Оценка рисков в Донецком бассейне Закрытие шахт и породные отвалы Филипп Пек



страница21/35
Дата17.10.2016
Размер3,33 Mb.
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   35

6.6Пример из практики 6: Компьютерные программы, используемые при планировании разработки и восстановлении шахты.


Шахта: Рейвенсворс Майн, Новый Южный Уэльс, Австралия эксплуатация – компания с ограниченной ответственностью Peabody Resources Pty Ltd

В Рейвенсворсе крупномасштабная добыча угля открытым способом была начата в 1972 году. Расположенный в 20 км на северо-восток от Синглтона в Новом Южном Уэльсе, Австралия. Добываемый уголь конвейером транспортировался к прилегающей электростанции Бейсуотерс и Лиддел. Рейнсворс майн добывает 6 млн тонн товарного угля в год, что составляет около 30% от общей потребности в угле для производства электроэнергии в Новом Южном Уэльсе.

Методы разработки – комбинация открытой добычи и бестранспортной системы с перевалкой вскрыши драглайном по удалению промежуточных пород, покрывающих уголь и выемка прослоек.

Добыча ведется в 8 угольных пластах. Их толщина варьируется от 0,3 – 0,8 метров и до 120 метров ниже поверхности.

Вскрыша, удаляемая драглайном размещается в пустотах предыдущих выработок. Уголь добывается постепенно по мере обнажения пластов: 13метровыми электрическими одноковшовыми экскаваторами, 15 метровыми фронтальными погрузчиками и парком самосвалов с задней разгрузкой, грузоподъемносью 109 тонн. Руководство компании Peabody Resources признало, что добыча угля является лишь промежуточным использованием земель. Поэтому план восстановления является неотъемлемой частью процесса добычи.

Использование компьютерных проектировочных программ приводит к существенной экономии финансовых средств, более быстрому планированию и пере-проектированию объекта.





Рисунок 6 16 Оператор проектирования шахты КАД

ФОТО : Peabody Resources

Реабилитационные работы на землях с нарушенным покровом тщательно планируются и выполняются. Этот процесс начинается задолго до начала активной добычи с предварительной оценки продуктивности и пригодности земель, исследования почвы и густоты дренажной сети. Также до начала добычи и после завершения программы поисково-разведочного бурения, создается геологическая модель с использованием специального программного обеспечения.

Эта модель дает возможность инженерно-техническому персоналу определять ресурсы угля в любой точке/зоне добычи. На основе геологической модели определяются ресурсы шахты и расположение вскрышных пород; блоки данных передаются в программное обеспечение ХРАС, для планирования разработки шахты. Помимо других задач, для каждого разрабатываемого блока ХРАС определяет количество вскрыши, необходимых для обнажения определенных залежей угля.

Ежегодно совершается облет территории шахты, в ходе которого объект фотографируется для получения цифровой модели местности и ортофотоснимков. Ортофотоснимки необходимы для создания карт с использованием аэроснимков. Карты используются для сравнения реального уровня восстановления с запланированным, определения дальнейшего размещения породных отвалов и их соответствия окончательному плану восстановления. Цифровая модель местности используется программным обеспечением CivilCAD (гражданская система автоматизированного проектирования) для разработки рабочих планов.

Программа CivilCAD рассчитывает количество выемки и засыпки необходимой в соответствии с критериями окончательного проектирования рельефа. Предпочтительный вариант проектировки рельефа, затем, подстраивается под существующие объемы материалов для того, чтобы оптимизировать формировочные работы при помощи бульдозера.

После этого модель из CivilCad передается в АвтоCAD, рабочие планы в масштабе 1:2000. В соответствии с планами производятся контрольные исследования и земляные работы.

Контролирующий персонал использует планы для оценки выполнения стратегического размещения вскрышного материала и необходимости формировочных работ при помощи бульдозера.

Все параметры проектировки рельефа должны соответствовать определенной крутизне и длине склона, густоте дренажной сети и вписываться в природный ландшафт.

Этот метод проектирования рельефа является полуавтоматической системой, специально разработанной в Рейвенсворс с использованием коммерчески доступного программного обеспечения.

Постоянное наличие информации о том, что необходимо для завершения формирования рельефа, позволило компании сэкономить значительные средства.

Размещение вскрышного материала было оптимизировано, что снизило затраты на обработку почвы и уменьшило время работы бульдозера для формирования рельефа.


6.7Пример из практики 7: Система автоматизированного проектирования для восстановления шахт


Шахта: Камбалда, Западная Австралия, эксплуатируется WMC Resources Ltd

В данном примере описывается использование системы автоматизированного проектирования для управления и восстановления породных и вскрышных материалов при добыче золота и никеля в Камбалде, 50 км к югу от Калгурли, восточные месторождения золота.

Исторически, породные отвалы подземных никелевых рудников Камбалды были плосковерхими, состояли из свежей породы, редко были больше 10 га по площади и не выше верхушек деревьев, находящихся неподалеку. Восстановление поверхностных слоев почв не практиковалось. В отличие от них, более поздние породные и вскрышные отвалы, образовавшиеся при добыче золота, занимали в 6 раз больше площади, были значительно выше и имели больший процент окисленного материала.

Всего, породные отвалы в Камбалде занимают площадь более 800 гектаров, из них более 70 процентов находятся в на этапе завершения восстановительных работ.

Задачи восстановления в Камбалде: рельеф после завершения добычи должен быть безопасным, стабильным, не загрязняющим окружающую среду, пригодным для предлагаемого конечного использования земель, совместимым с окружающим природным ландшафтом, должен иметь восстановленный самоподдерживающий растительный покров, состоящий из различных местных видов, типичных для данных сред обитания. Типичные породные отвалы золотых приисков имеют форму плосковерхих плато с боковыми склонами обычно под углом естественного откоса (37ú38°). Многие шахты все еще практикуют насыпку пустой породы на вершину отвала с последующим перепрофилированием склона по завершении добычных работ. WMC изучил возможность применения программного обеспечения SURPAC (и другого программного обеспечения) для проектирования отвалов, причем отвалы рассматриваются как перевернутые карьеры. Усовершенствованные возможности компьютерного проектирования использовались при апробировании прогрессивного восстановления породных отвалов.

Результатом дальнейших исследований стали следующие шаги по разработке требуемого профиля породного отвала на этапе планирования до начала добычных работ.

Этап определения выполнимости – получение аэроснимков, перевод в цифровое состояние информации в горизонталях и нанесение на карту: растительности, типов водных объектов и местности с указанием территории предлагаемой для размещения отвалов, разработка сечения поверхности и наложение горизонталей.

Этап измерения объема – расчет общего объема отвалов исходя из данных по разработке месторождения с учетом коэффициента разрыхления. Посещение места отвалов для визуального определения и геотехнического обоснования верхней и нижней границ отвала, а также условий его дренажа.

Этап окончательного проектирования – создание горизонталей отвала с учетом материала имеющегося в наличии для заполнения существующего профиля рельефа, обозначение оптимального размещения специальных объектов, таких как уловитель ила, откаточных путей, а также размещение породных отвалов содержащих вредные вещества.

Создать трехмерную схему, демонстрирующую рельеф до начала горных работ и предполагаемый рельеф после окончания горных работ для работы персонала.





Рисунок 6 17Пример компьютерного проектирования трехмерной модели прелагаемого шахтного объекта

Результатом дальнейшей работы с компьютерным программным обеспечением стала разработка домашней программы под названием SURDUMP. Эта программа применяется при проектировании отвалов, которые нуждаются в перепрофилировании. Данная программа изменяет форму существующих отвалов в соответствии с заданными углами откосов и значениями уступов. В настоящее время несколько коммерческих программ по проектированию шахт предлагают похожие проектировочные инструменты.

Последний шаг данного процесса – маркшейдер на месте размечает линию смоделированного отвала до начала сброса породных материалов. Снятие верхнего слоя почвы можно производить постепенно до начала сброса породных материалов с последующим размещением на завершенных участках отвала. В этом случае жизнеспособность почвы и содержащихся в ней семян подвергается меньшему негативному воздействию, что обеспечивает экономию средств (при закупке семян) и способствует успеху восстановительных работ.

Этот подход использовался при моделировании месторождения никеля Север 132. В дополнение к традиционным видам работ при планировании добычных работ (оптимизация карьера, расчет объема), была проведена работа по предварительному моделированию биофизических характеристик, включая дренажный бассейн, оценку эрозийного потенциала, фильтрации, качества и наличия почвы, визуальной ценности.

Была выбрана следующая стратегия размещения отходов:


  • Сохранение остаточной растительности на склонах поднимающихся вверх (по возможности) для усиления естественного повторного прорастания и распространения семян

  • Укладка породных материалов складками в неглубоких впадинах и воссоздание дренажных линий

  • Снятие растительности и верхнего слоя почвы по горизонталям, размещение породных материалов по заданным показателям гребней(пиков) и уступов, постепенное поднятие верхнего почвенного слоя, завершение восстановления поднимающихся вверх склонов с использованием свежей почвы

  • Определение крупных дренажных линий, исключения воздействия на них, создание 20 метровой буферной зоны зеленых насаждений до основания отвала

  • Обеспечение управления стоками и заиливанием с использованием гравийной дрены (дренажной канавы, заполненной булыжником) на длинных склонах, которая

    • Связана с горизонталями

    • Сформирован бульдозером, таким образом, что образовано несколько небольших прудов для отстаивания ила до того как стоки попадут в существующую дренажную систему (водосток).

Восстановительные работы на Север 132 были закончены в сентябре 1992 года. Оценка эффективности восстановительных работ проводилась в 1997 году в рамках программы CSIRO по исследованию восстановленных участков добычи – Индикаторы успешного восстановления экосистем. В данной программе использовался анализ рельефа, а также ряд индикаторов для проведения общей оценки успешности восстановления экосистем. Несмотря на то, что мониторинг объекта продолжается, данные полученные до настоящего времени свидетельствуют о том, что характеристики восстановленного объекта подобны показателям контрольного объекта.

Результаты Север132 показали, что интегрированный подход при планировании разработки шахты способен устранить догадки и предположения, связанные с вопросами планирования отвалов, избирательного размещения материалов, перепрофилирования затрат и расчета площади поврежденной территории. Применение методов моделирования, которые уделяют особое внимание восстановлению природных характеристик, могут помочь в усовершенствовании процесса восстановления.

Породные отвалы, которые в конечном итоге вписываются в существующий ландшафт, совпадают с позицией, согласно которой обыча полезных ископаемых является только промежуточным, а не конечным использованием земли. Наилучшее определение конечного использования земель, а также повышение продуктивности (в ходе добычных работ) можно достичь, уменьшив количество предположений.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   35


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница