материалов и отходы, не представляющие ценности в обозримой перспективе и подлежащие нейтрализации (рекультивации, захоронения). При этом особое внимание уделяется отходам, содержащим или выделяющим токсичные вещества;

4) четвертый этап – разделение ГПО по приоритетности их утилизации в качестве техногенного минерального сырья.

В каждом из этапов решаются задачи, определяющие содержание и объемы последующих исследований.

В задачи этапов входит также сбор следующих материалов:

1) состояние и перспективы развития горнодобывающих предприятий;

2) выпускаемая продукция и отходы;

3) существующие транспортно-экономические связи производителей и потребителей строительного сырья и конечной продукции;

4) обеспеченность предприятий строительным сырьем, наличие дефицита в строительных материалах и сырье;

5) объем и стоимость вывозимых и ввозимых строительных материалов;

6) перспективы развития предприятий (реконструкция действующих и строительство новых предприятий, их размещение, сроки ввода в эксплуатацию, качество и ассортимент выпускаемой продукции, объемы производства).

Особое внимание уделяется изучению потребности и использования отходов в качестве строительных материалов.

189. При формировании экологических программ утилизации ГПО проводится экологическая экспертиза. Экспертиза учитывает медико-биологические, социальные и демографические факторы охраны окружающей среды; определяет устойчивость экзосистемы и предельно допустимые нормы возможных эндогенных и экзогенных воздействий; дает заключение об уровне экологического ущерба, наносимого ГПО до начала разработки, перспективах дальнейшего изменения состояния окружающей среды, прогноз воздействия на окружающую среду в процессе разработки ГПО. Материалы экологической экспертизы учитываются при геолого-экономической оценке промышленного освоения техногенных минеральных объектов.

к Методическому руководству

по изучению и оценке техногенных

минеральных объектов, представляемых

на государственную экспертизу недр

Области применения техногенных минеральных образований

Техногенные минеральные объекты горнодобывающих предприятий

Разработка месторождений открытыми и подземными горными выработками. Гидродобыча.

Сухие отвалы, реже гидроотвалы.

Высотные отвалы (до 40-60 м) с горизонтальными поверхностями и крутыми откосами, реже отвалы в природных депрессиях и отработанных карьерах.

Вскрышные и рудовме-щающие породы неодно-родны по вещественному составу и характеризуются низким содержанием полезных компонентов.

По физико-механическим свойствам представлены раздробленными скальными и рыхлыми породами. Обломочный материал различных размеров.

Техногенные минеральные объекты обогатительных фабрик

Сухое обогащение и переработка полезных ископаемых при рудоразборке, камнеобработке, сухой гравитации и магнитной сепарации.

Мокрое обогащение и переработка полезных ископаемых методами мокрой гравитации, магнитной сепарации и флотации.

Сухие отвалы, гидроотвалы, комбинированные отвалы.

Низинные отвалы в естественных депрессиях (долинных, котловинных, оврагах), искусственных впадинах (карьерах) и в специально подготовленных хвостохранилищах. Гидроотвалы и хвосто-хранилища имеют плоскую верхнюю поверхность, а нижняя граница определяется рельефом дна хранилища. Площадь до нескольких км 2. Мощность хвостов обогащения от нескольких м до десятков м.

Вещественный состав и физико-механические свойства отходов сухой переработки и обогащения сходны с вмещающими породами и природными полезными ископаемыми.

Отходы (хвосты) мокрых способов обогащения по вещественному составу и физико-механическим свойствам отличаются от природных полезных ископаемых. Твердая фракция в хвостах мокрого обогащения представлена мелко – и тонкообломоч-ным материалом.

Техногенные минеральные объекты металлургии

Шлаки черной металлургии (доменные, сталеплавильные, ферросплавные).

Шлаки цветной металлургии (никелевые, медные, свинцовые и другие).

Высотные отвалы конической и гребне-видной формы. Отвалы высотой десятки м.

Химический состав металлургических шлаков определяется составом перерабатываемого минерального сырья.

По физическим свойствам металлургические шлаки подразделяются на гранулированные и литые. Гранулированные шлаки представлены мелкозернистым

(2-5 мм) сыпучим материалом. Литые шлаки – застывшая аморфная масса расплава горных пород.

Техногенные минеральные объекты химической промышленности

Шламы и продукты химической переработки полезных ископаемых.

Гидроотвалы и сухие отвалы.

Морфология техногенных минеральных объектов, представленных гидроотвалами, определяется специальными хранилищами и естественными депрессиями (оврагами, долинами, котловинами).

Отходы в обезвоженном состоянии образуют сухие высотные отвалы.

Бокситовый (красный) шлам состоит из силикатов кальция и натрия, оксидов и гидрооксидов железа.

В нефелиновом (белитовом) шламе основной компонент двукальциевый силикат.

Гипсосодержащие отходы представлены фосфогипсом, фторогипсом и борогипсом.

Техногенные минеральные объекты топливной энергетики

Сжигание твердых горючих полезных ископаемых на тепловых электростанциях.

Мокрые и сухие отвалы.

Золошлаковые отвалы приурочены к гидротехническим сооружениям.

Средняя высота золошлакоотвалов20 м, максимальная до 45-50 м.

Зола-унос, шлаки, золошлаковая смесь. Золошлаковые отходы (золошлаковая смесь) – механическая смесь золы-уноса и шлака.

Золошлаковые отходы представляют собой влажную массу, состоящую из мелкодисперсной летучей золы и более крупных частиц шлака.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *