Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Добыча и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов)"

Новый

Постановление Правительства Республики Казахстан от 29 декабря 2023 года № 1251

      В соответствии с пунктом 6 статьи 113 Экологического кодекса Республики Казахстан Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:

      1. Утвердить прилагаемый справочник по наилучшим доступным техникам "Добыча и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов)".

      2. Настоящее постановление вводится в действие со дня его подписания.

  Утвержден
постановлением Правительства
Республики Казахстан
от 29 декабря 2023 года № 1251

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Добыча и обогащение железных руд
(включая прочие руды черных металлов)"

Оглавление

      Оглавление

      Список схем/рисунков

      Список таблиц

      Глоссарий

      Предисловие

      Область применения

      Принципы применения

      1. Общая информация

      1.1. Структура и технологический уровень отрасли

      1.2. Минерально-сырьевая база

      1.3. Технико-экономические показатели отрасли

      1.4. Основные экологические проблемы

      1.4.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

      1.4.2. Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

      1.4.3. Воздействие на земельные ресурсы и почвенный покров

      1.4.4. Образование и управление отходами производства

      1.4.5. Потребление энергетических, сырьевых и водных ресурсов

      1.4.6. Факторы физического воздействия

      1.4.7. Воздействие при ликвидации и рекультивации

      2. Методология определения наилучших доступных техник

      2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

      2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

      2.3. Экономические аспекты внедрения НДТ

      2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

      2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

      2.3.3. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

      2.3.4. Прирост себестоимости на единицу продукции

      2.3.5. Соотношение затрат и экологического результата

      2.4. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду

      2.5. Расчет на установке

      3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

      3.1. Открытая добыча руд черных металлов

      3.1.1. Снятие и складирование плодородного слоя почвы

      3.1.2. Вскрытие карьерного поля

      3.1.3. Вскрышные работы

      3.1.4. Системы разработки

      3.1.5. Буровзрывные работы

      3.1.6. Добыча руды

      3.1.7. Транспортировка

      3.1.8. Первичное дробление

      3.1.9. Обращение со вскрышными породами

      3.1.10. Карьерный водоотлив

      3.1.11. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      3.2. Подземная добыча руд черных металлов

      3.2.1. Вскрышные работы

      3.2.2. Подготовка

      3.2.3. Системы разработки

      3.2.4. Крепление выработок

      3.2.5. Отбойка и дробление руд

      3.2.6. Доставка и выпуск руды

      3.2.7. Транспортировка и подъем, доставка и выпуск руды

      3.2.8. Поддержание выработанного пространства

      3.2.9. Шахтный водоотлив

      3.2.10. Рудничная вентиляция

      3.2.11. Обращение с пустыми породами

      3.2.12. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      3.3. Обогащение руд черных металлов

      3.3.1. Основные методы обогащения

      3.3.1.1. Гравитационные методы обогащения

      3.3.1.2. Магнитные методы обогащения

      3.3.1.3. Флотационные методы обогащения

      3.3.1.4. Электрические методы обогащения

      3.3.1.5. Специальные методы обогащения

      3.3.2. Дробление, измельчение, классификация

      3.3.3. Обогащение руд черных металлов

      3.3.4. Обезвоживание, сушка концентрата (аглоруды), обеспыливание

      3.3.5. Складирование, транспортировка

      3.3.6. Водоподготовка, оборотное водоснабжение

      3.3.7. Управление отходами производства

      3.3.8. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      3.4. Производство окатышей.

      3.4.1. Подготовка шихты

      3.4.2. Окомкование, классификация

      3.4.3. Термическая обработка окатышей

      3.4.4. Сортировка, складирование, транспортировка, отгрузка готовых обожженных окатышей

      3.4.5. Водоподготовка, оборотное водоснабжение

      3.4.6. Управление отходами производства

      3.4.7. Потребление энергетических, сырьевых и водных ресурсов

      4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

      4.1. Ведение комплексного подхода к защите окружающей среды

      4.2. Внедрение систем экологического менеджмента

      4.3. Внедрение систем энергетического менеджмента

      4.4. Мониторинг эмиссий

      4.4.1. Компоненты мониторинга

      4.4.2. Исходные условия и параметры

      4.4.3. Периодический мониторинг

      4.4.4. Непрерывный мониторинг

      4.4.5. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух

      4.4.6. Мониторинг сбросов в водные объекты

      4.5. Проведение планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания оборудования и техники

      4.6. Управление отходами

      4.7. Управление водными ресурсами

      4.8. Снижение уровней физического воздействия

      4.9. Рекультивация нарушенных земель

      5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

      5.1. Внедрение систем автоматизированного контроля и управления в технологическом процессе

      5.1.1. Автоматизированные системы управления горнотранспортным оборудованием

      5.1.2. Автоматизированные системы управления технологическим процессом

      5.2. НДТ в области энерго- и ресурсосбережения

      5.2.1. Применение частотно-регулируемого привода на различном оборудовании (конвейерное, вентиляционное, насосное и т. д.)

      5.2.2. Применение энергосберегающих осветительных приборов

      5.2.3. Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности

      5.2.4. Применение устройств компенсации реактивной мощности, а также фильтро-компенсирующих устройств, для фильтрации высших гармоник и компенсации реактивной мощности в электрических сетях предприятий

      5.2.5. Применение современных теплоизоляционных материалов на высокотемпературном оборудовании

      5.2.6. Рекуперация тепла из теплоты отходящего процесса

      5.2.7. Применение неформованных огнеупорных материалов для футеровки обжиговых машин

      5.3. НДТ для технологических процессов открытой и подземной добычи, обогащения и производства окатышей

      5.3.1. НДТ производственного процесса добычи руд

      5.3.2. НДТ производственного процесса обогащения руд

      5.3.3. НДТ для процесса производства окатышей

      5.3.4. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов при проведении буровых работ в карьерах и шахтах

      5.3.5. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов при проведении взрывных работ на карьерах и шахтах

      5.3.6. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение неорганизованных выбросов при транспортировке, погрузочно-разгрузочных операциях

      5.3.7. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение неорганизованных выбросов при хранении руд и продуктов их переработки

      5.3.8. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов пыли от организованных источников выбросов

      5.3.9. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов SOот организованных источников выбросов

      5.3.10. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов NOx от организованных источников выбросов

      5.3.11. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов CO от организованных источников выбросов

      5.3.12. НДТ, направленные на предотвращение и снижение сбросов сточных вод

      5.3.13. НДТ, направленные на управление и сокращение воздействия производственных отходов

      6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам

      6.1. Общие НДТ

      6.1.1. Система экологического менеджмента

      6.1.2. Управление энергопотреблением

      6.1.3. Управление процессами

      6.1.4. Мониторинг выбросов

      6.1.5. Мониторинг сбросов

      6.1.6. Шум

      6.1.7. Запах

      6.2. Неорганизованные выбросы

      6.3. Организованные выбросы

      6.3.1. Выбросы пыли

      6.3.2. Выбросы диоксида серы

      6.3.3. Выбросы оксидов азота

      6.3.4. Выбросы оксида углерода

      6.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

      6.5. Управление отходами

      6.6. Требования по ремедиации

      7. Перспективные техники

      7.1. Перспективные техники в области добычи железных руд открытым и подземным способом

      7.1.1. Беспилотная техника

      7.1.2. Беспилотные тяговые агрегаты

      7.1.3. Автосамосвалы на альтернативных источниках энергии

      7.1.4. Автоматизированная система управления буровыми работами и зарядными машинами

      7.1.5. Применение систем высокоточного позиционирования ковша для забойных экскаваторов

      7.1.6. Применение беспилотных летательных аппаратов для производства маркшейдерских работ

      7.1.7. Автоматизация процессов добычных работ в подземных условиях

      7.1.8. Высокопроизводительная проходка горных выработок

      7.1.9. Использование сплавов и износостойких материалов

      7.1.10. Автоматизированный аппаратный контроль состояния ствола, подъемных сосудов, канатов

      7.1.11. Интеллектуальный карьер

      7.1.12. Цифровизация управления процессами железнодорожной перевозки горной массы

      7.2. Перспективные техники в области обогащения

      7.2.1. Флотация хромитовых шламов(отходы)

      7.2.2. Рудосортировка руды с забалансовым содержанием

      7.3. Перспективные техники в области производства окатышей

      7.3.1. Технология по производству железа прямого восстановления

      7.3.2. Использование бионефти при производстве окатышей

      7.4. Перспективные техники предотвращения и (или) сокращения выбросов

      7.4.1. Сухая система газоочистки с вдуванием адсорбента MEROS

      7.4.2. Использование керамических фильтров для снижения выбросов твердых частиц и оксидов азота в газовых потоках

      7.4.3. Технология CATOX

      7.4.4. Мультивихревые гидрофильтры (МВГ)

      7.4.5. Закрепление пылящих поверхностей хвостохранилищ путем нанесения на поверхность меловой суспензии с последующей обработкой ее разбавленным раствором серной кислоты

      7.4.6. Сгущение пульпы в сгустителях высокой производительности SUPAFLO

      8. Дополнительные комментарии и рекомендации

      Библиография

Список схем/рисунков

      Рисунок 1.1. Инвестиции в недропользование по различным видам металлов

      Рисунок 1.2. Основные источники и виды загрязнения атмосферы при производстве горных работ

      Рисунок 1.3. Потоки вод в зоне дамбы хвостохранилища, где нет плотного основания

      Рисунок 3.1. Схема основных технологических процессов горнодобывающего предприятия

      Рисунок 3.2. Схема технологического процесса открытых горных работ

      Рисунок 3.3. Удельные выбросы пыли при открытой добыче на тонну добываемой горной массы (г/т)

      Рисунок 3.4. Снятие ПСП

      Рисунок 3.5. Параметры наклонной траншеи

      Рисунок 3.6. Буровые станки, используемые на карьерах

      Рисунок 3.7. Транспортировка руды

      Рисунок 3.8. Принципиальная схема работы дробилки

      Рисунок 3.9. Щековая дробилка ЩДП 15х21

      Рисунок 3.10. Схемы одностадиального дробления

      Рисунок 3.11. Традиционная схема циркуляции воды

      Рисунок 3.12. Удельные выбросы пыли при подземной добыче, г/т

      Рисунок 3.13. Комплекс проходческий КПВ-4А

      Рисунок 3.14. Классификация комплекса рабочих процессов при производственной стадии очистных работ

      Рисунок 3.15. Конструкция комбинированного крепления горных выработок

      Рисунок 3.16. Внешний вид машин для крепления выработок анкерами

      Рисунок 3.17. Внешний вид, применяемых на рудниках буровых станков (а – НКР-100, б – Sandvik DL-431-7C SOLO) и телескопных перфораторов (в – ПТ-38; г – ПТ-48)

      Рисунок 3.18. Внешний вид скреперных лебедок

      Рисунок 3.19. Внешний вид транспортно-доставочных погрузочных машин

      Рисунок 3.20. Насосная камера шахтного водоотлива

      Рисунок 3.21. Типы применяемых вентиляторов местного проветривания на рудниках

      Рисунок 3.22. Технологическая схема обогащения магнетитовых руд

      Рисунок 3.23. "Удельные выбросы пыли (г/т) при обогащении"

      Рисунок 3.24. Обобщающая схема технологического процесса обогащения

      Рисунок 3.25. Мельничное оборудование

      Рисунок 3.26. Тяжелосредный сепаратор

      Рисунок 3.27. Центробежный гидроконцентратор

      Рисунок 3.28. Магнитный сепаратор

      Рисунок 3.29. Технологическая схема производства окатышей

      Рисунок 3.30. Удельные выбросы пыли (г/т) при производстве окатышей

      Рисунок 3.31. Обобщенная схема движения шламов фабрик окомкования

      Рисунок 5.1. Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

      Рисунок 5.2. Грохот Stack Sizer

      Рисунок 5.3. Схема грохота

      Рисунок 5.4. Схема измельчения и принципиальное устройство вертикальной мельницы

      Рисунок 5.5. Описание комплектующих мельницы Vertimill

      Рисунок 5.6. Дробильно-сортировочный комплекс

      Рисунок 5.7. Тяжелосредный колесный сепаратор

      Рисунок 5.8. Барабанный сепаратор типа ПБМ [19]

      Рисунок 5.9. Барабанный сепаратор ПБСЦ-63/50 для сухого обогащения руд [20]

      Рисунок 5.10. Магнитный дешламатор МД-9АК [22]

      Рисунок 5.11. Сгуститель высокой степени сжатия [23]

      Рисунок 5.12. Внешний вид сепаратора

      Рисунок 5.13. Комплекс винтовых сепараторов

      Рисунок 5.14. Кольцевой охладитель окатышей

      Рисунок 5.15. Оборудование, установленное в кабине бурового станка и интерфейс программы

      Рисунок 5.16. Движение воздушно–водяной смеси при мокром методе пылеподавлении

      Рисунок 5.17. Схема движения воды при мокром бурении скважин и шпуров ручными перфораторами

      Рисунок 5.18. Схема пылеулавливающей установки

      Рисунок 5.19. Модель движения воздушно–пылевой смеси в укрытии при использовании полок

      Рисунок 5.20. Отклоняющие пылевой поток полки в ограждении

      Рисунок 5.21. Генератор тумана, используемый для снижения пыли в забое

      Рисунок 5.22. Воздухоочистительная установка, размещенная на сопряжении у устья выработки по ходу вентиляционной струи

      Рисунок 5.23. Воздухоочистительная установка, размещенная в забое выработки

      Рисунок 5.24. Типичная скважина, подготовленная к проведению взрыва

      Рисунок 5.25. Конвейера транспортировки руды комплекса ЦПТ слева АО "Михайловский ГОК" и справа АО "Лебединский ГОК"

      Рисунок 5.26. Схема горизонтальной осадительной системы

      Рисунок 5.27. Жалюзийный пылеотделитель

      Рисунок 5.28. Базовая схема устройства циклона

      Рисунок 5.29. Радиальный мокрый скруббер

      Рисунок 5.30. Скруббер Вентури

      Рисунок 5.31. Схема устройства электрофильтра (показаны только две зоны)

      Рисунок 5.32. Конструкция рукавного фильтра

      Рисунок 5.33. Схема установки для очистки продуктов сгорания от SOизвестняковым методом:

      Рисунок 5.34. Схема установки для очистки продуктов сгорания от SОизвестковым методом:

      Рисунок 5.35. Низкоэмиссионные горелки Ferroflame™ LowNOx

      Рисунок 5.36. Схематичное изображение системы СКВ

      Рисунок 5.37. Схема установки медно-аммиачной очистки газов [49]

      Рисунок 5.38. Схема установки для очистки газов от оксида углерода реакцией водяного газа

      Рисунок 5.39. Некаталитическое дожигание СО

      Рисунок 5.40 Каталитическое дожигание СО

      Рисунок 5.41. Горизонтальный отстойник

      Рисунок 5.42. Конструкция вертикального отстойника

      Рисунок 5.43. Схема песчаного фильтра

      Рисунок 5.44. Схема процессов коагуляции и флокуляции

      Рисунок 5.45. Рамные пресс-фильтры

      Рисунок 5.46. Керамический вакуум-фильтр

      Рисунок 5.47. Диаграмма использования вяжущих (а) и инертных материалов (б) в закладочных работах (%)

      Рисунок 5.48. Первый этап рекультивации

      Рисунок 5.49. Второй этап рекультивации

      Рисунок 5.50. Третий этап рекультивации

      Рисунок 7.1. Мировой опыт внедрения беспилотных технологий

      Рисунок 7.2. Схема управления беспилотными автосамосвалами

      Рисунок 7.3. Кабина оператора беспилотного БеЛАЗа

      Рисунок 7.4. Карьерный самосвал Siemens – троллейвоз

      Рисунок 7.5. 3D-проект карьерного самосвала БЕЛАЗ на аккумуляторных батареях

      Рисунок 7.6. 3D-проект дизель-троллейвоза БеЛАЗ

      Рисунок 7.7. Схема АСУ буровыми работами

      Рисунок 7.8. Схема автоматизированной системы высокоточного позиционирования ковша экскаватора

      Рисунок 7.9. Беспилотный летательный аппарат на карьере

      Рисунок 7.10. Система автоматизированного мониторинга каната

      Рисунок 7.11. Резервуар для хранения биомасла на заводе LKAB по производству железорудных окатышей в Мальмбергете [65]

      Рисунок 7.12. Установка Meros от Primetals Technologies на voestalpine Stahl GmbH в Линце, Австрия [66]

      Рисунок 7.13. Принципиальная схема CATOX

      Рисунок 7.14. Схема устройства МВГ

      Рисунок 7.15. Диспергирующая решетка и схема движения газа над диспергирующей решеткой

      Список таблиц

      Таблица 1.1. Производство промышленной продукции в натуральном выражении

      Таблица 1.2. Основные месторождения железных и хромовых руд и перечень эксплуатирующих их предприятий

      Таблица 1.3. Действующие крупнейшие объекты по добыче руды, по сроку эксплуатации, по производственным мощностям в Республике Казахстан

      Таблица 1.4. Действующие крупнейшие объекты по обогащению руды и производству окатышей, сроку эксплуатации, по производственным мощностям в Республике Казахстан

      Таблица 1.5. Воздействие на окружающую среду горнодобывающего предприятия на разных этапах деятельности

      Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды *.

      Таблица 2.2. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

      Таблица 3.1. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.2. Общие сведения о технологии отработки и типах применяемого оборудования на карьерах по добыче руд черных металлов

      Таблица 3.3. Выбросы пыли в атмосферный воздух при вскрышных и добычных работах (по данным КТА)

      Таблица 3.4. Технические решения для контроля выбросов загрязняющих веществ (по данным КТА), используемые на предприятиях

      Таблица 3.5. ВВ, используемые на действующих карьерах по добыче руд черных металлов в Республике Казахстан (по данным КТА).

      Таблица 3.6. Выбросы пыли в атмосферный воздух при проведении буровзрывных работ (по данным КТА)

      Таблица 3.7. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.8. Выбросы оксида углерода в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.9. Общие сведения о технологии отработки и типах применяемого оборудования на карьерах по добыче руд черных металлов

      Таблица 3.10. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.11. Дробильно-сортировочные комплексы на действующих карьерах по добыче металлических руд в Республике Казахстан

      Таблица 3.12. Подземные дробильные комплексы первичного дробления руды на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан.

      Таблица 3.13. Отходы при открытой добыче железных руд.

      Таблица 3.14. Валовые сбросы и удельные значения основных загрязняющих веществ при добыче железных руд открытым способом (по данным КТА)

      Таблица 3.15. Российские технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные объекты

      Таблица 3.16. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов (по данным КТА) при проведении вскрышных и добычных работ

      Таблица 3.17. Единая классификация систем подземной разработки рудных месторождений

      Таблица 3.18. ВВ, используемые на действующих рудниках по добыче руд черных металлов в Республике Казахстан.

      Таблица 3.19. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.20. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух при буровзрывных работах (по данным КТА)

      Таблица 3.21. Выбросы оксидов углерода в атмосферный воздух при буровзрывных работах (по данным КТА)

      Таблица 3.22. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.23. Способы поддержания очистного пространства

      Таблица 3.24. Валовые сбросы и удельные значения основных загрязняющих веществ при добыче железных руд подземным способом (по данным КТА)

      Таблица 3.25. Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные объекты согласно ИТС 25 – 2021

      Таблица 3.26. Технические решения для контроля и предотвращения выбросов загрязняющих веществ (по данным КТА)

      Таблица 3.27. Отходы производства при подземной добыче железных руд, их применение и методы размещения

      Таблица 3.28. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов

      Таблица 3.29. Схемы размола на действующих фабриках горнодобывающих предприятиях Республик Казахстан (по данным КТА).

      Таблица 3.30. Основное оборудование, используемое при дроблении, измельчении, классификации (по данным КТА)

      Таблица 3.31. Выбросы пыли в атмосферный воздух при дроблении, измельчении, классификации (по данным КТА)

      Таблица 3.32. Методы обогащения, оборудование и выход ценных компонентов на действующих в Республике Казахстан обогатительных фабриках

      Таблица 3.33. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.34. Основное оборудование, используемое при обезвоживании, сушке и обеспыливании

      Таблица 3.35. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.36. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.37. Выбросы углерода оксида в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.38. Выбросы серы диоксида в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.39. Технические решения для контроля выбросов пыли (по данным КТА)

      Таблица 3.40. Показатели образования, примеры применения и размещения основных производственных

      Таблица 3.41. Потребление электрической энергии на предприятиях Республики Казахстан

      Таблица 3.42. Текущие объемы потребления водных, сырьевых и энергетических ресурсов (по данным КТА)

      Таблица 3.43. Требования к концентрату, подаваемому на окомкование

      Таблица 3.44. Оборудование, применяемое на действующих фабриках для подготовки шихты (по данным КТА)

      Таблица 3.45. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.46. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

      Таблица 3.47. Параметры технологических зон обжиговых машин на предприятии А

      Таблица 3.48. Оборудование, применяемое на действующих фабриках для термической обработки окатышей (по данным КТА).

      Таблица 3.49. Данные по выбросам загрязняющих веществ пыли, NОх, SO2, СО при производстве окатышей

      Таблица 3.50. Технические решения для контроля выбросов пыли (по данным КТА)

      Таблица 3.51. Выбросы пыли в атмосферный воздух при сортировке, складировании, транспортировке, отгрузке готовых обожженных окатышей (по данным КТА).

      Таблица 3.52. Потребление котельно-печного топлива на предприятиях Казахстана

      Таблица 3.53. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов (по данным КТА)

      Таблица 4.1. Перечень загрязняющих веществ, подлежащих производственному мониторингу

      Таблица 5.1. Технические характеристики вертикальных мельниц

      Таблица 5.2. Влияние подпорной стенки на показатели взрывания пород

      Таблица 5.3. Расход солей для гидрозабойки при отрицательных температурах воздуха

      Таблица 5.4. Параметры циклонов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24

      Таблица 5.5. Эффективность очистки газа в циклоне

      Таблица 5.6. Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров [37]

      Таблица 5.7. Сравнение различных систем рукавных фильтров

      Таблица 5.8. Эксплуатационные затраты для сухой и мокрой технологии очистки газообразных выбросов [37].

      Таблица 5.9. Использование отходов горнодобывающей промышленности в отраслях

      Таблица 6.1. Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с дроблением, классификацией (грохочением), транспортировкой и хранением достигаются применением одной и/или нескольких нижеперечисленных техник

      Таблица 6.2. Технологические показатели выбросов пыли при обогащении руды (сушка концентрата) и производстве окатышей (обжиг окатышей)

      Таблица 6.3. Технологические показатели выбросов SOпри производстве окатышей (обжиг окатышей)

      Таблица 7.1. Результаты РРС забалансовых руд месторождения Хромтау (Донской ГОК) и бедных руд месторождения Рай-Из

Глоссарий

      Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в настоящем справочнике по наилучшим доступным техникам "Добыча и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов)" (далее – справочник по НДТ). Определения терминов в этом глоссарии не являются юридическими определениями (даже если некоторые из них могут совпадать с определениями, приведенными в нормативных правовых актах Республики Казахстан).

      Глоссарий представлен следующими разделами:

      термины и их определения;

      аббревиатуры и их расшифровка.

Термины и их определения

      В настоящем справочнике по НДТ используются следующие термины:

комбинированная
разработка

разработка месторождения полезных ископаемых с применением подземных и открытых горных выработок;

открытая разработка

разработка месторождения полезных ископаемых с применением открытых горных выработок;

справочник по наилучшим доступным техникам

документ, являющийся результатом соответствующего обмена информацией между заинтересованными сторонами, разработанный для определенных видов деятельности и включающий уровни эмиссий, объемов образования, накопления и захоронения основных производственных отходов, уровни потребления ресурсов и технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник, а также заключения, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам и любые перспективные техники;

подземная разработка

разработка месторождения полезных ископаемых с применением подземных горных выработок;

бестранспортная система разработки

система, при которой отсутствует какой−либо вид транспорта, а перемещение вскрышных пород осуществляется самим выемочным оборудованием и применяется при отработке относительно пологозалегающих залежей при небольшой мощности покрывающих пород;

воздействие на окружающую среду

любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов организации;

карьер

производственная единица горного предприятия, осуществляющая добычу полезных ископаемых открытыми горными работами;

квершлаг

горизонтальная или наклонная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и проведенная по вмещающим породам вкрест простирания или под некоторым углом к линии простирания месторождения и используемая для транспортирования полезного ископаемого, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, для прокладки электрических кабелей и линий связи;

комплексный подход

подход, учитывающий более, чем одну природную среду. Преимущество данного подхода состоит в комплексной оценке воздействия предприятия на окружающую среду в целом. Это уменьшает возможность простого переноса воздействия с одной среды на другую без учета последствий для такой среды. Комплексный (межкомпонентный) подход требует серьезного взаимодействия и координации деятельности различных органов (ответственных за состояние воздуха, воды, утилизацию отходов и т.д.).

котел-утилизатор

котел, использующий (утилизирующий) теплоту отходящих газов различных технологических установок - дизельных или газотурбинных установок, обжиговых и сушильных барабанных печей, вращающихся и туннельных технологических печей;

неформованные огнеупоры

огнеупоры, изготовленные без определенных форм и размеров в виде кусковых, порошковых и волокнистых материалов, а также паст и суспензий;

окружающая среда

совокупность окружающих человека условий, веществ и объектов материального мира, включающая в себя природную среду и антропогенную среду;

основные производственные отходы

наиболее значимые для конкретного вида производства или технологического процесса отходы, с помощью которых возможно оценить значение основного негативного воздействия на окружающую среду;

удельный расход потребления ТЭР

единица измерения, используемая для определения энергетической емкости производственного (технологического) процесса;

анализ жизненного цикла

термин употребляется для обозначения анализа воздействия продукта или изделия на окружающую среду на протяжении его жизненного цикла. Анализ жизненного цикла предназначен для оценки суммарного воздействия продукта на окружающую среду в течение всего жизненного цикла этого продукта, то есть, включая сырье, производство, использование, возможную рециркуляцию или повторное использование, а также последующую утилизацию продукта.

рекуперация

возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе;

технологические показатели

уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, выраженные в виде предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий (мг/Нм3, мг/л) и (или) количества потребления электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, описанных в заключении по наилучшим доступным техникам, с учетом усреднения за определенный период времени и при определенных условиях;

тонна условного топлива (т.у.т.)

единица измерения энергии, равная 29,3 ГДж, определяется как количество энергии, выделяющееся при сгорании 1 тонны каменного угля;

шахта

производственная единица горного предприятия, осуществляющая добычу полезных ископаемых подземными горными работами;

шахтный ствол

вертикальная, реже наклонная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ в пределах шахтного поля, его крыла или блока;

штольня

вскрывающая горная выработка, пройденная с поверхности к месторождению и предназначенная для транспортирования полезного ископаемого или вспомогательных целей;

штрек

горизонтальная или с углом наклона обычно не более 3° выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и проведенная по простиранию наклонно залегающего месторождения полезного ископаемого или в любом направлении - при горизонтальном его залегании;

экологическое разрешение

документ, удостоверяющий право индивидуальных предпринимателей и юридических лиц на осуществление негативного воздействия на окружающую среду и определяющий экологические условия осуществления деятельности;

эмиссия

прямой или опосредованный выпуск в воздушную, водную среду или на земную поверхность веществ, вибрации, высоких температур или шума, возникающих из точечных или рассеянных источников, имеющихся в установке.

Аббревиатуры и их расшифровка

Аббревиатура

Расшифровка

АСУ

автоматизированные системы управления

АСМ

автоматизированная система мониторинга

АО

акционерное общество

ПАВ

поверхностно-активные вещества

ЗСМК

Западно-Сибирский металлургический комбинат

АСДТ

смесь аммиачной селитры с дизельным топливом

ЕС

Европейский союз

СУОТ

система управления охраной труда

НДТ

наилучшая доступная техника

ППР

планово-предупредительный ремонт

ВВ

взрывчатое вещество

ГСМ

горюче-смазочные материалы

ЧРП

частотно-регулируемый привод

ТОО

товарищество с ограниченной ответственностью

ТЭ

тепловая энергия

ТЭЦ

теплоэлектроцентраль

ДВС

двигатель внутреннего сгорания

КТА

комплексный технологический аудит

СУООС

система управления охраной окружающей среды

КГОК

Качканарский горно-обогатительный комбинат 

ПСП

плодородный слой почвы

ГВУ

главные вентиляторные установки

НПА

нормативно-правовые акты

НЛМК

Новолипецкий металлургический комбинат

ЮАР

Южно-Африканская Республика

ЮГОК

Южный горно-обогатительный комбинат

ТЭР

топливно-энергетические ресурсы

ЦГОК

Центральный горно-обогатительный комбинат

КПД

коэффициент полезного действия

ПХДД/Ф

полихлорированные дибензопарадиоксины и дибензофураны

УКРМ

устройство компенсации реактивной мощности

СКВ

селективное каталитическое восстановление

СНКВ

селективное некаталитическое восстановление

СУЭК

сибирская угольная энергетическая компания

СМК

система менеджмента качества

ССГПО

Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение

ГОК

горнообогатительный комбинат

ДГД

десульфуризация дымовых газов

ЛОС

летучие органические соединения, не относящиеся к метану

ЦПТ

циклично-поточные технологии

ПДК

предельно-допустимая концентрация

ПДВ

предельно-допустимый выброс

ЭВВ

эмульсионное взрывчатое вещество

СЭМ

система экологического менеджмента

СЭнМ

система энергетического менеджмента

ЭНК

экологический норматив качества

LKAB

Luossavaara-Kiirunavaara AB (шведская горнодобывающая компания)

Предисловие

      Краткое описание содержания справочника по НДТ: взаимосвязь с международными аналогами

      Справочник по НДТ разработан в целях реализации Экологического кодекса Республики Казахстан (далее - Экологический кодекс).

      Разработка справочника НДТ проводилась в соответствии с Правилами разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам, утвержденных Постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 (далее – Правила).

      При разработке справочника по НДТ учтен наилучший мировой опыт и аналогичные и сопоставимые справочные документы по НДТ (Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production [1], Best Available Techniques Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries [2], Best Available Techniques Reference Document for the Management of Waste from Extractive Industries [3], официально применяемые в государствах, являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, с учетом необходимости обоснованной адаптации к климатическим, экономическим, экологическим условиям и сырьевой базе Республики Казахстан, обуславливающим техническую и экономическую доступность НДТ в области применения.

      Область применения справочника по НДТ, технологические процессы, оборудование, технические способы, методы в качестве НДТ для конкретной области применения, отнесение техники к НДТ, а также технологические показатели, связанные с применением одной или нескольких в совокупности НДТ для технологического процесса определены технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Добыча и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов)".

      Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий по добыче и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов) составляет порядка 21 600 тонн в год. Готовность предприятий по добыче и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов) к переходу на принципы НДТ составляет порядка 70 % при несоответствии уровням эмиссий, установленных в сопоставимых справочных документах ЕС.

      При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду составит 70 %, или снижения порядка 15 000 тонн в год.

      Предполагаемый объем инвестиций 20 млрд тенге. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

      Модернизация производственных мощностей с применением современных и эффективных техник будет способствовать ресурсосбережению и оздоровлению окружающей среды до соответствующих уровней отвечающих эмиссиям стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).

      Информация о сборе данных

      В целях разработки справочника по НДТ информация об уровнях выбросов, сбросах, образовании отходов, технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при добыче и обогащении руд черных металлов в Республике Казахстан была собрана в процессе проведения КТА, правила проведения которого включаются в Правила. Перечень объектов для прохождения КТА утвержден технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Добыча и обогащение железных руд (включая прочие руды черных металлов)".

      Взаимосвязь с другими справочниками по НДТ

      Справочник по НДТ является одним из серии разрабатываемых в соответствии с требованием Экологического кодекса национальных справочников по НДТ.

      Справочник по НДТ имеет взаимосвязь с:

№ п/п

Наименование справочника по НДТ

Связанные процессы

1

2

3

1

Сжигание топлива на крупных установках с целью производства энергии

Сжигание топлива в процессе обогащения руд и производства окатышей

2

Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и иной деятельности

Процессы потребления тепловой и электрической энергии

3

Добыча и обогащение руд цветных металлов (включая драгоценные)

Процессы добычи и подготовки руд

4

Производство чугуна и стали

Процессы подготовки сырья

Область применения

      В соответствии с приложением 3 Экологического кодекса настоящий Справочник по НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

      добыча и обогащение железных руд.

      Справочник по НДТ распространяется на производственные процессы добычи и обогащения руд черных металлов (железные руды, хромовые руды), в том числе:

      открытая добыча руд черных металлов;

      подземная добыча руд черных металлов;

      обогащение руд черных металлов;

      производство окатышей.

      Справочник по НДТ охватывает сопутствующие производственному процессу:

      методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

      методы обращения со вскрышными породами, карьерный и сточный водоотлив, рудничная вентиляция;

      хранение и транспортировка сырья, продукции, пустой породы и хвостов обогащения;

      методы рекультивации земель.

      Процессы производства, не связанные напрямую с первичным производством, не рассматриваются в настоящем справочнике по НДТ.

      Справочник не распространяется на

      добычу и обогащение марганцевых и ванадиевых руд;

      производство черных металлов;

      обеспечение промышленной безопасности или охраны труда.

      Вопросы охраны труда рассматриваются частично и только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника по НДТ.

      Рассматриваются вопросы обеспечения при добыче и обогащении руд черных металлов экологически безопасными техниками, а также решениями проблем утилизации различных видов отходов или комплексным использованием техногенных отходов.

      Аспекты управления отходами на производстве в настоящем справочнике по НДТ рассматриваются только в отношении отходов, образующихся в ходе основного и вспомогательного технологического процесса.

Принципы применения

      Статус документа

      Справочник по НДТ предназначен для информирования операторов объекта/объектов, уполномоченных государственных органов, и общественности о НДТ и любых перспективных техниках, относящихся к области применения справочника по НДТ с целью стимулирования перехода операторов объекта/объектов на принципы "зеленой" экономики и НДТ.

      Определение НДТ осуществляется для отраслей (областей применения НДТ) на основе ряда международных принятых критериев:

      применение малоотходных технологических процессов;

      высокая ресурсная и энергетическая эффективность производства;

      рациональное использование воды, создание водооборотных циклов;

      предотвращение загрязнения, отказ от использования (или минимизация применения) особо опасных веществ;

      организация повторного использования веществ и энергии (там, где это возможно);

      экономическая целесообразность (с учетом инвестиционных циклов, характерных для отраслей применения НДТ).

      Положения, обязательные к применению

      Положения раздела "6. Заключение, содержащие выводы по наилучшим доступным техникам" справочника по НДТ являются обязательными к применению при разработке заключений по НДТ.

      Необходимость применения одного или совокупности нескольких положений заключения по НДТ определяется операторами объектов самостоятельно, исходя из целей управления экологическими аспектами на предприятии при условии соблюдения технологических показателей. Количество и перечень НДТ, приведенных в настоящем справочнике по НДТ, не является обязательным к внедрению.

      На основании заключения по НДТ, операторами объектов разрабатывается программа повышения экологической эффективности, направленная на достижение уровня технологических показателей, утвержденных в заключениях по НДТ.

      Рекомендательные положения

      Рекомендательные положения имеют описательный характер и рекомендованы к анализу процесса установления технологических показателей, связанных с применением НДТ и к анализу при пересмотре справочника по НДТ:

      Раздел 1: представлена общая информация о добыче и обогащении руд черных металлов, о структуре отрасли, используемых промышленных процессах и технологиях по добыче и обогащении руд черных металлов.

      Раздел 2: описана методология отнесения к НДТ, подходы идентификации НДТ.

      Раздел 3: описаны основные этапы производственного процесса или производства конечного продукта, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок по добыче и обогащении руд черных металлов с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

      Раздел 4: описаны методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

      Раздел 5: представлено описание существующих техник, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

      Раздел 7: представлена информация о новых и перспективных техниках.

      Раздел 8: приведены заключительные положения и рекомендации для будущей работы в рамках пересмотра справочника по НДТ.

1. Общая информация

      Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, включая описание горнодобывающей и горно-обогатительной отрасли Республики Казахстан, а также описание основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребления энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

1.1. Структура и технологический уровень отрасли

      В Республике Казахстан горнодобывающая и горно-обогатительная отрасль является одной из важнейших и стратегических отраслей экономики ввиду того, что она нацелена на поставку сырья для дальнейшего производства продукции, необходимых в различных секторах экономики страны.

      Сырьевая база черной металлургии располагает достаточными запасами, разработка которых способна не только обеспечить эффективную работу металлургических предприятий республики (АО "АрселорМиттал Темиртау" Актюбинский и Аксуский ферросплавный заводы), но и осуществлять поставку их продукции на экспорт.

      В зависимости от условий залегания рудных месторождений и мощности залежей их разработку осуществляют открытым (карьеры), подземным (рудники или шахты) или комбинированным открыто-подземным способами. В настоящее время открытым способом добывается около 70 % руд черных и цветных металлов. Подземным способом разрабатывают месторождения на глубинах до 3 – 4 км. Залегание полезного ископаемого на большой глубине, сложный рельеф поверхности, особые климатические условия - основные факторы, которые являются решающими при выборе подземного способа разработки. Комбинированный способ применяют при разработке, как правило, мощных крутых глубоко залегающих месторождений, перекрытых сравнительно небольшой толщей наносов. На некоторых месторождениях применяется комбинированный способ добычи.

      По подтвержденным запасам железных руд Республика Казахстан занимает 5, а по их качеству 3 место в мире. Балансовые запасы железных руд составляют около 20 млрд тонн, из них 79 % сосредоточено в Торгайском железорудном районе (Костанайская область). Среднее содержание железа в рудах составляет 39,1 %.

      По общим запасам и качеству хромовых руд Республика Казахстан занимает 1 место в мире. Балансовые запасы хромовых руд составляют 362,7 млн тонн. Они сосредоточены в хромитовых месторождениях, расположенных в юго-восточной части Кемпирсайского ультрабазитового массива (Актюбинская область). Однако по качеству руд Республика Казахстан уступает основным мировым производителям. Большая доля запасов низкого качества является основной причиной того, что в эксплуатацию на настоящий момент вовлечены только 35 % разведанных запасов.

      Важнейшим фактором размещения предприятий по добыче и обогащению руд черных металлов обычно является близость к источнику сырья – руде. Размещение фабрик по обогащению и производству окатышей осуществляется в первую очередь вблизи источников сырья и дешевой электроэнергии, а также имеющихся производственных мощностей, инфраструктуры и квалифицированных трудовых ресурсов.

      Согласно данным Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан (далее – БНС АСПР РК) за 2020 год в горнодобывающей отрасли в натуральном выражении было произведено следующее количество основной промышленной продукции, указанное в таблице ниже [4].

      Таблица 1.1. Производство промышленной продукции в натуральном выражении

№ п/п

Наименование продукции

Произведено продукции, тыс. тонн.

Изменение объема промышленной продукции из натуральных показателей,
2020 г. в % к 2019 году

2020

2019

1

2

3

4

5

1

Руды железные

62 865,0

62 975,2

99,8

2

Концентраты железорудные

12 673,2

11 642,9

108,8

3

Агломерат железорудный

5 751,1

5 551,1

103,6

4

Окатыши железорудные

4 814,3

5458,4

88,2

5

Руды хромовые

6 326,4

7 018,9

90,1

6

Концентраты хромовые

4 129,3

5 133,1

80,4


      Представленная в таблицах № 1.2 и 1.3 информация отражает состояние отрасли с учетом сроков эксплуатации производственных мощностей предприятий по добыче железной и хромовой руды, их географическому расположению, фактической и проектной мощности, видам и объемам выпускаемой продукции.

      Таблица 1.2. Основные месторождения железных и хромовых руд и перечень эксплуатирующих их предприятий

№ п/п

Предприятие, структурное подразделение/ месторождение

Основной тип руды

Способ отработки

Общие утвержденные запасы месторождения А+В+С1, млн т

Среднее содержание железа/ хрома в руде, %

Добыча в 2019 г., тыс. т


1

2

3

4

5

6

7

1

АО "ССГПО"

1.1

Соколовский карьер/ "Соколовское"

Магнетитовые

Открытый

1 008,6

40,9

5 991,8

1.2

Качарский карьер/ "Качарское"

Магнетитовые

Открытый

2 168,6

38,2

12 985,0

1.3

Куржункульский карьер/ "Куржункульское"

Магнетитовые

Открытый

109,6

44,4

3 281,0

1.4

Сарбайский карьер/ "Сарбайское"

Магнетитовые

Открытый

865,5

40,4

7 400,4

1.5

Шахта "Соколовская"/ "Соколовское"

Магнетитовые

Подземный

224,1

40,9

1 861,9

2

ТОО "Оркен", железорудный департамент АО "АрселорМиттал Темиртау"

2.1

Лисаковский филиал/ "Лисаковское"

Бурые железняки, оолитовые

Открытый

1 728,2

35,4

2 344,5

2.2

"Оркен-Кентобе"/ "Кентобе"

Магнетитовые

Открытый

136,8

47,7

530,9

2.3

"Оркен-Атансор"/ "Атансор"

Магнетит-мартитовые

Открытый

45,5

40,0

1 738,9

2.4

"Оркен-Атасу"/ "Западный Каражал"

Магнетит-гематитовые

Подземный

311,6

51,2

985,2

3

ТОО "Металлтерминалсервис"

3.1

"Шойынтас"

Гематит-магнетитовые и гематит-мартитовые

Открытый

2,0

48 – 50

Нет данных

4

ТОО "Bapy Mining"

4.1

Рудник "Бапы"/ "Бапы"

Магнетит-серпентиновые

Открытый

43,8

28,3

3 000

5

АО Горнорудная компания "Бенкала"

5.1

Рудник "Бенкала"/ Бенкалинское"

Магнетитовые

Открытый

27,7

57,6

-

6

АО "ТНК "Казхром"

6.1

Рудник "Донской", карьер "Южный"/ "ХХ лет КазССР", "Геофизический 1"

Магнохромитовые

Открытый

30,6

51,9

748,3

0,5

47,2

6.2

Шахта "Молодежная"/ "40 лет КазССР"

Магнохромитовые, хромпикотитовые

Подземный

89,5

50,3

2 514,8

6.3

Шахта имени "10-летия Независимости Казахстана"/ "Миллионный", "Алмаз-Жемчужина", "№21", "Первомайское"

Магнохромитовые

Подземный

49,5

48,4

2 338,6

287,6

51,1

22,7

47,0

11,5

43,9

7

ТОО "Восход-Oriel"

7.1

рудник "Восход"/ "Восход"

Магнохромитовые

Подземный

15,03

46,2

850,0


      Таблица .. Действующие крупнейшие объекты по добыче руды, по сроку эксплуатации, по производственным мощностям в Республике Казахстан

№ п/п

Предприятие, структурные подразделения

Год введения

Расположение

Проектная мощность, т/год

Объем годового производства, т/год (макс.)

1

2

3

4

5

6

1

АО "ССГПО"

1.1

Соколовский карьер

1955

Костанайская область

7 000 000

7 468 092

1.2

Шахта "Соколовская"

1975

Костанайская область

7 000 000

2 763 018

1.3

Качарский карьер

1985

Костанайская область

23 000 000

12 985 180

1.4

Куржункульский карьер

1983

Костанайская область

3 500 000

3 582 100

1.5

Сарбайский карьер

1961

Костанайская область

10 000 000

7 400 405

2

ТОО "Оркен"

2.1

Лисаковский филиал

1969

Костанайская область

1 700 00

3 227 924

2.2

"Оркен-Кентобе"

1983

Карагандинская область

2 500 000

1 500 000

2.3

"Оркен-Атасу"

1959

Карагандинская область

2 200 000

2 400 000

1972

2.4

ТОО "Оркен-Атансор"

1972

Акмолинская область

1 700 000

1 045 203

3

ТОО "ТНК "Казхром"

3.1

Рудник "Донской" карьер "Южный"

1938

Актюбинская область

700 000

748 500

3.2

Шахта имени "10-летия Независимости Казахстана"

1999

Актюбинская область

1-я очередь 3 000 000
2-я очередь 6 000 000

2 631 581

3.4

Шахта "Молодежная"

1981

Актюбинская область

2 500 000

2 500 000

4

ТОО "Восход-Oriel"

4.1

Рудник "Восход"

2006

Актюбинская область

1 300 000

850 000


      Основными используемыми методами обогащения на предприятиях в Республике Казахстан является метод магнитной сепарации (сухой и мокрый), гравитационно-магнитное обогащение с производством железорудных и хромовых концентратов и окатышей.

      ССГПО, входящее в состав ERG, выпускает два вида основной товарной продукции - железорудные офлюсованные окатыши и товарный железорудный магнетитовый концентрат, которые являются сырьем для доменного производства. Содержание железа в концентрате - 66,0 %, в окатышах - 63,0 %.

      Основным видом выпускаемой продукции Железорудным департаментом ТОО "Оркен" АО "АрселорМиттал Темиртау" является обогащенный железорудный концентрат с содержанием железа 55 – 56 % с поставкой готовой продукции (железорудного концентрата, обогащенной руды) основному потребителю – металлургическому заводу АО "АрселорМиттал Темиртау".

      Обогатительный комплекс Донского ГОКа осуществляет переработку хромовой руды в объеме 6,0 млн тонн в год. Основной вид продукции: дробленная товарная руда, концентраты, различного класса крупности, брикеты хромовые, обожженные окатыши.

      Обогатительная фабрика ТОО "Восход Хром" производит полный цикл переработки исходной руды, добытой с месторождения "Восход" с выпуском хромового концентрата с содержанием 42 – 52 %.

      Представленная в таблицах № 1.4 информация отражает состояние отрасли с учетом сроков эксплуатации производственных мощностей предприятий по обогащению железной и хромовой руды и производству окатышей, их географическому расположению, фактической и проектной мощности, видам и объемам выпускаемой продукции.

      Таблица 1.4. Действующие крупнейшие объекты по обогащению руды и производству окатышей, сроку эксплуатации, по производственным мощностям в Республике Казахстан

№ п/п

Предприятие, наименование объекта

Метод обогащения

Год введения

Проектная мощность, т/год

Объем годового производства

Продукция


1

2

3

4

5

6

7

1

АО "ССГПО"

1.1 

Фабрика рудоподготовки и обогащения (ФРПО)

Магнитный способ (сухой и мокрой)

1963 г.

19 368 784

13 599 077

железорудный концентрат

1.2

Фабрика по производству окатышей (ФПО)

-

5 379 160

3 341 197

железорудные окатыши

2

ТОО "Оркен"

2.1

Лисаковский филиал ТОО "Оркен"

гравитационно-магнитное обогащение

1972

940 602

651 123

концентрат железной руды

2.2

Представительство "Оркен-Кентобе"

сухая магнитная сепарация

-

1 000 000

290 000

концентрат железной руды

2.3

Представительство "Оркен-Атасу"

сухая магнитная сепарация

-

2 400 000

2 265 143

концентрат

2.4

ТОО "Оркен-Атансор"

сухая магнитная сепарация

2011

668 763

301 229

концентрат железной руды

3

АО "ТНК Казхром" Донской ГОК

3.1

Дробильно-обогатительная фабрика № 1

гравитационные

1973

788500

397300

хромовый концентрат

3.2

Фабрика обогащения и окомкования руды


1984

975619

556700

хромовый концентрат (обогащение руды 10 – 160 мм)

840800

636200

хромовый концентрат (обогащение руды 0 – 10 мм)

982900

743500

окатыши хромовые


1.2. Минерально-сырьевая база

      Железные руды.

      Основу сырьевой базы железа образуют скарновые месторождения с высококачественными магнетитовыми рудами и бурожелезняковые месторождения, сосредоточенные в Торгайском регионе Северного Казахстана. Кроме того, источником черных металлов являются месторождения Карагандинской области – Кентобе, Атасу.

      По состоянию на 1 января 2017 г. государственным балансом Республики Казахстан учтены запасы железных руд по 68 объектам, из них 38 с балансовыми запасами 10,2 млрд тонн переданы недропользователям для проведения разведочных и добычных работ. Основные балансовые запасы железных руд сосредоточены в Костанайской и Карагандинской областях. В 2016 г. ими были вовлечены в разработку объекты с запасами железных руд 5,6 млрд тонн (28 % от запасов республики) [4].

      На остальных объектах с балансовыми запасами 4,6 млрд тонн осуществлялись разведочные или подготовительные к эксплуатации работы. В резерве (нераспределенный фонд) находились объекты с балансовыми запасами 9,7 млрд тонн (49 % от запасов республики) [4].

      В отличие от большинства родственных железорудных предприятий стран СНГ, добывающих и перерабатывающих магнетитовые кварциты, АО "ССГПО" является единственным предприятием, у которого рудная база для производства окатышей представлена магнетитовыми скарнами.

      Общая мощность рудников АО "ССГПО" по добыче сырой железной руды составляет 25 млн тонн руды в год, которую в перспективе планируется довести до 28 – 30 млн руды тонн в год за счет расширения Качарского железорудного карьера. Геологические запасы железных руд в недрах составляют 3,8 млрд тонн, в том числе промышленные в контурах карьеров – 1,3 млрд тонн. Обеспеченность Компании запасами железных руд составляет 126 лет.

      Хромовые руды.

      Хромиты располагаются на сравнительно небольшой площади в пределах Кемпирсайского дунит-периодитового массива в Западном Казахстане и характеризуются высоким качеством руд.

      В Республике Казахстан выявлено запасов хромовых руд более 950 млн тонн. Государственным балансом запасов хромовых руд на 1 января 2017 г. Учтены 17 месторождений. 9 месторождений (с запасами 356,4 млн тонн (98 % от запасов Республики Казахстан) переданы двум недропользователям (АО "Транснациональная компания "Казхром" и ТОО "Восход-Oriel"). Ими в 2016 г. были вовлечены в отработку 7 объектов с запасами 344,8 млн тонн (95 % от запасов республики). В резерве находятся 8 объектов, в том числе 6 с балансовыми запасами.

      В результате проведения геологоразведочных работ на участке Дуберсай месторождения 40 лет Казахской ССР получен прирост запасов 321 тысяч тонн. Однако, необходимого восполнения отработанных запасов хромовых руд практически не происходит.

      Крупнейшая в отрасли ресурсная база Донского ГОКа – филиал АО "ТНК "Казхром" включает 211,9 млн тонн уникальной по качеству хромовой руды со средним содержанием хрома 50 % и с низким содержанием примесей. Доказанные и вероятные резервы составляют 167,4 млн тонн хромовой руды и способны обеспечить работу рудника на несколько десятков лет при текущем уровне производства, обеспечивая существенный потенциал дальнейшего расширения.

      Утвержденные запасы месторождения "Восход" ТОО "Восход-Oriel" на 02.01.2018 г. - 9,7 млн тонн руды.

      Поддержание деятельности существующих предприятий горно-металлургического комплекса осуществляется в Северной энергетической зоне, которая является электроизбыточной, что дает возможность полностью обеспечивать производства электроэнергией. Для подключения некоторых предприятий к сетям необходимо строительство линий электропередачи локального значения.

      Потребность производств в водных ресурсах Актюбинской области обеспечивается за счет подземных вод Сарыбулакской группы месторождений, в Костанайской области – осуществляется за счет подземных и поверхностных вод Тобол-Торгайского водохозяйственного бассейна.

1.3. Технико-экономические показатели отрасли

      По данным БНС АСПР РК со ссылкой на данные Комитета геологии, в 2019 г. в недропользование минерально-сырьевого комплекса (без учета инвестиций в УВС, уран) было инвестировано 2 292,1 млрд тенге, что на 22,8 % выше уровня 2018 г.

      Инвестиции в недропользование по различным видам металлов приведены на рисунке ниже.

     


      Рисунок .. Инвестиции в недропользование по различным видам металлов

      Из рисунка выше видно, что инвестиции по добыче руд черных металлов не являются приоритетными, в сравнении с цветными и драгоценными металлами, однако их доля все же значительна и в совокупности для железа, марганца и хромитов составляет более 15 % от всех инвестиций.

      Горно-металлургический комплекс является одним из главных экспортных секторов Республики Казахстан – его доля в общем объеме экспорта страны составляет около 20 %. Как указывалось выше, в структуре экспорта преобладают сырьевые товары, в частности около 80 % составляют добытые руды и рудные концентраты. Главными потребителями казахстанских металлов являются рынки России и Китая.

      Исходные данные по экспорту твердых полезных ископаемых взяты с сайта БНС АСПР РК [5] и Комитета государственных доходов [6].

      В 2019 г. экспорт железной руды в натуральном выражении вырос на 7 %, до 10,2 млн тонн, в стоимостном – на 37,5 %, до 664,4 млн долларов. Из Костанайской области в Россию отправлено 8,5 млн тонн, или 83,1 % от общего объема экспорта железных руд.

      На стабильную поставку железных руд в Россию способствует экспортный контракт, заключенный в декабре 2016 г. АО "ССГПО" с ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" о поставках более 30 млн тонн железорудного сырья до 1 января 2021 г. В 2019 г. поставки железных руд в Китай в натуральном выражении выросли на 17,9 %, до 1,68 млн тонн. На 43,9 %, до 35,4 тыс. тонн вырос экспорт железных руд в Кыргызстан.

      В 2019 г. экспорт хромовых руд сократился как в натуральном, так и в стоимостном выражении. 779 тыс. тонн, или весь объем экспорта хромовых руд из Актюбинской области отправлен в Россию.

1.4. Основные экологические проблемы

      Горнодобывающая и горно-обогатительная промышленность неизбежно влияет на окружающую среду. Основными экологическими аспектами предприятий по добыче и обогащении руд черных металлов являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, образование рудничных и шахтных вод, отходов (золошлаков и хвостов обогащения), использование земель, механические нарушения ландшафта.

      Таблица .. Воздействие на окружающую среду горнодобывающего предприятия на разных этапах деятельности

№ п/п

Воздействие

Открытая добыча

Подземная добыча

Обогащение

Размещение отходов добычи и обогащения

Геологоразведочные работы

Снятие и складирование плодородного слоя почвы

Вскрышные работы

Буровзрывные работы

Добычные работы

Транспортировка

Вскрытие

Подготовка

Добычные работы

Дробление
руды

Сепарация магнитная и электрическая; флотация

1

2

3

4

5

6

7

8

9

13

11

12

13

14

1

Основные эмиссии в окружающую среду

2

Выбросы в атмосферный воздух

3

Твердые (пыль)


4

Газообразные




5

Сбросы сточных вод

6

Шахтных и карьерных








7

От процессов обогащения












8

Образование отходов

9

Вскрышные и вмещающие породы









10

Хвосты обогащения












11

Физические факторы воздействия (шум и вибрация)

12

Утрата природной среды

13

Земельные ресурсы и почвенный покров






14

Ландшафт





15

Флора и фауна





1.4.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

      При добыче и обогащении полезных ископаемых выбросы в атмосферный воздух поступают от взрывных работ, дробления руды, тонкого измельчения и обогащения, сушки и обжига концентрата, теплоснабжения, транспорта и производственных машин, а также отсыпки хвостов и вмещающей породы. Наиболее существенными выбросами являются взрывные газы (CО2, N2, CO, NOx), выхлопные газы (CО2, CO, углеводороды, NOx, SO2, тонкая пыль), производственные газы (в т. ч. от биологического выщелачивания, переработки растворов биовыщелачивания, окисления концентрата под давлением: H2S, C2S, SO2, CO2, SО и сушки: SO2), взвешенные вещества и минеральная пыль.

     


      Рисунок .. Основные источники и виды загрязнения атмосферы при производстве горных работ

      Воздействие при добыче руды.

      При добыче руды независимо от способа отработки месторождения образуются выбросы минеральной пыли, выхлопных газов и взрывных газов. Загрязнение окружающей среды происходит за счет выделения вредных газов и пыли из пылегазового облака и газов из взорванной горной массы. Используемые для добычи руды ВВ (например, эмульсионные ВВ, АСДТ) при взрыве превращаются в водный пар, оксид и диоксид углерода, и оксиды азота. Кроме того, взрывные газы содержат небольшие количества вредных газов, таких как угарный газ и оксиды азота. При взрыве образуется также дым. Объем этих газов составляет 0,7 – 1 мгаза на килограмм ВВ.

      Образующийся при взрыве горячий газ захватывает с собой в атмосферу какое-то количество пыли горной породы. При этом объем поднимающейся в атмосферу пыли зависит от заряда и взрываемого материала. Материал горной породы осаждается, в основном, в непосредственной близости от рудника, но тонкая пыль может переноситься на большие расстояния от рудника. Например, графитная пыль распространяется на большую территорию и из-за способности пачкать легко заметна даже в небольших количествах.

      При подземном способе добычи руды выбросы, поступающие в атмосферу с воздухом вентиляционной системы рудника, ограничены правилами охраны труда, поэтому уровень выбросов обычно невысок. Влажность воздуха в руднике способствует уменьшению распространения пыли с отработанным воздухом в атмосферу. При открытом способе разработки выбросов пыли и выхлопных газов значительно больше, чем при подземном способе, прежде всего из-за движения автотранспорта.

      Воздействие при грохочении и измельчении.

      Выбросы от дробления и грохочения во многом зависят от расположения оборудования. Выбросы блока дробления и грохочения, размещенного в помещении или в подземных выработках, обычно не вызывают большой нагрузки на окружающую среду, так как выбросы пыли лимитированы правилами охраны труда. Машины опрокидывают горную массу в загрузочное отверстие дробилки обычно на открытом пространстве, таким образом, пылевые выбросы невозможно полностью собрать для очистки. От полностью или частично на открытом воздухе расположенного блока образуется, как правило, больше пылевых выбросов, чем от оборудования, расположенного в помещении. Объем и состав пылевых выбросов расположенного на открытом пространстве блока зависит от погодных условий, вида руды, применяемой технологии. После дробления и грохочения на стадии размола в атмосферу не поступает большого количества выбросов, так как размол проводится, обычно, в закрытом блоке, в водной среде – пульпе.

      Воздействие при обогащении и обжиге концентрата.

      В процессе обогащения могут образовываться газовые и пылевые выбросы, например, при сушке концентрата, приготовлении и использовании флотореагентов и химических реагентов или в самом процессе обогащения, при подготовке шихты и обжиге сырых окатышей. В технологических процессах, требующих нагрева и, соответственно, сжигания топлива, выделяются газовые выбросы, в составе которых выхлопные газы и, в зависимости от технологии, оксиды азота, углекислый газ, диоксид серы и взвешенные вещества. Образующиеся в процессе обогащения газы могут иметь неприятный запах, как например, сероводород (H2S).

      Основные факторы, определяющие выбросы ртути – исходные концентрации ртути в различных сырьевых материалах, особенно руде/концентрате и извести, а также количество используемой руды/концентратов. Предполагается, что при обогащении руды значительная часть ртути остается в хвостах, которые размещаются на полигонах [7].

      Воздействие при складировании и транспортировке горной массы (вскрышных пород или концентрата).

      При складировании, погрузке и транспортировке горной массы образуются выбросы от пыления и выхлопных газов транспортных средств, выделяющихся при сжигании топлива карьерным транспортом.

      Транспортировка руды и вскрышных пород происходит на территории предприятий по дорогам без покрытия, на которые попадают перевозимые горные массы. Минеральный материал измельчается в мелкую пыль под колесами тяжелого транспорта, тогда на поверхности дорог часто образуется слой пыли. Объемы транспортных выбросов пыли и выхлопных газов растут при промежуточных погрузках и разгрузках, а также по мере увеличения расстояния от рудника до цеха обогащения.

      Места перегрузки горной массы (перегрузка с конвейера на конвейер, разгрузка автосамосвалов в отвал или бункер, разгрузка вагонов в бункер или в приямок экскаватора на отвале и т. д.) являются интенсивными источниками пылевыделения. Причем при работе роторных комплексов, дробильно-перегрузочных пунктов, разработке пород, передвижении автомобильного транспорта и бульдозерном отвалообразовании все операции технологического процесса сопровождаются активным пылевыделением.

      Складирование горной массы или готового концентрата на открытом пространстве обычно вызывает пыление, пыль с осадками может попадать в поверхностные и подземные водные объекты. Выбросы пыли могут выделяться от поверхности отвалов вскрышных пород и штабелей складируемой готовой продукции или во время погрузки просыпающегося на землю сухого материала. Объемы пылевых выбросов при складировании зависят от погодных условий, а также от применяемых технологий. Пыление с поверхности отвалов и штабелей уменьшается, если поддерживается достаточная влажность концентрата, и он содержит минимальное количество абсолютно сухого материала. Если концентрат складируется в крытых хранилищах, то выбросы ограничиваются выхлопными газами транспортных средств при погрузке и перевозке.

1.4.2. Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

      На время жизненного цикла горнодобывающего предприятия основным фактором воздействия на водную среду является сброс поверхностных и шахтных вод, загрязненных взвешенными частицами и растворенными химическими веществами, и, кроме того, при осушении карьеров дренажными шахтами в подземных условиях загрязняются дренируемые грунтовые воды, а при откачке шахтной воды образуются депрессионные воронки, радиус которых может достигать десятков километров. Источниками нагрузки на водоемы могут быть процессы обогащения, а также естественный сток с породных и рудных отвалов и хвостов. К тому же водоемы могут загрязняться пылью, а также поверхностным стоком с поверхности водосбора. Ниже более подробно описывается нагрузка на водоемы от процессов добычи и обогащения руды.

      Воздействие при добыче руды.

      Из карьера (рудника, шахты) откачиваются на поверхность подземные воды и проникающий туда поверхностный сток для поддержания выработок в сухом состоянии. Потребность в откачивании воды зависит от геологических и гидрогеологических особенностей отрабатываемого месторождения. На химический состав откачиваемой воды влияет вещественный состав руды и вмещающих пород и применяемые для извлечения (добычи) полезного ископаемого ВВ.

      При добыче руды в зависимости от ее типа в воду могут проникать тяжелые металлы, полуметаллы и сульфаты. Например, при добыче сульфидных руд откачиваемые воды, как правило, вследствие окисления сульфидных минералов кислые и металлосодержащие.

      Вода, откачиваемая из горных выработок, может содержать кроме взвешенных веществ и высвобождающихся в реакциях окисления сульфидных минералов металлов и сульфатов еще и остатки ВВ. ВВ обычно выполнены на основе аммиачной селитры, поэтому из них могут попадать в рудничные воды нитраты и ионы аммония, вызывающие эвтрофирование водоемов. ВВ могут содержать также органические соединения (например, минеральные масла), токсичные для водных организмов.

      Породные отвалы и открытые склады готовой продукции, расположенные на земельных отводах карьеров, шахт и фабрик при таянии снегов или дождях становятся, источниками загрязнения поверхностных и подземных (преимущественно грунтовых) вод. Атмосферная вода, попадая на отвал и стекая с его боковых поверхностей, загрязняется вследствие эрозии пород, а при фильтрации через породную толщу в большей или меньшей степени минерализуется.

      Расширение применения в подземных выработках самоходного оборудования, а в открытых горных выработках – мощного транспортного и технологического оборудования с ДВС привело к повышению загрязнения шахтных и карьерных вод нефтепродуктами. При добыче руды качественное ухудшение состояния водных объектов и почв может быть последствием утечки масел, используемых в технологическом оборудовании, и химических реагентов с мест их хранения. Также рудничные воды могут содержать существенные концентрации ГСМ от горно-шахтного оборудования. В период производственной деятельности утечки нефтепродуктов в водоемы возможны, вследствие повреждения гидравлических и топливных систем горнодобывающей техники. Нефтепродукты или смешиваются с рудой и попадут в цех обогащения, или проникают в откачиваемую из выработок шахтную воду.

      Откачиваемая из карьера (рудника, шахты) вода собирается в резервуар (водосборники), затем, исходя из степени загрязнения, направляется в отстойники или пруды-накопители для дальнейшей очистки и выпуска ее в окружающую среду. Дальнейшее воздействие сброса загрязненных сточных шахтных и карьерных вод в поверхностные водные объекты проявляется в изменении гидрологического и температурного режимом водотока, химического состава, повышении мутности и заиливании дна, что негативно сказывается на водном биоразнообразии, а также на возможностях дальнейшего использования водного объекта.

      Воздействие при обогащении руд.

      Наибольшим потребителем воды в данной отрасли промышленности являются обогатительные фабрики в зависимости от используемого способа обогащения. В процессе обогащения вода загрязняется взвешенными веществами, минеральными солями, химическими реагентами, если таковые используются при обогащении, и превращается в суспензию (шламовую воду, шлам, отходы флотации и др.). Концентрация механических примесей может достигать более 1000 мг/л. Обогатительные фабрики работают, как правило, на оборотном цикле водоснабжения и после очистки снова используется для производственных целей.

      В процессе мокрого обогащения происходит растворение минеральных солей, содержащихся в частицах угля и породы, выделение газов и труднорастворимых соединений. При этом возможны следующие случаи изменения общей минерализации воды:

      общая минерализация возрастает за счет растворения минералов;

      общая минерализация может оставаться постоянной, если происходят только обменные реакции;

      содержащиеся в воде вещества выделяются из раствора в виде газов и коллоидов, создавая труднорастворимые соединения. Общая минерализация в этом случае может уменьшаться.

      Невзорвавшееся при добыче руды ВВ попадает с рудой в цех обогащения или с пустой породой в отвалы. Содержащаяся во ВВ аммиачная селитра растворяется при обогащении в воде прудов-отстойников или хвостохранилищ и вызывает загрязнение водоемов нитратным и аммиачным азотом.

      На фабриках окатышей вода расходуется на увлажнение шихты, охлаждение возврата, охлаждение различных узлов обжиговых машин, эксгаустеров, охлаждение горна и дымососов. Кроме того, вода расходуется на мокрую уборку помещений, мокрую очистку аспирационного воздуха, газоочистку и гидротранспорт пыли.

     

1.4.3. Воздействие на земельные ресурсы и почвенный покров

      Горные работы обычно изменяют окружающий ландшафт, поскольку обнажают ранее нетронутые рыхлые материалы.

      Риски для здоровья населения и экологии, связанные с почвами, можно разделить на две категории:

      1) загрязнение почвы в результате разноса пыли ветром;

      2) загрязнение почвы в результате утечек химических веществ.

      Летучая пыль может представлять собой серьезную экологическую проблему на некоторых рудниках. Токсичность пыли зависит от близости добываемой руды к конечным реципиентам. Высокие уровни мышьяка, свинца и радионуклидов в переносимой ветром пыли обычно представляют собой наибольший риск. Почвы, которые подверглись химическому загрязнению в результате разливов на рудниках, могут представлять прямую и непосредственную опасность в случае, если эти материалы используются для возведения насыпей, создания декоративного антропогенного ландшафта или в качестве добавок к почве.[8]

      Горнодобывающая деятельность оказывает воздействие на все компоненты окружающей среды: недра, земли, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир.

1.4.4. Образование и управление отходами производства

      Типичными отходами при добыче металлической руды являются отделяемая при добыче руды вмещающая порода, образующиеся в процессе обогащения хвосты и снимаемый поверхностный слой грунта на этапе строительства (особенно при открытом способе разработки месторождения).

      К тому же в производственных процессах может образовываться осадок или ил, приравниваемый к отходам, например, в виде остаточного материала процесса растворения или химических реакций осаждения (например, осадок, состоящий из смеси гипса и гидроксидов металлов) или в виде осаждения взвешенных частиц рудничных вод (например, при осветлении откачиваемых из выработок вод).

      Вмещающие породы.

      Вмещающие породы извлекаются и удаляются как при открытом, так и подземном способе для обеспечения добычи руды. В подземной добыче доля вмещающих пород обычно меньше, чем в открытой, где объемы изымаемых вскрышных и вмещающих пород могут быть в несколько раз больше, чем объем добываемой руды. Когда месторождение разрабатывается подземным способом, то, как правило, вмещающая порода сразу используется для заполнения выработанного пространства в закладочных смесях, для заполнения провалов и воронок обрушения или же складируется на поверхности земли в период строительства рудника, когда еще нет потребности в закладке выработанных пространств. Тогда пустая порода используется, например, в строительстве дорог. Образующиеся в открытой добыче вмещающие породы складируются на территории рудника, если их применение невозможно в строительстве.

      Возможности использования вмещающих пород зависят от их геотехнических особенностей и пригодности для окружающей среды. Вмещающие породы хорошего качества могут быть пригодны для сбыта за пределы рудника как строительный материал либо для до извлечения полезных компонентов/минеральных сырьевых ресурсов, при наличии таковых и при условии экономической эффективности, технической и технологической доступности.

      Размещенные на территории рудника временно или постоянно на хранение отвалы пустой породы могут вызывать выбросы минеральной пыли и загрязнение водных объектов. Пустая порода складируется в виде крупнокускового материала, поэтому сильного пыления не происходит. Между крупными кусками может быть мелко измельченный при изъятии минеральный материал, который легко вызывает пыление. Возможное выветривание минерального материала, отсутствие гумусного слоя, обеспечивающего озеленение поверхности отвала, большая высота отвала увеличивают риск ветровой эрозии и вызываемой ею пылевой нагрузки.

      Характер выбросов от пустой породы зависит в основном от минералогического и химического состава материала. Если отвал пустой, породы содержат сульфидные минералы и являются кислотообразующими, то кислые и содержащие металлы стоки из отвала могут загрязнять поверхностные и подземные водные источники. Вымываемые с хвостохранилищ воды содержат также ВВ, которые вызывают загрязнение ближайших водоемов азотом.

      Хвосты обогащения

      Образующиеся в процессе обогащения отходы или хвосты состоят из тонкоизмельченных рудных минералов и вмещающей породы, а также остатков реагентов обогащения (при наличии). Хвосты размещаются на постоянное хранение в виде пульп в хвостохранилище, где твердый материал осаждается на дно бассейна, а осветленная вода подается на обработку, циркуляцию или прямо в водоем. При увеличении объема материала в хвостохранилище (гидроотвале) его дамбы повышаются для увеличения вместимости хвостохранилища.

      Из образующихся хвостов большая часть размещается на постоянное хранение в хвостохранилище, так как возможности использования этих отходов ограничены. Применение хвостов ограничивают их физические свойства (например, мелко зернистость, прочность) и химические свойства (например, сульфидные хвосты: кислотный потенциал, экологически вредные металлы). Объемы размещаемых на постоянное хранение хвостов можно уменьшить, используя крупные фракции для заполнения пустот подземного рудника. Для этого к крупной фракции добавляется небольшое количество твердеющей добавки (напр. цемента, доменного шлака, пыли-уноса), чтобы хвосты были более пригодны для укрепления структуры рудника. Использование материала для закладки подземных пустот важно с точки зрения производственной деятельности на многих рудниках. Новая технология пастовой закладки позволяет использовать практически все хвосты для заполнения пустот подземного рудника. При этом хвосты концентрируются, и из них приготавливается пастообразный материал, который накачивается в выработанное пространство [9].

      Хвостохранилище может вызвать пылевые выбросы, загрязнение водоемов и иногда распространяет неприятный запах. Поступающие в виде пульпы на хвостохранилище отходы обогащения являются мелкозернистыми и при высыхании могут вызывать сильное пыление. Пылению способствует и большая площадь хвостохранилища и расположение выше уровня земли. В период действия рудника размещение хвостов по всей окружности борта хвостохранилища предотвращает их высыхание. При подаче пульпы с борта хвостохранилища мелкозернистые частицы хвостов перемещаются в центр пруда, более крупные остаются недалеко от места разгрузки. Пыление вероятно, особенно при сухой и ветреной погоде, с сухих бортов ограждающих дамб, а также с участков, ограниченных дамбой обвалования и урезом воды пруда-отстойника. Запах (например, сероводорода) может исходить, например, от реагентов обогащения или возможных химических и биологических реакций, происходящих в пруде-отстойнике.

      Загрязняющие вещества поступают от хвостохранилищ в поверхностные и подземные водные объекты с отводом стоков и в результате инфильтрации. Химический состав сточных вод хвостохранилища зависит от состава месторождения, применяемой технологии и реагентов обогащения, а также способа размещения хвостов и строения хвостохранилища.

      Объем воды в хвостохранилище регулируется удалением воды из пруда через водосбросный колодец. Вода поступает обычно в отстойник, откуда она после осветления возвращается обратно в технологический процесс или сбрасывается в водоем. Особенно дамбам, построенным из хвостов, необходима широкая сухая полоса (так называемый пляж) между дамбой и урезом воды пруда-отстойника для обеспечения стабильности гидротехнического сооружения. Кроме обычного сброса сточных вод сквозь дамбу может просачиваться инфильтрат (рисунок 1.3).

     


      Рисунок .. Потоки вод в зоне дамбы хвостохранилища, где нет плотного основания

      Инфильтрат обычно собирается в обводной канал, откуда вода может подаваться обратно на хвостохранилище, если по своему качеству она не пригодна для сброса в водоем. Через дно пруда возможна также инфильтрация в подземные воды, если основание пруда выполнено из водопроницаемого грунта. Обычно на стадии строительства хвостохранилища изучаются свойства грунта, при необходимости основание уплотняется искусственными противофильтрационными материалами (например, полимерное пленочное покрытие, бентонит и т. п.)

      Удаляемые земляные массы.

      На начальном этапе деятельности горного предприятия, особенно при строительстве открытого карьера, поверхность месторождения руды очищается от поверхностного слоя земли. Эти земляные массы складируются поблизости и используются по возможности в земляных работах рудника. Сохраненный растительный слой может быть применен для рекультивации участка после закрытия рудника. В этом случае речь идет о длительном хранении почвогрунта. Если данный грунт не подходит для применения в земляных работах во время строительства или после закрытия рудника из-за своих геотехнических особенностей или экологической неприемлемости, то он размещается на участке на постоянное хранение. Объем и состав удаляемых земляных масс зависят от масштабов разработки, толщины и строения поверхностных грунтов.

      Осадки и шламы.

      В деятельности рудника могут образовываться различные осадки или шламы в процессе обогащения или при обработке воды. Минеральный гидрооксидный осадок образуется при химической обработке воды, например, при нейтрализации или осаждении. Гидрооксидный осадок образуется также в результате аэрации железосодержащей воды в хвостохранилище. Состав осадка зависит от химического состава воды и использованных реагентов.

      При обработке воды образуется шлам (ил) в т. ч. при удалении взвешенных веществ из рудничной и технологической воды. Взвешенные вещества удаляются из воды обычно путем отстаивания, осаждения или седиментации в бассейне-осветлителе. При подземной разработке осветлители могут находиться как в очистном пространстве под землей, так и на поверхности. При открытом способе добычи бассейны находятся недалеко от карьера на поверхности земли. Осветление технологической воды проводится чаще всего на территории хвостохранилища до возвращения ее в производственный цикл. На дне бассейнов-осветлителей собирается шлам (ил), который состоит из мелко размолотых рудных минералов и просеянного материала и может содержать также остатки ВВ (ил шахтных и карьерных вод) или реагентов обогащения (ил технологических вод). Осадок и ил размещается на постоянное хранение на территории рудника или на специально созданных для этого полигонах, или вместе с другими отходами рудника. Требования относительно постоянного размещения зависят от состава осадка и ила. В зависимости от состава и размещения осадка и ила, с ними могут быть связаны пылевые выбросы и со стоками рудника попадающие в водоемы сбросы.

      Другие отходы.

      Кроме вышеперечисленных отходов горного и обогатительного производства образуются:

      отходы картона и бумаги;

      металлолом;

      отходы электрических и электронных приборов;

      отходы резины и пластика;

      проблемные отходы;

      канализационные стоки;

      прочие.

      Отходы сортируются и направляются на рециклинг или места хранения. Объем вывозимых на полигоны отходов должен быть минимальным.

1.4.5. Потребление энергетических, сырьевых и водных ресурсов

      Потребление энергетических ресурсов

      Основные производственные процессы горнодобывающего предприятия непрерывно связаны с существенным использованием топливно энергетических ресурсов – моторное топливо, электрическая и ТЭ, котельно-печное топливо.

      Наиболее существенное потребление энергии в горнодобывающей отрасли характерно, в частности, для транспортных средств, геологоразведочных работ и таких технологических процессов, как бурение, выемка породы, выемка минерального сырья, размол, дробление, обогащение, водоотлив и вентиляция.

      Для технологических и хозяйственных нужд потребляются следующие виды ресурсов:

      Котельно-печное топливо (уголь каменный, природный газ) – используется в технологических процессах предприятия, а также для производства тепловой и электрической энергии;

      моторное топливо (дизтопливо и бензин) – используется в технологических процессах предприятия, а также для перевозки людей и грузов;

      ТЭ (горячая вода и пар) – применяется как в технологических процессах, а также используется для отопления административных и производственных зданий, строений и сооружений;

      электрическая энергия;

      керосин ТС – 1 (топливо реактивное типа бензина);

      вода (техническая, хозяйственно – питьевая);

      сжатый воздух;

      продукты разделения воздуха (кислород и азот).

      Снабжение структурных подразделений предприятия энергетическими ресурсами может осуществляться как от сторонних источников, так и вырабатываться (производиться) самостоятельно структурными подразделениями предприятия.

      Потребление энергии сильно зависит от особенностей руды и необходимого технологического процесса. Если руда твердая, то на ее отделение, измельчение и размол требуется значительно больше энергии, чем на обработку мягкой руды. Показателем энергетической эффективности крупных технологических установок и производств является удельный расход энергетических ресурсов на единицу выпускаемой продукции.

      Используемое в горном производстве электрическое оборудование можно разделить на следующие группы:

      устройства для передачи и распределения электроэнергии: линии электропередачи, трансформаторы, кабели;

      электрическое оборудование: электродвигатели, осветители и ручные инструменты;

      оборудование для управления, контроля, связи и автоматизации.

      В процессе добычи и транспортировки руды электроэнергия расходуется на следующие объекты:

      электрогидравлические рабочие машины (напр. Бурильные установки, крепление кровли и стенок выработок, машины для торкретирования бетоном);

      транспортеры;

      подъемники руды;

      производство сжатого воздуха,

      вентиляция.

      Потребление энергии в обогатительных процессах определяется, в первую очередь, объемом перерабатываемой руды, используемыми процессами обогащения и необходимым для этого оборудованием. Обычно самые мощные электродвигатели используются при измельчении руды. Также дробление руды и грохочение являются энергоемкими этапами, но используемые в работе отдельные электродвигатели и насосы меньшие по мощности.

      Водопотребление

      Для добычи полезных ископаемых требуется много воды, например, для следующих целей:

      вода для бурения;

      непосредственно технологическая вода (измельчение и обогащение в пульпе);

      питательная вода (насосы, всасывающие устройства и др.);

      приготовление химикатов (реагентов);

      вода для промывки (например, оборудования и полов);

      вода для промывки (например, фильтровальных тканей);

      хозяйственно-питьевая вода, и др.

      Большая часть требуемой воды обычно восполняется за счет циркуляции в разных технологических процессах, но для работы часто необходима и достаточно чистая свежая вода. Возможности циркуляции воды обуславливаются определенным технологическим процессом, в том числе используемыми в нем химическими реагентами. Циркуляция повышает концентрации содержащихся в воде веществ. В результате этого концентрации веществ могут достигнуть слишком высокого для процесса обогащения уровня, препятствуя использованию технологической воды в процессе. Свежая вода забирается обычно из ближайшего озера или реки.

      В некоторых случаях в качестве свежей воды может использоваться карьерная вода или без обработки, или после обработки (например: отстаивание воды, осаждение металлов). На многих обогатительных фабриках потребность в воде можно обеспечить почти полностью за счет рециркуляции и использования карьерной воды. С другой стороны, забор больших объемов свежей воды за пределами рудника практически невозможен. Используемая на руднике хозяйственно-питьевая вода приобретается обычно отдельно по договору у внешнего поставщика. В некоторых процессах (например, промывка фильтровальных тканей, охлаждение компрессоров) можно применять воду, очищенную на предприятии собственными очищающими устройствами (например, песчаными фильтрами).

      Потребление вспомогательных производственных материалов

      Для горнодобывающего производства кроме ресурсов энергии и воды требуются различные вспомогательные производственные материалы, такие как взрывчатые материалы химикаты, материалы для крепления горных выработок (металлическая арочная крепь, различные типы анкерной крепи, металлическая сетка, торкрет смеси), трубы, буровой инструмент, используемый для бурения скважин различного типа и назначения тела, запасные части для основного и вспомогательного оборудования, мелющие фильтровальные ткани, полимерные и композиционные материалы и т.д.

1.4.6. Факторы физического воздействия

      Шум и вибрация

      На предприятиях горнодобывающей промышленности в силу специфических особенностей технологии подземной и открытой добычи полезных ископаемых на работников одномоментно действует многообразие неблагоприятных факторов производственной среды (пыль, шум, вибрация, неблагоприятный микроклимат и др.), степень выраженности которых во многом зависит от конкретных климатогеографических и горно-геологических условий на предприятиях.

      В деятельности горных предприятий основными являются основными источниками шума и вибрации являются взрывные работы, буровые работы, процессы погрузки и перевозки горной массы, шум от двигателей транспортных средств, конвейерный и железнодорожный транспорт, вентиляторные установки, дробление, раскалывание слишком крупных каменных глыб, связанная с дроблением сортировка, измельчение. Совокупное воздействие от работающих экскаваторов, бульдозеров, взрывных работ, транспорта, дробления и измельчения руды, а также складирования материала в отвалы может значительно повлиять на дикую природу и жителей близлежащих районов. Процессы производственного цикла, начиная с дробления проходят, в основном, в закрытых помещениях. При этом воздействие шума на окружающую среду может быть ограничено с помощью проектных решений. В некоторых случаях источники шума цеха обогащения и вспомогательных операций (воздуходувки и проч.) могут быть существенными из-за их узкополосности.

      Вибрация связана с работой разнообразной техники, используемой в добыче полезных ископаемых, но взрывные работы считаются ее основным источником. Вибрация влияет на стабильность инфраструктуры, зданий, человеческого жилья вблизи крупномасштабных горнодобывающих предприятий. При взрывных работах кроме вибрации наблюдается колебание воздуха, которое находится частично в частотном диапазоне слуха человека, а частично ниже его. Это низкочастотное, появляющееся при взрыве колебание воздуха называется волной атмосферного давления. Факторы, влияющие на силу волны, меняются в зависимости от взрыва, что усложняет оценку силы волны атмосферного давления. На распространение волны атмосферного давления в окружающую среду и риск наносимого ею ущерба влияют погодные условия, рельеф, препятствия и направление волны. Другими причинами возникновения волны атмосферного давления являются импульсы атмосферного давления и колебаний земли. Волна атмосферного давления большая, когда взрыв происходит в воздухе или поверхностным зарядом.

      Запах

      Концентрация сероводорода в цехе обогащения может превысить уровень, безопасный для здоровья, но за пределами рудничной территории беспокоит обычно только неприятный запах. Диоксид азота может высвобождаться при промывке керамических фильтров азотной кислотой, когда концентрированная кислота взаимодействует с сульфидными минералами.

1.4.7. Воздействие при ликвидации и рекультивации

      Закрытие добывающего предприятия и рекультивационные работы становятся актуальными, когда экономически выгодные запасы руды истощаются, или, когда горнодобывающая деятельность окончательно прекращается. Целью рекультивации и ликвидации последствий производственной деятельности горнодобывающего предприятия должно быть возвращение участка земли в состояние, максимально идентичное его исходному состоянию с целью предотвращения выделения токсичных загрязняющих веществ из различных производственных объектов.

      При выполнении ликвидационных и рекультивационных работ, как и при производственной деятельности, возможно загрязнение атмосферного воздуха твердыми (пыль) и газообразными (выхлопные газы) веществами, образование и размещение отходов от демонтажа зданий и сооружений, образование загрязненного поверхностного стока и сброса шахтных вод в водные объекты, физические факторы воздействия.

      Основной угрозой природной среде после закрытия добывающего предприятия являются сточные воды, образующиеся на бывших территориях отработки месторождения и участках размещения горнопромышленных отходов, а также возможно воды, просачивающиеся из выработанного пространства. На территории добычи сульфидных руд кислые рудничные стоки могут загрязнять природную среду годами, если не удается прекратить реакцию окисления сульфидов в выработанном пространстве и на участках размещения отходов. Из хвостохранилищ кислые, загрязненные металлами воды могут просачиваться через дамбу и основание хвостохранилища, попадая в подземные воды или прямо сквозь дамбу в обводный канал и в поверхностные водоемы.

      При заполнении выработанного пространства водой абсорбированные на ее стенах продукты ВВ (нитратный и аммиачный азот), использованные в горных работах и образованные во время закладки продукты окисления сульфидов смываются и способствуют распространению загрязненной воды по трещинам в подземные воды или путем поверхностного слива в водоемы.

      Кроме нагрузки сточных вод на водные объекты могут наблюдаться пылевые выбросы, в т. ч. из-за пыления поверхности незакрытых отвалов, хвостохранилищ или мест выемки руды. Так же, как и химический состав стоков, состав пыли зависит от минералогического и химического состава месторождения. Пыль может содержать вредные для окружающей среды тяжелые металлы или полуметаллы. Пыль может содержать также сульфидные минералы, окисление которых может вызывать закисление почв, и вследствие этого также закисление поверхностных и подземных вод. В частности, если на поверхность поднята порода с кислой реакцией, то такие отвалы очень долго не покрываются растительностью.

      Другими возможными факторами риска для окружающей среды, в т. ч. для здоровья живых существ, после закрытия карьера или рудника могут быть просадки грунта (провальные воронки), оседание земли и обвалы горных выработок или отвалов пустых пород.

      Работы по ликвидации и рекультивации последствий деятельности горнодобывающего предприятия должны проводиться в соответствии с требованиями инструкции по составлению плана ликвидации (приказ Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 24 мая 2018 года № 386.) и правил приемки результатов обследования и работ по ликвидации последствий операций по недропользованию.

2. Методология определения наилучших доступных техник

      Процедура определения НДТ для области применения настоящего справочника по НДТ организована НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов" в лице Бюро НДТ (далее – Центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ в соответствии с положениями Правил.

      В рамках данной процедуры, учтена международная практика и подходы к определению НДТ, в том числе основанные на руководстве по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ [10].

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

      Определение НДТ основываются на соблюдении последовательности действий технических рабочих групп:

      1) определение ключевых экологических проблем для отрасли с учетом маркерных загрязняющих веществ эмиссий;

      Для каждого технологического процесса добычи и обогащения руд черных металлов определен перечень маркерных веществ (более детальная информация приведена в разделе 6 настоящего справочника по НДТ).

      Метод определения перечня маркерных веществ основывался преимущественно на изучении проектной, технологической документации и сведений, полученных в ходе проведенного КТА предприятий по области применения настоящего справочника по НДТ.

      Из перечня загрязняющих веществ, присутствующих в эмиссиях основных источников загрязнения, для каждого технологического процесса в отдельности был определен перечень маркерных веществ при условии их соответствия следующим характеристикам:

      вещество характерно для рассматриваемого технологического процесса (вещества, обоснованные в проектной и технологической документации);

      вещество оказывает значительное воздействие на окружающую среду и (или) здоровье населения, в том числе, обладающее высокой токсичностью, доказанными канцерогенными, мутагенными, тератогенными свойствами, кумулятивным эффектом, а также вещества, относящиеся к стойким органическим загрязняющим веществам.

      2) определение и описание техник-кандидатов, направленных на комплексное решение экологических проблем отрасли;

      При формировании перечня техник-кандидатов рассматривались технологии, способы, методы, процессы, практики, подходы и решения, которые направлены на комплексное решение экологических проблем области применения настоящего справочника по НДТ, из числа имеющихся в Республике Казахстан (выявленных в результате КТА) и в международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень из (количество) техник-кандидатов, представленный в разделе 5.

      Для каждой техники-кандидата приведено технологическое описание и соображения касательно технической применимости техник-кандидатов; экологические показатели и потенциальные выгоды от внедрения техники-кандидата; экономические показатели, потенциальные кросс-медиа эффекты и необходимые условия.

      3) анализ и сравнение техник-кандидатов в соответствии с показателями технической применимости, экологической результативности и экономической эффективности.

      В отношении рассматриваемых в качестве НДТ техник-кандидатов была проведена оценка в следующей последовательности:

      1. Оценка техники-кандидата по параметрам технологической применимости.

      2. Оценка техники-кандидата по параметрам экологической результативности.

      Был проведен анализ экологического эффекта от внедрения техник-кандидатов, выраженный в количественном значении (единица измерения или % сокращения/увеличения), в отношении следующих показателей:

      атмосферный воздух: предотвращение и (или) сокращение выбросов;

      водопотребление: сокращение общего водопотребления;

      сточные воды: предотвращение и (или) сокращение сбросов;

      почва, недра, подземные воды: предотвращение и (или) сокращение влияния на компоненты природной среды;

      отходы: предотвращение и (или) сокращение образования/накопления производственных отходов и/или их вторичное использование, восстановление отходов и энергетическая утилизация отходов;

      потребление сырья: сокращение уровня потребления, замещение альтернативными материалами и (или) отходами производства и потребления;

      энергопотребление: сокращение уровня потребления энергетических и топливных ресурсов; использование альтернативных источников энергии; возможность регенерации и рециклинга веществ и рекуперации тепла; сокращение потребления электро- и теплоэнергии на собственные нужды;

      шум, вибрация, электромагнитные и тепловые воздействия: снижение уровня физического воздействия.

      Также учитывалось отсутствие или наличие кросс-медиа эффектов.

      Соответствие или несоответствие техники-кандидата каждому из вышеперечисленных показателей основывалось на сведениях, полученных в ходе КТА.

      3. Оценка техники-кандидата по параметрам экономической эффективности.

      Оценка экономической эффективности техники-кандидата не является обязательной, однако, по решению большинства членов технической рабочей группы, экономическая оценка НДТ проводилась членами технической рабочей группы-представителями промышленных предприятий в отношении некоторых техник, имеющих внедрение и эксплуатируемых на хорошо функционирующих промышленных установках/заводах.

      Факт промышленного внедрения устанавливался в результате анализа сведений, выявленных в результате КТА.

      4. Определение технологических показателей, связанных с применением НДТ.

      Определение уровней эмиссий и иных технологических показателей, связанных с применением НДТ, в большинстве случаев использовано в отношении техник, обеспечивающих снижение негативного антропогенного воздействия и контроль загрязнения на конечной стадии производственного процесса.

      Так, технологические показатели, связанные с применением НДТ, определялись в том числе и с учетом уровней национальных показателей, что подтверждено отчетами проведенных КТА.

2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

      В соответствии с п. 3 статьи 113 Экологического кодекса критериями определения НДТ являются:

      1) использование малоотходной технологии;

      2) использование менее опасных веществ;

      3) способствование восстановлению и рециклингу веществ, образующихся и используемых в технологическом процессе, а также отходов, насколько это применимо;

      4) сопоставимость процессов, устройств и операционных методов, успешно испытанных на промышленном уровне;

      5) технологические прорывы и изменения в научных знаниях;

      6) природа, влияние и объемы соответствующих эмиссий в окружающую среду;

      7) даты ввода в эксплуатацию для новых и действующих объектов;

      8) продолжительность сроков, необходимых для внедрения НДТ;

      9) уровень потребления и свойства сырья и ресурсов (включая воду), используемых в процессах, и энергоэффективность;

      10) необходимость предотвращения или сокращения до минимума общего уровня негативного воздействия эмиссий на окружающую среду и рисков для окружающей среды;

      11) необходимость предотвращения аварий и сведения до минимума негативных последствий для окружающей среды;

      12) информация, опубликованная международными организациями;

      13) промышленное внедрение на двух и более объектах в Республике Казахстан или за ее пределами.

2.3. Экономические аспекты внедрения НДТ

2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

      НДТ, как правило, широко известны во всем мире, а экономическая оценка является дополнительным критерием для принятия решения о возможности или отказе от внедрения НДТ. НДТ также считается приемлемой, если есть однозначные свидетельства/примеры результатов ее успешной промышленной эксплуатации. Так, странами ЕС при определении НДТ учитываются только технологии, уже вышедшие на промышленную эксплуатацию, и природоохранная эффективность которых подтверждена практически.

      Следует понимать, что НДТ не всегда приносят экономический эффект и их применимость определяется инвестиционной обоснованностью использования тех или иных технологических процессов, установок/агрегатов/оборудования, стоимости реагентов и компонентов, соотношения затрат и выгод, стоимости капитала, сроков реализации внедрения НДТ и многих других факторов. Общая экономическая эффективность НДТ определяется финансово-экономическими условиями конкретного предприятия и планово-экономические финансовые службы предприятия проводят самостоятельное технико-экономическое обоснование осуществимости НДТ.

      В соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами, экономическая оценка эффективности внедрения НДТ может осуществляться различными способами:

      по инвестиционной обоснованности затрат;

      по анализу затрат и выгод;

      по отношению затрат к ряду ключевых показателей предприятия: оборот, операционная прибыль, добавленная стоимость и др. (при доступности соответствующих финансовых данных);

      по затратам к достигаемому экологическому результату и др.

      Каждый из способов экономической оценки отражает результат реализации мероприятий по охране окружающей среды на различные аспекты финансово-экономической деятельности предприятия и может служить источником принятия решения по НДТ. Оператор объекта применяет к экономической оценке НДТ наиболее приемлемый для него, с учетом отраслевой и производственной специфики, способ оценки или их сочетание.

      По результатам общей экономической оценки НДТ могут быть ранжированы, как:

      экономически эффективные, когда техника сокращает расходы, дает экономию денежных средств и/или незначительно влияет на себестоимость продукции;

      экономически эффективные при определенных условиях, когда техника приводит к увеличению затрат, но дополнительные расходы считаются приемлемыми для экономических условий предприятия и находятся в разумной пропорции к полученным экологическим выгодам;

      экономически неэффективные, когда техника приводит к увеличению затрат, а дополнительные расходы не считаются приемлемыми для экономических условий предприятия или несоразмерны полученным экологическим выгодам.

      При выборе между несколькими альтернативными НДТ проводится сравнение соответствующих показателей экономической эффективности для определения наименее затратных.

      В целом, переход на принципы НДТ должен быть экономически выгоден предприятию и не должен снижать его экономическую эффективность и ухудшать финансовое состояние в долгосрочной перспективе.

      При экономической оценке НДТ должны быть также приняты во внимание вопросы возможности реализации проектов НДТ в целом по отрасли с учетом сохранения текущего уровня эффективности и рентабельности производства в долго-, средне- и краткосрочной перспективе.

      НДТ может быть признана экономически приемлемой на отраслевом уровне, если возможность ее реализации, с учетом общих финансовых затрат и экологических выгод, подтверждается в масштабе, достаточном для широкого внедрения в данной отрасли.

      Для НДТ, требующих существенных инвестиционных капитальных вложений, должен быть определен разумный баланс между запросом гражданского общества на реализацию природоохранных мероприятий в целях снижения негативного воздействия на окружающую среду и инвестиционными возможностями оператора объекта. При этом ответственность за доказательство условий, по которым к процессу внедрения НДТ должен быть применен особый режим, несет оператор объекта.

2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

      С точки зрения прибыльности и экономичности инвестиции в НДТ оцениваются, как:

      прибыльные – в случае получения дополнительных доходов от их реализации или экономии средств;

      неприбыльные в доходной части, но допустимые с точки зрения текущего или будущего финансового состояния компании;

      неприбыльные и недопустимые по своим финансовым затратам;

      достигающие разумной экологической пользы по сравнению с затратами;

      имеющие необоснованно высокие затраты по сравнению с достигнутым экологическим эффектом.

2.3.3. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

      Для определения целесообразности инвестиций в мероприятия по охране окружающей среды может быть проанализировано соотношение расходов на НДТ и ряда ключевых экономических результатов деятельности предприятия: валовый доход, оборот, операционная прибыль, себестоимость и др. (при доступности данных).

      При данной оценке может стать полезной шкала справочных значений, полученных по данным анкетирования европейских предприятий (Голландия), ранжирующих значения на три категории:

      приемлемые затраты – если инвестиции относительно малы по сравнению с ключевыми показателями и можно считать их приемлемыми без дальнейшего обсуждения;

      обсуждаемые – средние затраты, когда затруднительно или невозможно дать четкую оценку целесообразности инвестиций;

      неприемлемые затраты – если инвестиции чрезмерны по отношению к ключевым результатам деятельности предприятия.

      Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды *.

№ п/п

Соотношение затрат к ключевым показателям

Приемлемые

Обсуждаемые

Неприемлемые

1

2

3

4

5

1

Годовые затраты/оборот

< 0,5 %

0,5 – 5%

> 5 %

2

Годовые затраты/ операционная прибыль

< 10 %

10 – 100 %

> 100 %

3

Годовые затраты/ добавленная стоимость

< 2 %

2 – 50 %

> 50 %

4

Годовые затраты/ общие инвестиционные расходы на НДТ

< 10 %

10 – 100 %

> 100 %

5

Годовые затраты/ годовой доход

< 10 %

10 – 100 %

> 100 %

      * Smets, T., S. Vanassche and D. Huybrechts (2017), Guideline for determining the Best Available Techniques at installation level, VITO, Mol, https://emis.vito.be/sites/emis/files/study/resume/en/Leidraad_BBT_op_bedrijfsniveau_English.pdf.

      Шкала справочных значений позволяет быстро исключить технологии с явно высокими затратами или определить техники, затраты на внедрение которых можно считать осуществимыми без какого-либо дополнительного анализа.

      Вместе с тем, ввиду большого интервала значений внутри категории "обсуждаемые", значительная часть осуществляемых природоохранных инвестиций может попасть в этот диапазон, что делает их слишком неопределенными для однозначного вывода об обоснованности инвестиций.

      В этом случае целесообразность вложений должна оцениваться с учетом дополнительных отраслевых аспектов, таких, как период реализации проекта по внедрению НДТ, общий уровень инвестиций в охрану окружающей среды, текущая рыночная и финансовая ситуация и др.

      В целом, шкала справочных затрат может рассматриваться как оценочный ориентир, применимый в некоторых случаях оценки НДТ, и использоваться для построения предприятием собственной шкалы значений с учетом своего финансово-экономического состояния, которые могут применяться при рассмотрении вопросов внедрения НДТ.

      Также, при наличии данных о годовом объеме производства и доходах от реализации товарной продукции могут быть определены такие важные показатели экономической эффективности, как затраты предприятия на внедрение НДТ по отношению к единице произведенной продукции, то есть объем денежных средств, которые предприятие расходует на внедрение НДТ при производстве единицы продукции, а также прирост себестоимости на единицу продукции.

2.3.4. Прирост себестоимости на единицу продукции

      Существенным фактором для определения применимости НДТ являются дополнительные затраты, которые несет предприятие при ее внедрении в текущий производственный процесс. Это увеличивает себестоимость продукции и снижает потенциал НДТ с точки зрения ее экономической эффективности.

      Себестоимость производства единицы продукции определяется как отношение общих годовых денежных затрат на производство продукции к годовому физическому объему производства. Процентное соотношение общих годовых затрат на внедрение НДТ и производственной себестоимости выражает прирост затрат на производство с учетом дополнительных расходов предприятия на природоохранные мероприятия.

      Например, европейское исследование на автозаправочных станциях показывает, что технология улавливания паров привела к увеличению себестоимости бензина на 0,1 – 0,2 евроцента за литр. По сравнению с операционной маржой в 12,0 евроцентов за литр представляется, что увеличение себестоимости приемлемо с точки зрения эффективности.

2.3.5. Соотношение затрат и экологического результата

      Для настоящего справочника основным способом экономической оценки НДТ определен анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от ее внедрения в виде снижения/предотвращения эмиссии загрязняющих веществ и/или сокращения отходов. Соотношение данных величин определяет эффективность вложенных средств на единицу массы/объема сокращаемого загрязняющего вещества и/или отходов в годовом исчислении.

Эффективность затрат =

Общие годовые затраты

Годовое сокращение эмиссии


      Под годовыми затратами понимается сумма капитальных (инвестиционных) затрат (расходов) в годовом исчислении (Пересчет в годовом исчислении производится с коэффициентом годового пересчета, как функции срока службы оборудования и ставки дисконтирования.) и операционных (эксплуатационных) расходов, распределенных по всему сроку службы рассматриваемой техники.

      При расчете годовых затрат применяется формула:

     


      где:

      I– общие инвестиционные расходы в год приобретения,

      OС – годовые чистые операционные расходы,

      r – ставка дисконтирования,

      n – ожидаемый срок службы.

      Годовые затраты отражают объем инвестиций на проект внедрения НДТ с учетом временной стоимости капитала и сроком службы соответствующего оборудования.

      Для правильного определения годовых затрат на НДТ должна быть применена согласованная ставка дисконтирования с учетом срока службы средозащитного оборудования, а также обеспечена достаточная детализация инвестиционных капитальных вложений и распределение по элементам эксплуатационных затрат.

      Результат соотношения годовых затрат к достигнутому экологическому результату выражает объем денежных средств оператора НДТ в годовом исчислении, который расходуется на уменьшение эмиссии загрязняющего вещества на одну единицу массы/объема.

      Сравнение полученных показателей соотношения затрат к достигнутому экологическому результату по различным техникам-кандидатам позволяет сделать вывод насколько экономически эффективна, с точки зрения денежных затрат предприятия на НДТ, та или иная техника-кандидат и, соответственно, принять решение об ее использовании или отказа от данной НДТ.

      Как правило, перед внедрением НДТ планово-экономические/финансовые службы предприятия проводят технико-экономическое обоснование ее осуществимости. При этом применение НДТ может быть связано с большими затратами и не всегда приносить экономический эффект.

      В качестве ориентировочных может быть приведен приемлемый уровень эффективности затрат мероприятий по сокращению выбросов на практике голландских предприятий (European Commission (2006) European IPPC Bureau, "Economics and Cross-Media Effects").

      Таблица .. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

№ п/п

Загрязняющее вещество

Евро на 1 кг снижения выбросов загрязняющих веществ

1

2

3

1

ЛОС

5

2

Пыль

2,5

3

NOX

5

4

SO2

2,5


2.4. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду.

      При экономической оценке НДТ может оказаться полезным расчет платежей, подлежащих к выплате за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с налоговым законодательством Республики Казахстан и экологических штрафов, установленных Административным кодексом.

      В настоящее время на государственном уровне принимаются меры по стимулированию внедрения НДТ, в частности для предприятий, внедряющих НДТ, устанавливается нулевой коэффициент к ставкам платежей в бюджет, уплачиваемых за негативное воздействие на окружающую среду, и достигаемая экономия средств может стать решающим фактором для принятия решения о внедрении НДТ. Кроме того, с 2025 г., в целях активной реализации мер по защите окружающей среды и применения НДТ, к действующим ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду предприятиями I группы будет применяться повышающий коэффициент 2 (двукратное увеличение платежей), с 2028 г. – коэффициент 4 и с 2031 г. – коэффициент 8.

      Кроме ставок платежей, установленных налоговым законодательством на республиканском уровне, местные представительные органы (маслихаты) также имеют право повышать установленные ставки платы (за исключением выбросов загрязняющих веществ от сжигания попутного и/или природного газа в факелах), но не более, чем в 2 раза.

      Порядок и ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду на основании соответствующего экологического разрешения регулируются налоговым законодательством Республики Казахстан.

      Осуществление эмиссий без экологического разрешения на действующий объект, оказывающий негативное воздействие на окружающую среду, влечет штраф в размере десяти тысяч процентов от соответствующей ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду в отношении превышенного количества загрязняющих веществ.

2.5. Расчет на установке

      Процесс внедрения технологий по снижению содержания загрязняющих веществ, особенно на крупных промышленных предприятиях, часто является составной частью общего процесса модернизации или проведения комплексных мероприятий по повышению эффективности производства.

      Для исключения влияния других инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта несет в ходе своей обычной производственной деятельности или реализации других инвестиционных проектов, сведения о затратах на первичные и вторичные мероприятия по сокращению негативного воздействия на окружающую среду должны представлять только ту часть затрат, которую предприятие расходует на НДТ.

      В таких условиях, для исключения влияния инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта осуществляет в ходе реализации таких мероприятий, объективными данными, используемыми для определения НДТ, являются данные о расходах на природоохранное мероприятие на установке, то есть направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду на данном технологическом этапе или средозащитной установке.

      В расчетах на установке в общую сумму затрат включается:

      стоимость основной технологии/установки/оборудования и других необходимых компонентов, являющихся неотъемлемой частью НДТ;

      стоимость дополнительных и вспомогательных пред/после очистных технологий/установок/оборудования и сооружений;

      стоимость необходимых расходных материалов, сырья и реагентов, без которых применение НДТ невозможно технологически.

      Расчет на установке исключает фактор неопределенности при классификации общих расходов оператора объекта по статьям затрат, а также позволяет сравнить затраты предприятия на альтернативные НДТ по сопоставимым показателям. Такой же принцип используется при расчете выгод НДТ.

      Конкретные примеры расчетов, по экономической оценке, НДТ для каждой отрасли просчитываются в рамках технико-экономического обоснования (ТЭО).

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

      Настоящий раздел справочника по НДТ содержит описание основных технологических процессов, в числе которых добыча руд открытым и подземным способами, обогащение руд черных металлов, производство окатышей.

      В последующих разделах более подробно описываются этапы горнодобывающей деятельности.

     


      Рисунок .. Схема основных технологических процессов горнодобывающего предприятия

3.1. Открытая добыча руд черных металлов

      Основными процессами открытых горных работ являются (рисунок 3.2): снятие ПСП, производство вскрышных работ, буровзрывные работы, добыча руды, транспортировка, первичное дробление, складирование отвальных пород [9].


     


      Рисунок .. Схема технологического процесса открытых горных работ

      К основным источникам воздействия на атмосферный воздух, как правило, относят карьеры по добыче железной руды, хвостохранилища, отвалы вскрышных пород и открытые склады готовой продукции.

     


      Рисунок .. Удельные выбросы пыли при открытой добыче на тонну добываемой горной массы (г/т)

      При определении удельных показателей принимались выбросы пыли с учетом буровзрывных, пыление отвалов пустых пород и некондиционных руд извлечение руды из массива горных пород, погрузочно-разгрузочные работ, транспортировка горной массы, отвалообразование и складирование, первичное дробление, отгрузка продукции и т.д.

3.1.1. Снятие и складирование плодородного слоя почвы

      В соответствии с основными положениями по восстановлению земель предприятия, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым способом, а также проводящие другие работы, вызывающие нарушение почвенного покрова (механическое повреждение, загрязнение, затопление), обязаны снимать и транспортировать к месту укладки (или временного хранения) ПСП и наносить его на восстанавливаемые земли или малопродуктивные угодья.

      Горнотехническая рекультивация земель, нарушенных горными работами, начинается со снятия ПСП на всех площадях, отведенных под производственные объекты предприятия. Снятие ПСП с использованием бульдозеров различных моделей является наиболее распространенным. Плодородный слой снимается последовательными заходками, и создается временный почвенный штабель. Погрузка почвы производится экскаваторами или погрузчиками в транспортные средства. Бульдозер работает по следующей схеме: машина срезает и перемещает слой почвы в штабель на расстояние, не превышающее оптимальное расстояние транспортировки, исходя из конструктивных особенностей оборудования, а затем возвращается в исходное положение, и цикл повторяется.

     


      а – бульдозером, б – погрузчиком

      Рисунок .. Снятие ПСП

      При наличии автотранспорта его целесообразно использовать для перевозки плодородного грунта. В этом случае снятый бульдозером плодородный слой собирается в штабель с последующей погрузкой в транспорт погрузчиком. Съем ПСП и погрузку его в автотранспорт можно осуществить погрузчиками на гусеничном или пневмоколесном ходу. Погрузчики обладают большой маневренностью, высокой производительностью и применяются на выемочно-погрузочных работах в карьере. По техническим параметрам погрузчик может снимать ПСП и укладывать их в штабель с последующей погрузкой в транспорт. При использовании погрузчиков площадь, отведенная для съема почвы, разрабатывается отдельными участками. Обычно длина участка не превышает 100 м. Складирование ПСП осуществляется во временные отвалы.

      Снятие и складирование ПСП осуществляется в соответствии с требованиями действующего законодательства. Временные отвалы ПСП размещаются в основном поперек склонов, что препятствует выносу ПСП ливневыми потоками за пределы участка, смыву и размыву участка складирования. Снятие, транспортировка и складирование ПСП выполняются в период естественного увлажнения почвы, что исключает пыление. В случае длительного хранения производится засев поверхности отвала семенами многолетних трав.

      При движении автотранспорта для снятия, складирования и транспортировки ПСП основным фактором загрязнения атмосферного воздуха является пыление.

      В результате проведения КТА были получены данные по выбросам пыли, которые приведены в таблице ниже.

      Таблица 3.1. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

макс.

мин.

макс.

мин.

1

2

3

4

5

6

1

А1

203,0

150,4

0,02

0,01

2

А2

12,9

9,0

0,005

0,003

3

А3

94,0

79,1

0,01

0,01

4

А4

64,2

58,3

0,01

0,008


      Из таблицы № 3.1 следует, что удельные показатели выбросов пыли при снятии ПСП в процессе добычи варьируются от 0,005 до 0,02 кг/т. Данное расхождение в удельных показателях выбросов на различных предприятиях связанно с особенностями рассматриваемых предприятий, а также с используемым оборудованием и техникой в процессе снятия и складирования ПСП.

3.1.2. Вскрытие карьерного поля

      Способ вскрытия определяется рядом признаков, в первую очередь видом вскрывающих выработок. Вскрытие рабочих горизонтов осуществляется посредством сооружения наклонных (капитальных) открытых выработок с поперечным сечением ступенчатой формы или в виде трапеции (траншей) или треугольника (полутраншей) для обеспечения сформированных на уступах грузопотоков транспортными коммуникациями, позволяющими перемещать грузы с рабочих горизонтов до пунктов приема на поверхности или на промежуточных горизонтах. Вскрывающие выработки начинаются с поверхности или с уже вскрытого промежуточного рабочего горизонта и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта.

      Обычно вскрывающие наклонные траншеи существуют в течение всего времени эксплуатации месторождения и служат для перемещения из карьера пустых пород и полезного ископаемого. Поэтому эти траншеи называются капитальными. Траншеи, предназначенные для движения колесных транспортных средств (железнодорожный и автомобильный транспорт), должны быть наклонными. В зависимости от числа уступов (один, группа или все уступы карьера), обслуживаемых траншеями с общей трассой, различают соответственно отдельные, групповые и общие траншеи.

     


      Рисунок .. Параметры наклонной траншеи

      На основании КТА в большинстве случаев на предприятиях Республики Казахстан рабочие горизонты карьера вскрыты траншейным способом (капитальными траншеями или полутраншеями). Например, карьер А1 вскрыт совмещенной северо-западной, временной восточной и юго-западной траншеями. Совмещенная северо-западная автомобильно-железнодорожная траншея служит для связи рабочих горизонтов с отвалом, постами, расположенными на поверхности, а также для заезда автомобильного транспорта и вспомогательной техники в карьер. Восточная траншея обеспечивает прямыми железнодорожными заездами рабочие горизонты южного и северного бортов до поверхности, порода с которых вывозится в железнодорожные отвалы. Схема вскрытия карьера А2 характеризуется наличием двух автомобильных выездов. Первый выезд для технологического автотранспорта организован в северном направлении к отвалу № 1 и № 3. Второй построен по-восточному, юго-восточному бортам и ориентирован выездом на юг в направлении отвала № 4. Месторождение А3 вскрыто двумя капитальными траншеями внешнего заложения. Основной вскрывающей выработкой карьера по разносу южного борта, является юго-восточная траншея глубиной 70 м, соединенная с горизонтами карьера системой двух пересекающихся в разных уровнях железнодорожных съездов, расположенных в восточном борту и связывающей карьер с фабрикой и отвалом. Северной траншеей на глубину 15 м, по которой транспортируется только порода в отвал. Юго-восточная траншея имеет внешнее заложение до кровли скальных пород и затем переходит в систему внутренних траншей. Северная траншея предназначена для вскрытия верхних горизонтов покровной толщи с помощью системы внутренних траншей, расположенных по северному и северо-западному борту. Руководящий уклон северной траншеи 25 %, юго-восточной 20 %. Нижние горизонты вскрыты железнодорожными тоннелями по тупиковой схеме. Для заезда автотранспорта в карьер в восточном и южном бортах его устраивается система автомобильных съездов. Вскрытие месторождения С1 осуществляется траншеями внутреннего заложения со спирально-петлевой формой трассы.

      Вскрытие с использованием подземных выработок применяется в особых условиях разработки.

3.1.3. Вскрышные работы

      Вскрышные работы – горные работы по удалению покрывающих руду пустых (вскрышных) пород, включают процессы подготовки пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортировку и отвалообразование. Вскрышные работы ведутся для создания первоначального фронта добычных работ при строительстве карьеров и в период эксплуатации для сохранения и развития этого фронта. Вскрышные породы, не содержащие полезных компонентов, удаляются во внешние или внутренние отвалы. В случае если вскрышные породы пригодны в строительной сфере (песок, глина, известняк и так далее), то они могут направляться на дальнейшею переработку в виде дробления и сортировки или реализовываться сторонним потребителям.

      Вскрышные работы подразделяются на горно-капитальные и текущие.

      Горно-капитальные вскрышные работы в основном выполняются на карьере до его ввода в эксплуатацию на пусковую мощность и к ним относятся работы, связанные с удалением вскрышных пород, а также включают возведение первоначальных отвальных насыпей. После ввода в эксплуатацию к горно-капитальным вскрышным работам также будут относиться работы по проходке капитальных траншей и полутраншей, тоннелей, рудоспусков и т. д. При реконструкции и расширении карьера к горно-капитальным вскрышным работам относятся проходка постоянных вскрывающих выработок и удаление пустых пород в объеме, определенном технико-экономическими расчетами.

      Текущие вскрышные работы производятся на предприятии в период его эксплуатации. Это работы по зачистке вскрытых запасов полезных ископаемых, проведению очередных участков разрезных траншей на вскрытых уступах (для увеличения длины фронта работ), удалению покрывающих и вмещающих пустых пород в отвалы.

      Таблица .. Общие сведения о технологии отработки и типах применяемого оборудования на карьерах по добыче руд черных металлов

№ п/п

Наименование предприятия/ структурного подразделения

Типы выемочных машин на вскрышных и добычных работах

Технические характеристики, определяющие степень воздействия на окружающую среду


1

2

3

4

1

А1

Экскаваторы ЭШ-10/50, ЭШ-10/70, Hitachi ЕХ5600, Hitachi EX5500-6, Hitachi EX3600-6, Terex RH 170-B, погрузчик CAT-993K

Массогабаритные размеры
Давление на грунт
Тип, объем и мощность ДВС
Тип используемого топлива
Расход топлива
Угол поворота экскаватора
Объем ковша
Механизм хода (гусеничный или колесный)
Наличие системы пылеподавления
Продолжительность рабочего цикл
Гидравлическая система
Потребляемая мощность электродвигателей
Ресурс до капитального ремонта
Показатели по шуму, вибрации

2

А2

Экскаваторы ЭКГ-5А, ЭКГ-8И,
ЭКГ-10, ЭКГ-12К, ЭШ-10/60, ЭШ-11/50

3

А3

Экскаваторы ЭКГ-6,3УС, ЭКГ-8УС, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12К, ЭКГ-15М, ЭШ-10/50

4

А4

Экскаваторы ЭКГ- 8И, ЭКГ-10, ЭКГ-15М, ЭШ-10/50

5

В1

Экскаваторы ЭКГ-8И, ЭШ-6-45, ЭШ-5-45

6

В2

Экскаваторы Komatsu РС 750, Komatsu 1250 

7

В3

Экскаваторы ЭКГ-5А, Komatsu 1250, CAT-385

8

С1

Экскаваторы ЭКГ-8И и Hitachi


      Из таблицы 3.2 видно, что в качестве выемочных машин для разработки месторождений используются экскаваторы типа ЭКГ, ЭШ и гидравлические экскаваторы различных производителей.

      В процессе вскрышных работ выделяется пыль. В сухое время года применяется орошение экскаваторного забоя. В таблице 3.3 представлены объемы выбросов пыли при проведении вскрышных и добычных работ. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица .. Выбросы пыли в атмосферный воздух при вскрышных и добычных работах (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

макс.

мин.

макс.

мин.

1

2

3

4

5

6

1

А1

203,0

173,4

0,003

0,002

2

А2

297,1

207,6

0,1

0,1

3

А3

871,7

734,1

0,1

0,1

4

А4

1139,8

1036,3

0,2

0,1

5

В1

9,6

4,7

0,1

0,005

6

В2

86,9

0,5

0,1

0,0005

7

С1

34,1

29,0

0,1

0,03


      Из таблицы 3.3 следует, что удельные показатели выбросов пыли колеблются от 0,003 до 0,1 кг/т добываемой руды, на интенсивность пылевыделения оказывают влияние используемых экскаваторов, площади их ковша, продолжительности работы спецтехники, использования орошения экскаваторного забоя в сухое время года.

      Таблица .. Технические решения для контроля выбросов загрязняющих веществ (по данным КТА), используемые на предприятиях

№ п/п

Технические решения

Загрязняющее вещество

Применимость

Принцип работы и технические характеристики

КПД факт

Наличие на объекте

1

2

3

4

5

6

7

1

Аспирационные системы

Пыль аспирационная

складирование в хвостохранилище

Корпус дробления АТУ-1

95

В1

Корпус дробления АТУ-2

92

Корпус дробления АТУ-3

95

Корпус дробления АТУ-4а

93

Корпус дробления АТУ-4б

95

Корпус дробления АТУ-5а

93

Корпус дробления АТУ-5б

94

2

Рукавный фильтр

пыль

на буровых станках


94

В2


3.1.4. Системы разработки

      Способы вскрытия и система вскрывающих выработок органически связаны с применяемой системой разработки и ее параметрами. Под системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения во времени и в пространстве горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ и последовательность выполнения открытых горных работ в пределах карьерного поля или его участка. Системы открытой разработки предопределяют тип горнотранспортного оборудования, главные параметры карьера и его основные элементы, а также технико-экономические показатели работы карьера в целом. Правильный выбор системы разработки обеспечивает экономичную и безопасную разработку при рациональном использовании запасов месторождения и охрану окружающей среды.

      К элементам системы разработки относят уступы, фронт работ уступа и карьера, рабочую зону карьера, рабочие площадки, транспортные и предохранительные бермы. Параметры элементов системы разработки (высота уступов, ширина рабочих и нерабочих площадок, длина фронта работ, скорость подвигания фронта работ, размеры панелей и заходок и др.) взаимосвязаны с рабочими параметрами и мощностью комплекса оборудования.

      Основные показатели системы разработки: скорость подвигания уступов, скорость углубки карьера, производительность с единицы рудного и породного фронтов работ, производительность с 1 мрабочей зоны (вскрышной, добычной)Основные показатели системы разработки: скорость подвигания уступов, скорость углубки карьера, производительность с единицы рудного и породного фронтов работ, производительность с 1 мрабочей зоны (вскрышной, добычной).

      На горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан наибольшее распространение получили транспортные системы разработки карьеров, при которых перемещение пород во внутренние (расположенные в выработанном пространстве) или внешние (расположенные за границами карьера) отвалы производится железнодорожным, автомобильным, конвейерным, и комбинированным транспортом.

      Система разработки месторождения А1 транспортная с перемещением вскрышных пород во внешние отвалы. Проектом горных работ на карьере А1 предусматривается отработка двух верхних уступов рыхлой толщи высотой 13 метров шагающими экскаваторами ЭШ-10/50 с погрузкой в железнодорожный транспорт. Разработка рыхлых пород покрывающей толщи (пески, суглинки, глина чеганская, опоковидная глина с кремнистыми включениями) осуществляется уступами высотой 10-15 м. При разработке песков используются драглайны ЭШ-10/70, при этом высота рабочего уступа составляет 24 м. Углы откосов рабочих уступов при построении промежуточных планов по рыхлым породам приняты до 500. Углы откосов рабочих уступов по скальным породам приняты до 800.

      Железорудное месторождение А2 разрабатывается открытым способом с применением автомобильного транспорта. Горно-геологические условия залегания железных руд на месторождении предопределили применение на карьере транспортной системы разработки с вывозом руды автомобильным транспортом на поверхность, где богатая руда перевозится до перегрузочного склада и далее перегружается в думпкары и транспортируется на ДОФ, а бедная руда до приемного бункера комплекса крупнокусковый магнитной рудоразборки.

      Система разработки карьера А3 принята транспортная, с применением комбинированного (автомобильного и железнодорожного) транспорта. Вскрышные породы транспортируются на внешний и внутренний отвалы, руда на обогатительную фабрику. Направление горных работ развивается вкрест простирания рудных тел. Элементы системы разработки следующие: разработка рыхлых пород месторождения предусматривается механизированными лопатами ЭКГ-10 с непосредственной погрузкой в железнодорожный транспорт. Высота уступов принята от 10 до 14 м. Скальные породы и руда отрабатываются 20-метровыми уступами с помощью экскаваторов ЭКГ-8И и ЭКГ-10 с погрузкой, как в железнодорожный транспорт, так и в автомобильный с дальнейшей экскаваторной внутрикарьерной перегрузкой в железнодорожный транспорт. По рыхлым породам расчетная ширина рабочих площадок при работе мехлопат на железнодорожный транспорт принята 40 м.

      Карьер С1 отрабатывается транспортной системой разработки с внутренним отвалообразованием. Выемка руды проводится на основании проекта с учетом положения забоев и экскаваторов, скважин, количества руды по сортам и очередности выемки разрыхленной горной массы. Вскрышные работы производятся уступами высотой 10 м. Образующаяся после взрывания пустая порода, отгружается экскаваторами ЭКГ-8И и Hitachi в большегрузные автосамосвалы и вывозится на внутренние отвалы вскрышных пород. Руда загружается в большегрузный автотранспорт и перевозится на прикарьерный рудный склад. Далее руда перегружается в железнодорожный транспорт экскаватором ЭКГ или погрузчиком Сat для доставки на фабрики.

3.1.5. Буровзрывные работы

      Буровзрывные работы представляют собой комплекс работ, связанных с подготовкой скального массива пород к экскавации.

      Ввиду крепости скальных пород их экскавация без предварительного буровзрывного или механического рыхления не может быть произведена, так как современным канатным, реечным или гидравлическим экскаваторам не хватает усилия на ковше для разрушения скального массива пород.

      Для подготовки к экскавации плотных, рыхлых, смерзшихся или скальных горных пород к выемке применяется предварительное рыхление или механическим способом (фрезы, рыхлители), или буровзрывным способом. Ввиду большой производительности и конструктивных параметров, таких как высота забоя железорудных карьеров до 15 метров, механическая подготовка массива нецелесообразна и малоэффективна, порой технически невозможна.

      Развитие буровзрывных работ в карьерах происходит в зависимости от совершенствования средств взрывания и методов бурения скважин для закладки ВВ. Расчет параметров взрывного рыхления базируется на пропорциональной зависимости разрушенного объема определенной горной породы от массы заряда ВВ. Свойства массива в этом расчете учитываются через удельный расход ВВ, величина которого устанавливается расчетными методами или эмпирически. В настоящее время на всех железорудных карьерах используется буровзрывной способ рыхления массива, основанный на методе скважинных зарядов. ВВ закладывается непосредственно в скважины, пробуренные буровыми станками в массиве пород.

      На карьерах предприятий А, В и С горные работы ведутся с предварительной буровзрывной подготовкой. Для обуривания скальной вскрышной породы и руды с учетом физико-механических свойств пород месторождения производится преимущественно станками шарошечного бурения СБШ-190/250-60, СБШ-250МНА32 с диаметром бурения 250 мм которые получили наибольшее распространение на открытых горных работах при добыче железной руды. Также применяются дизельные буровые станки EPIROC DM75 LP с диаметром бурения 150 – 250 мм, ROC L8, Pit Viper 235.

     


      а – СБШ-250МНА32, б – DM75

      Рисунок .. Буровые станки, используемые на карьерах

      Эффективность буровзрывных работ в значительной мере зависит от правильного выбора ВВ для конкретных горно-геологических условий взрывания. Выбор типа ВВ должен производиться с учетом ряда производственных, геологических, гидрогеологических, технических и экономических факторов. Физико-механические свойства горных пород, их минералогический состав и строение определяют крепость и взрываемость горных пород. Чем выше плотность породы, ее твердость и вязкость, тем больше требуется энергии на ее разрушение и перемещение. В условиях конкретного применения ВВ выбирают с учетом этих соображений, а также практического опыта горного предприятия и технологичности ВВ в соответствии с принятой схемой механизации взрывных работ.

      В то же время высокая цена на ВВ заводского приготовления вынуждает предприятия удешевлять буровзрывные работы, повышать эффективность взрывных работ, снижать долю их затрат в себестоимости продукции. Все это достигается за счет применения новых дешевых ВВ, изготавливаемых на местах производства работ, которые просты в изготовлении, безопасны в применении, позволяют использовать существующие зарядно-доставочные машины и механизмы. В качестве ВВ для взрывания скважин в основном применяются гранулит-Э, гранулит-ЭМ и гранулотол. По сравнению с ВВ заводского изготовления гранулит-Э обладает пониженной чувствительностью к механическим, тепловым воздействиям и поэтому менее опасен в обращении. Простота технологии изготовления гранулита-Э позволила осуществить приготовление взрывчатой смеси непосредственно у устья скважины.

      Взрывные работы на карьерах осуществляются на основании типового проекта буровзрывных работ. Сущность метода скважинных рядов заключается в размещении ВВ в наклонных или вертикальных скважинах с забойкой (заполнением) верхней части инертными материалами из песка, буровой мелочи или забоечного материала специального состава.

      В качестве ВВ для взрывания скважин в основном применяются гранулит-Э, гранулит-ЭМ и гранулотол. Взрывание производится методом многорядных зарядов при помощи детонирующего шнура или систем инициирования неэлектрического взрывания с дублированием сети и применением короткозамедленного способа взрывания. Выход негабарита принят в количестве 1 % от взрываемой горной массы. Дробление негабарита на карьерах предусматривается механическим способом с использованием экскаватора оборудованного бутобоем.

      При выборе ВВ учитывается также диаметр скважин и шпуров. Скважины располагаются в один или несколько рядов параллельно верхней бровке уступа и размещаются друг от друга на расчетном расстоянии по прямоугольной сетке или в шахматном порядке. На предприятии С1 взрывные скважины диаметром 245 мм располагаются по прямоугольной сетке в 5 – 12 рядов. Наиболее распространены схемы взрывания "на зажатую среду" или "на подпорную стенку". При заряжании скважин применяется сплошная колонка заряда с двумя боевиками. Верхний боевик имеет замедление 450 мс, нижний – 500 мс. Более 98 % используемых взрывных веществ – гранулит Э, изготавливаемый на месте производства работ и представляющий собой смесь аммиачной селитры и водомасляной эмульсии.

      Таблица .. ВВ, используемые на действующих карьерах по добыче руд черных металлов в Республике Казахстан (по данным КТА).

№ п/п

Наименование
структурного подразделения

ВВ

Химический состав, %

Годовой расход ВВ, макс, т

Годовой расход ВВ, мин, т


1

2

4

5

6

7

1

А4

гранулит-Э

Гранулированная аммиачная
селитра (NHNOсодержание азота 34,4 % серы 14) до 85 % с водомасляной эмульсией 15 %

6622,9

3425,9

гранулит-ЭМ

672,0

137,6

гранулотол

Аммиачная селитра NHNOсодержание азота 34,4% (94,5%±1) индустриальное масло, дизельное топливо (5,5 %±0,5)

122,3

36,5

2

А1

гранулит-Э

Гранулированная аммиачная
селитра (NHNOсодержание азота 34,4 % серы 14) до 85 % с водомасляной эмульсией 15%

20833,4

10054,8

гранулит-ЭМ

1361,9

182

гранулотол

Аммиачная селитра NHNOсодержание азота 34,4% (94,5%±1) индустриальное масло, дизельное топливо (5,5%±0,5)

182,2

24,7

3

А2

гранулит-Э

Гранулированная аммиачная
селитра (NHNOсодержание азота 34,4% серы 14) до 85% с водомасляной эмульсией 15%

7268,2

2820,9

гранулит-ЭМ

204,6

44,4

гранулотол

Аммиачная селитра NHNOсодержание азота 34,4% (94,5%±1) индустриальное масло, дизельное топливо (5,5%±0,5)

64,9

18,7

4

А3

гранулит-Э

Гранулированная аммиачная
селитра (NHNOсодержание азота 34,4% серы 14) до 85% с водомасляной эмульсией 15%

10510,2

7267,4

гранулит-ЭМ

562,3

100,4

гранулотол

Аммиачная селитра NHNOсодержание азота 34,4% (94,5%±1) индустриальное масло, дизельное топливо (5,5%±0,5)

261,6

90,3


      Основными эмиссиями при буровзрывных работах являются выбросы газообразных веществ (окислы азота, оксид углерода, диоксид серы) и пыли неорганической SiOменее 20 %. Крупные частицы продуктов бурения оседают у устья скважины, а мелкие (в том числе и пылевые) уносятся на расстояние до 10 – 14 м. Пылеподавление и очистка забоя скважин от продуктов разрушения и выноса буровой мелочи осуществляется с помощью воздушно-водяной смеси, так как использование воды при пылеподавлении в технологическом процессе буровзрывных работ самый эффективный и доступный способ снижения загрязнения атмосферного воздуха. Данный метод позволяет снизить объемы пыли неорганической SiOменее 20 % в 5 – 7 раз.

      Мощные выбросы пыли происходят при массовых взрывах, достигают 100 – 250 тонн. Пылевое облако при массовом взрыве выбрасывается на высоту 150 – 300 м, в своем развитии оно может достигать высоты 16 км и распространяться по направлению ветра на значительные расстояния (10 – 14 км). Гидрообеспыливание для сокращения выделения и рассеивания вредных примесей при взрывных работах осуществляется с помощью водяной забойки (гидрозабойки). Гидрозабойка выполняется с использованием полиэтиленовых емкостей, наполненных водой. Применение гидрозабойки позволяет сократить объемы образующейся пыли в пылегазовом облаке 20 – 30 %, а объем образующихся окислов азота уменьшается в 1,5 – 2 раза [11].

      В таблицах 3.6, 3.7, 3.8 представлены объемы выбросов пыли, окислов азота и углерода оксида при проведении буровзрывных работ. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.6. Выбросы пыли в атмосферный воздух при проведении буровзрывных работ (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А1

399,4

295,9

0,04

0,02

2

А2

7,5

5,2

0,003

0,001

3

А3

63,7

53,7

0,01

0,01

4

А4

46,6

42,4

0,01

0,01

5

В4

747,5

725,5

0,9

0,5

6

С1

13,3

11,3

0,05

0,01


      В ходе проведенного КТА было оценено общее воздействие крупных предприятий по добыче и обогащению железной руды, действующих на территории Республики Казахстана. Было установлено, что удельные выбросы пыли в атмосферу от предприятий колеблются в пределах от 0,003 до 0,9 кг/т добытой руды, данное расхождение зависит от физико-механические свойства горных пород и их обводненности, методов взрывания, время производства массового взрыва, метеоусловия на момент массового взрыва и др.

      Таблица .. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А1

186,2

137,9

0,02

0,01

2

А2

19,7

13,8

0,008

0,004

3

А3

13,8

11,6

0,002

0,002

4

А4

9,3

8,5

0,002

0,001

5

В3

1,8

1,5

0,002

0,001

6

С1

0,6

0,5

0,002

0,0006


      Из таблицы 3.7 следует, что удельные показатели выбросов окислов азота при буровзрывных работах в процессе добычи варьируются в пределах от 0,0006 до 0,02 кг/т добытой руды, это связано с количеством и химическим составом применяемых взрывных веществ, методами взрывания, времени проведения массового взрыва, метеоусловия на момент массового взрыва и др.

      Таблица .. Выбросы оксида углерода в атмосферный воздух (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А1

286,6

212,3

0,03

0,02

2

А2

20,7

14,5

0,01

0,004

3

А3

81,4

68,6

0,01

0,01

4

А4

51,45

46,8

0,01

0,01

5

В3

9,1

8,0

0,01

0,01

6

С1

2,2

1,9

0,01

0,002


      Из таблицы 3.8 следует, что удельные показатели выбросов оксида углерода при буровзрывных работах в процессе добычи варьируются в пределах от 0,002 до 0,03 кг/т добытой руды, это связано с химическим составом и количеством применяемых взрывных веществ, методами взрывания, времени проведения массового взрыва, метеоусловия на момент массового взрыва и др.

3.1.6. Добыча руды

      Добычные работы представляют собой комплекс процессов по извлечению руды из массива горных пород. На открытых карьерах по добыче черных руд в Республике Казахстан выемка производиться отдельными слоями, формируемыми в виде уступов, глубина горных работ достигает более 500 м (предприятие А3), средняя высота уступов 10 – 15 м. Углы откосов рабочих уступов при построении промежуточных планов по рыхлым породам принимаются до 500. Углы откосов рабочих уступов по скальным породам принимаются до 800.

      Добыча руды в карьерах осуществляется экскаваторным способом. Основное распространение на добыче руды получили одноковшовые экскаваторы типа ЭКГ с объемами ковша от 5 до 20 ми гидравлические экскаваторы типа прямая лопата с вместимостью ковша до 30 м(перечень применяемых типов и моделей экскаваторов приведен в разделе 3.1.2).

      Процесс экскавации руды из массива заключается в срезании стружки режущей кромкой ковша, повороте экскаватора к месту разгрузки, разгрузке ковша и возвращении рабочего органа в забой. Выемка взорванной горной массы крепких пород осуществляется заглублением ковша в развал. Рабочий цикл по добыче экскаватора складывается из операций: черпания, выведения ковша из забоя, поворота его к месту разгрузки, подъема или опускания ковша на уровень разгрузки, возвращения ковша в забой и установки его для черпания.

      По средствам перемещения рукояти с ковшом современные экскаваторы разделяются на канатные и гидравлические. Разгрузка у гидравлического экскаватора осуществляется опрокидыванием или раскрытием ковша. У канатного экскаватора разгрузка осуществляется отрыванием днища ковша над местом разгрузки. Разгрузка руды осуществляется в автосамосвалы или железнодорожные думпкары.

      При разработке забоя с погрузкой горной массы в средства железнодорожного транспорта ось железнодорожного пути располагают на определенном расстоянии максимального радиуса черпания от оси экскаватора. При автомобильном транспорте автосамосвалы могут располагаться сбоку или позади экскаватора в зоне разгрузки ковша с минимальным углом разворота от места черпания. При конвейерном транспорте горная масса загружается экскаватором в бункер-питатель, который располагается сбоку экскаватора или внутри заходки позади экскаватора.

      Текущие объемы потребления энергетических ресурсов (по данным КТА) при проведении вскрышных и добычных работ приведены в таблице 3.16 раздела 3.1.11.

3.1.7. Транспортировка

      Для перевозки вскрышных пород, руды и материалов используют транспорт непрерывного действия (конвейерный, трубопроводный) и цикличного действия (железнодорожный, автомобильный) (см. рисунок 3.7). При большой производительности карьеров преимущественно применяется железнодорожный транспорт.

      Транспортировка карьерных грузов является наиболее энергоемким производственным процессом на предприятиях по добыче металлических руд. Исходя из существа открытых горных разработок, перевозке подлежат: вскрышные породы, руда и материалы для производства горных работ. Для перевозки карьерных грузов используются почти все известные виды транспорта: непрерывного действия (конвейерный); цикличного действия (железнодорожный, автомобильный). Каждый вид транспорта обладает своей специфичностью, поэтому для эффективного использования в зависимости от горнотехнических условий он может применяться в грузопотоках в единственном виде или в комбинации с другими.

      В настоящее время на предприятиях Республика Казахстан вскрышные породы и руда перевозятся автомобильным и железнодорожным транспортом и их комбинацией, в меньшей степени используется конвейерный транспорт.

      Таблица .. Общие сведения о технологии отработки и типах применяемого оборудования на карьерах по добыче руд черных металлов

№ п/п

Наименование
предприятия/
структурного
подразделения

Технология отработки, типы транспортных машин на вскрышных и добычных работах

Технические характеристики, определяющие степень воздействия на окружающую среду

1

2

3

4

1

А1

Транспортная, комбинированный (автомобильный и железнодорожный)
автосамосвалы Hitachi EH3500AC2, Hitachi EH4000 AC-3, БелАЗ-75131, думпкары

Массогабаритные размеры
Давление на грунт
Тип, объем и мощность ДВС
Тип используемого топлива
Расход топлива
Общий расход материалов, затраченных на рейс
Грузоподъемность
Объем кузова
Высота погрузки
Ресурс до капитального ремонта
Время разгрузки
Показатели по шуму, вибрации

2

А2

Транспортная, автомобильный автосамосвалы
БелАЗ-75131

3

А3

Транспортная, комбинированный (автомобильный и железнодорожный)
автосамосвалы, думпкары

4

А4

Транспортная, комбинированный (автомобильный и железнодорожный) автосамосвалы, думпкары

5

В1

Транспортная, комбинированный (автомобильный и железнодорожный)
автосамосвалы, думпкары

6

В2

Транспортная, автомобильный автосамосвал

7

В3

Транспортная, автомобильный автосамосвалы БелАЗ-7523, Komatsu HD-465 и CAT -773E

8

С1

Транспортная, автомобильный автосамосвалы БелАЗ 130, R-170


      Основным же видом транспорта для перевозки руды и пород вскрыши является автомобильный автосамосвалами марки БелАЗ, Komatsu, HOVA, Cat, грузоподъемностью от 35 до 130 тонн.

      Конвейерный транспорт обеспечивает поточность производства горных работ, автоматизацию управления и высокую производительность труда. Сочетание его с выемочно-погрузочной и отвалообразующей техникой позволяет создавать полностью автоматизированные высокопроизводительные комплексы для разработки горных пород.

      По назначению и месторасположению в карьере конвейерный транспорт разделяется на забойный, сборочный, подъемный, магистральный и отвальный. Забойные конвейеры располагают на рабочей площадке уступа. Сборочные конвейеры перемещают вслед за забойными конвейерами параллельно их оси. Подъемные конвейеры располагают в нерабочей или временно нерабочей зоне карьера и предназначены для доставки горной массы из рабочей зоны карьера на поверхность. Магистральные конвейеры располагают на поверхности карьера и предназначены для транспортировки пород вскрыши к отвалам, а полезного ископаемого – на обогатительную фабрику или к складам. Отвальные конвейеры располагают на отвалах и перемещают вслед за отвальным фронтом.

      Железнодорожный транспорт является распространенным транспортом на железорудных карьерах благодаря его высокой надежности в любых климатических условиях, высокой производительности и эффективности в эксплуатации. Принцип работы железнодорожного транспорта заключается в перемещении электровозами или тепловозами горных пород в думпкарах из забоев к месту разгрузки. Железнодорожные пути подразделяются на временные и стационарные. К временным относятся пути на рабочих площадках в карьере и на отвале. К стационарным относятся пути в траншеях, на транспортных бермах и на поверхности карьера.

     


      а – железнодорожным, б- автомобильным и в – конвейерным транспортом

      Рисунок .. Транспортировка руды

      Движение автотранспорта в пределах добычных участков обуславливает выделение пыли. При взаимодействии колес с полотном дороги и в результате сдувания ее с поверхности транспортируемого материала, находящегося в кузове, загрязняющие вещества выделяются при транспортировке ПСП, пустых пород и забалансовых руд в автосамосвалах.

      В таблице 3.10 представлены объемы выбросов пыли при транспортировке. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.10. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

1

А1

23,9

17,7

0,002

0,001

2

А2

395,6

276,4

0,2

0,1

3

А3

302,4

254,7

0,04

0,04

4

А4

253,9

230,9

0,04

0,03

5

В2

23,1

0,2

0,03

0,0002

6

С1

44,9

38,1

0,2

0,05


      Из таблицы 3.10 следует, что удельные показатели выбросов пыли при транспортировке руды в процессе добычи колеблются в пределах от 0,0002 до 0,2 кг/т добытой руды, такое расхождение в удельных показателях может быть связано с мощностью и грузоподъемностью используемой техники, также с природной увлажненностью руды.

      Автотранспорт при транспортировке горной массы поднимает большое количество пыли. Автомобильные дороги на карьерах, использующих автотранспорт, занимают одно из первых мест в балансе пылевыделения по всем источникам выделения пыли в карьере. На их долю приходится 70 – 90 % всей выделяемой пыли. Интенсивность выделения пыли карьерных автодорог зависит от состояния дорожного покрытия, скорости движения автотранспорта и климатических условий. Особенно большое пылевыделение на грунтовых дорогах, а также на щебеночно-гравийных, не обработанных специальными составами.

      Сухой способ очистки дорог применяется в районах ограничения применения воды и в холодный период года. Очистка производится легкими или средними бульдозерами, автогрейдерами, универсальными погрузчиками.

      Для борьбы с пылью в теплое время года на автодорогах предусматривается мокрый способ (гидрообеспыливание) – полив проезжей части водой. Наиболее часто для полива автодорог на карьерах используются поливочные машины на базе БелАЗ, КамАЗ. Забор воды на пылеподавление осуществляется из зумпфов-отстойников, находящихся внутри карьера или временного накопителя, расположенного на поверхности

3.1.8. Первичное дробление

      Дробление и измельчение выполняют для получения кусков руды, требуемых крупности, гранулометрического состава или степени раскрытия минералов, пригодных для последующих процессов обогащения. По своему назначению процесс дробления может быть подготовительным и самостоятельным. Дробление является первым этапом в процессе измельчения. Условно принято считать, что при дроблении получают частицы крупнее 5 мм, а при измельчении - мельче 5 мм. Размер наиболее крупных зерен, до которого необходимо раздробить или измельчить полезное ископаемое при его подготовке к обогащению, зависит от размера включений основных компонентов, входящих в состав полезного ископаемого, и от технических возможностей оборудования, на котором предполагается проводить следующую операцию переработки раздробленного (измельченного) продукта. В зависимости от крупности исходной руды и крупности дробленого продукта различают три стадии дробления:

      1) крупное – от 1500 – 300 до 350 – 100 мм;

      2) среднее – от 350 – 100 до 100 – 40 мм;

      3) мелкое – от 100 – 40 до 30 – 5 мм.

      Дробление проводят на специальных дробильных установках (дробилках). В зависимости от целей дробления и прочности материала дробления применяют дробилки различного типа (щековые, конусные, барабанные, барабанно-молотковые, валковые, зубчатые, молотковые, роторные).

     


      а – щековой, б – конусной

      Рисунок .. Принципиальная схема работы дробилки

      Под процессом первичного дробления понимается наличие в карьере или на его борту дробильного комплекса, который служит для первичного дробления руды или вскрышной породы. В железорудных карьерах первичное дробление используется для возможности последующей транспортировки дробленого материала конвейерным транспортом или возможности первичного обогащения руды непосредственно в карьере или на его борту. Комплекс первичного дробления состоит из приемных бункеров, принимающих руду или породу от автосамосвалов, под приемными бункерами располагаются дробилки крупного дробления (конусные, реже щековые), позволяющие дробить руду или породу крупностью до 1500 мм. На выходе с дробильных установок крупность руды не превышает 300 – 400 мм, что позволяет производить ее дальнейшую транспортировку конвейерным транспортом.




      Рисунок .. Щековая дробилка ЩДП 15х21

      Процесс дробления является энергоемким и дорогостоящим, поэтому рекомендуется соблюдать принцип "не дробить ничего лишнего", применяя предварительное или контрольное грохочение.

      Для осуществления этого принципа после дробилок первой стадии могут располагаться грохоты или дробилки второй стадии, обеспечивающие дробление руды до крупности 150 – 200 мм, что позволяет транспортировать ее крутонаклонными конвейерами.

      В зависимости от сочетания операций дробления и грохочения схема рудоподготовки бывает открытая и замкнутая. При дроблении в открытом цикле каждый кусок руды проходит через дробилку данной стадии только один раз (см. рисунок 3.10). При дроблении в замкнутом цикле наиболее крупные и чаще труднодробимые куски руды выделяются из дробленого продукта на грохоте (контрольное грохочение) и возвращаются на додрабливание в ту же дробилку.

     


      а – в открытом цикле б – закрытом цикле

      Рисунок .. Схемы одностадиального дробления

      Первичное дробление используется при комбинированном автомобильно-конвейерном транспорте и является частью конвейерного комплекса. Руду или породу из забоя доставляют автомобильным транспортом до дробилки и после нее транспортируют подъемным конвейером на борт карьера и дальше магистральным конвейером на отвал, руду – на обогатительную фабрику.

      Таблица .. Дробильно-сортировочные комплексы на действующих карьерах по добыче металлических руд в Республике Казахстан


п/п

Предприятие

Дробление и грохочение (классификация)

1

2

3

1

А

1 стадия дробления – конусные дробилки крупного дробления ККД-1500/180
2 стадия дробления – конусные дробилки "Hydrocone" H-8800
3 стадия дробления – КСД 2200А и КСД 2200Т или Н8800, TRIO ТС84Х, METSO НР800
4 стадия дробления – конусные дробилки "Hydrocone" H-6800, в конусных дробилках для мелкого дробления КМД-2200 Т, TRIO ТС 84Х, METSO НР800.
1 стадия грохочения – инерционный грохот SkH×2S
2 стадия грохочения ГИТ-51М

2

В1

1 стадия дробления – дробильно-фрезерная машина ДФМ-11-Г.
2 стадия дробления – молотковая дробилка СМД-102
3 стадия дробления – дробилка СМД-102
1 стадия грохочения – грохота ГИТ-51Н и ГИТ-71Н
2 стадия грохочения – грохот ГИТ-71Н

3

В2

1 стадия дробления – щековая дробилка С-125
2 стадия дробления – конусная дробилка КСД 2200Т
1 стадия грохочения – грохот ГИТ-42М

4

В3

1 стадия дробления – щековая дробилка С140
2 стадия дробления – конусная дробилка NW НР 400
3 стадия дробления – центробежные дробилки BARMAC 9100
1 стадия грохочения – грохот METSO В16-50-3V
2 стадия грохочения – грохот MULTIFLOW 3х8,5 DD
3 стадия грохочения – грохот NW2060 CVB

5

С

1 стадия дробления – щековая дробилка ЩДП 15х21
2 стадия дробления – конусная дробилка КСД 2200Т


      Таблица .. Подземные дробильные комплексы первичного дробления руды на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан.


п/п

Предприятие

Дробление и грохочение (классификация)

1

2

3

1

А5

Дробильно-бункерный комплекс

2

В4

Два подземных дробильных комплекса с щековыми дробилками СМД-111

3

С2

Два подземных дробильных комплекса с щековыми дробилками СМД-111Д

4

С3

Дробильно-бункерный комплекс


3.1.9. Обращение со вскрышными породами

      Отвалообразование и складирование являются заключительными технологическими процессами в разработке горных пород на карьерах. Насыпь пустых пород называется породным отвалом, насыпи пород плодородного слоя, некондиционных руд и полезного ископаемого – складами или спецотвалами.

      Породные отвалы обустраивают до начала производственных работ и различают по месторасположению относительно контура карьера, числу ярусов отсыпки и средствам механизации отвальных работ, которые гарантируют безопасное с точки зрения здоровья и окружающей среды складирование производственных отходов. При разработке горизонтальных и пологих месторождений отвалы располагают в выработанном пространстве внутри контура карьера. Эти отвалы называются внутренними. При разработке наклонных и крутых месторождений отвалы располагают на поверхности за контуром карьера, поэтому они называются внешними. Отвалы отсыпают в один или несколько ярусов. Высота яруса определяется устойчивостью, которая зависит от свойств складируемых пород, рельефа поверхности, гидрогеологических, климатических условий и технологии отвалообразования.

      Отвалообразование мягких горных пород при конвейерном транспорте производится транспортно-отвальными мостами, консольными отвалообразователями, при железнодорожном транспорте – драглайнами, при автомобильном транспорте – бульдозерами. При бульдозерном отвалообразовании на горнорудных предприятиях Республики Казахстан применяются тяжелые бульдозеры типа Д355, Д155, ТД-40Е, ТД-25, D9R, ТД-20, D10T (класса тяги 25 – 45 тс).

      Не отвечающие в настоящее время требованиям кондиций или потребителей, руды укладываются в отдельные отвалы. Технология отвалообразования и комплексная механизация аналогичны отвалообразованию пустых пород. Аналогично складируются попутные полезные ископаемые, не используемые в данный момент потребителем.

      Образующиеся отходы вскрышных и вмещающих пород, буровые шламы и другое, размещаются на территории предприятия и могут быть источником загрязнения почвенного и растительного покрова, загрязнения поверхностных водных объектов и грунтовых вод.

      Серьезной проблемой всех горно-обогатительных предприятий, имеющих намывные хвостохранилища и шламохранилища, является наличие отработанных сухих пляжей, на которых при скорости ветра более 5 м/с начинается интенсивное пыление.

      В настоящее время закрепление сухих пылящих пляжей осуществляется с применением химических и биологических методов. Химическое закрепление заключается в обработке поверхности закрепляющими растворами: например, реагентом Dustbint, бишофит, хлористый кальций. Недостатком этого метода являются сезонность его применения (закрепления возможного только при температуре + 4 °C и выше) и неустойчивость при скорости ветра более 15 – 20 м/с.

      Биологическое закрепление пляжей осуществляется путем посева определенных растений, корневая система которых препятствует пылению.

      Образующиеся отходы от вспомогательного производства передаются на утилизацию сторонним организациям, либо размещается на полигоне. Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы складируется в отвалы.

      В таблице 3.13 представлены данные по отходам производства при открытой добыче железных руд. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Выбросы пыли в атмосферу происходят при формировании отвала и при сдувании твердых частиц с поверхности отвала. Выделение пыли при формировании отвала зависят от типа используемого оборудования, объема и влажности одновременно перегружаемого материала, высоты пересыпа, климатических особенностей местности и эффективности применяемых средств пылеподавления.

      Таблица .. Отходы при открытой добыче железных руд.


п/п

Наименование отхода

Объем образования отходов, тыс. т/год

Использовано отходов, тыс. т/год

Объем размещения отходов тыс. т/год

Удельные показатели образования отходов на единицу произведенной продукции, кг/тонну продукции

Применение вскрышных пород/ размещение

Размещение/ складирование (варианты указаны ниже, могут быть дополнены)

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


Добыча железных руд открытым способом

1

А1

2

Отходы горнодобывающей промышленности

0,7

0,6

4,9

3,5

4,9

3,5

0,6

0,3

Образующиеся отходы от вспомогательного производства передаются на утилизацию сторонним организациям, либо размещается на полигоне.

Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

3

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

100470

53688

196,1

0,0

100470

53688

10443,8

4134,6

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы складируется в отвалы.

Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

4

А2

5

Отходы горнодобывающей промышленности

0,2

0,06

0

0

0,2

0,06

10232,3

4477,4

Образующиеся отходы от вспомогательного производства передаются на утилизацию сторонним организациям, либо размещается на полигоне.

Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

6

Отходы горнодобывающей промышленности

0,1

0,02

0

0

0

0

0,05

0,01

Используются повторно в полном объеме


7

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

0,2

0,1

0,2

0,1

0,01

0

0,1

0,04


Отвал вскрышных пород

8

А3

9

Отходы горнодобывающей промышленности

299,1

299,1

0,6

0,4

0,4

0,3

0,1

0,1


Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

10

Отходы горнодобывающей промышленности

0,3

0,04

0,00

0,00

0,00

0,00

0,04

0,01

Используются повторно в полном объеме


11

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

20242,3

8901,0

20199,6

8137,4

2684,2

0

3247,7

1202,8


Отвал вскрышных пород

12

А4

13

Отходы горнодобывающей промышленности

12599,8

8697,3

5964,3

1979,2

9058,4

6529,7

0,0

0,0

Отвал вскрышных пород


14

Отходы горнодобывающей промышленности

0,2

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,1

0,0

Используются повторно в полном объеме


15

Отвалообразование в Соколовском месторождении

0,4

0,3

0,3

0,2

0,1

0,03

2222,2

1164,6


Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

16

В1

17

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

396,4

95,0

25,6

0,9

381,6

95,0

328,8

29,4

Пустая порода перемещается во внутренний отвал пустых пород отработанного участка карьера для рекультивации, забалансовая руда на внешний отвал


18

В2

19

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

4965,6

175,3

0,0

0,0

4965,6

175,3

5420,5

167,7

Вскрышные породы по мере образования временно складируются во временный склад вскрышных пород при карьере, затем в полном объеме размещаются на отвале вскрышных пород.

На нужды предприятия

20

В3

21

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

6258,0

6258,0

0,0

0,0

6473,1

6473,1

7822,5

4172,0


Размещение на отвале

22

золошлак

0,1

0,1

0

0

0

0

0

0


Размещение на отвале

23

Летучая зола

0,1

0,1

0

0

0

0

0

0


Размещение на отвале

24

С1

25

Отходы из шахт и карьеров минерального сырья, не содержащего металлы, включая вскрышные породы

9000,0

2517,0

9000,0

2517,0

0,0

0,0

31066,6

3053,5

Закладка в выработанное пространство карьера

Образующиеся отходы: вмещающая порода – закладывается в выработанное пространство карьеров.

3.1.10. Карьерный водоотлив

      Система осушения карьера представляет собой комплекс мер, направленных на удаление из карьерного пространства поступающих подземных вод, атмосферных осадков и инфильтрационных вод (технологические воды).

     


      Рисунок .. Традиционная схема циркуляции воды

      При открытой разработке карьерный водоотлив включает в себя устройства для регулирования внутрикарьерного стока, водосборники, карьерные насосные станции с водоотливными установками и с нагнетательными трубопроводами.

      Устройства для регулирования внутрикарьерного стока включают пригрузки для предотвращения деформаций рыхлых пород на участках просачивания подземных вод на откосах, систему нагорных и водоотводных канав или труб для сбора воды на всех уступах и в выработанном пространстве и отвода воды вначале к участковым, а затем к главным водосборникам.

      В зависимости от местоположения главных водосборников карьерный водоотлив разделяется на открытый, подземный и комбинированный, включающий элементы открытого и подземного.

      При открытом водоотливе водосборники с насосными станциями располагают на самых низких отметках карьера. Насосные станции сооружают у водосборников и оборудуют водоотливными установками, производительность которых должна обеспечивать откачку максимального суточного притока воды, дополнительно предусматриваются резервные насосы. В районах, где притоки ливневых вод могут в несколько раз превышать нормальные, насосы главных водоотливов выполняют плавучими. При открытом водоотливе на обводненных карьерах применяют в основном высокопроизводительные низконапорные насосы. Нагнетательные трубопроводы прокладываются на нерабочих бортах карьеров. В зимнее время водоотливные установки, нагнетательные трубопроводы, а также водоотводные канавы защищаются от промерзания.

      При подземном водоотливе в карьере вода перекачивается или отводится в специальные дренажно-водоотводные выработки (штреки), пройденные с уклоном в сторону водосборника с насосной камерой, откуда она откачивается насосами на поверхность через водоотливные стволы или скважины в поверхностные водотоки или водоемы. При этом используются в основном те же насосы, что и при шахтном водоотливе.

      Карьерные воды могут использоваться предприятием для подпитки системы оборотного водоснабжения.

      Качественный состав воды карьерного водоотлива исследуется в ходе проведения аналитического контроля над сбросами сточных вод и оценке их влияния на природные воды.

      В результате проведения КТА для предприятий, осуществляющих добычу железных руд открытым способом, были собраны данные по маркерным загрязняющим веществам в сбросах.

      Данные по концентрациям, валовым сбросам и удельным значениям наиболее характерных загрязняющих веществ по предприятиям, прошедшим КТА приведены в таблице 3.14

      Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья. Представленные в таблице загрязняющие вещества рассматривались с целью определения маркерных веществ.

      Таблица 3.14. Валовые сбросы и удельные значения основных загрязняющих веществ при добыче железных руд открытым способом (по данным КТА)


п/п

Наименование вещества

Концентрация загрязняющих веществ, мг/дм³

Сброс загрязняющих веществ, т/год

Удельные показатели сбросов на единицу выпуска конечной продукции или услуги* кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

7

8


Добыча железных руд открытым способом

1

А1

2

Взвешенные вещества

359,4

306,6

280,4

231,1

0,03

0,02

3

нефтепродукты

0,3

0,3

0,1

0,1

0,00001

0,000007

4

Нитраты (по NO3)

635,3

547,7

905,8

739,2

0,1

0,06

5

Нитриты (по NO2);

25,3

22,1

34,1

27,9

0,004

0,002

6

Сульфаты (по SO4)

2501,9

2159,8

4411,7

3679,5

0,9

0,6

7

Марганец

3,8

3,2

3,3

2,7

0,0003

0,0002

8

Цинк

0,8

0,7

0,3

0,2

-

-

9

Свинец

0,03

0,03

0,03

0,03

-

-

10

А2

11

Взвешенные вещества

1208,7

1054,1

280,1

234,6

0,1

0,07

12

нефтепродукты

1,1

0,9

0,3

0,2

0,0001

0,0001

13

Нитраты (по NO3)

723,5

619,0

376,9

314,9

0,2

0,1

14

Нитриты (по NO2);

9,6

8,3

6,4

5,4

0,003

0,002

15

Сульфаты (по SO4)

5047,5

4306,6

2549,7

2112,3

1,02

0,6

16

Железо общее

1,7

1,5

0,6

0,5

0,0003

0,0001

17

Марганец

1,3

1,1

1,3

1,1

0,0005

0,0003

18

А3

19

Взвешенные вещества

216,8

185,5

170,8

146,3

0,03

0,02

20

нефтепродукты

15,0

13,1

0,2

0,2

0,00003

0,00002

21

Нитраты (по NO3)

41,5

36,2

19,3

15,9

0,003

0,002

22

Нитриты (по NO2);

1,9

1,6

0,9

0,8

0,0001

0,0001

23

Сульфаты (по SO4)

3759,8

3245,5

4101,3

3513,3

0,7

0,5

24

Железо общее

0,7

0,6

0,8

0,7

0,0001

0,0001

25

Марганец

0,4

0,4

0,6

0,5

0,0001

0,0001

26

В3

27

Взвешенные вещества

87,5

87

8,5

8,0

0,01

0,01

28

нефтепродукты

0,1

0,1

0,03

0,01

0,00003

0,00001

29

Нитраты (по NO3)

66,0

37,0

45,0

42,0

0,06

0,03

30

Сульфаты (по SO4)

1344,0

683,5

336,0

335,0

0,4

0,2

31

Железо общее

0,9

0,9

0,2

0,2

0,0003

0,0001

32

Марганец

1,2

0,5

0,3

0,3

0,0004

0,0002


      Удельные показатели сбросов зависят от притока карьерных вод и их качественного состава.

      Виды и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах зависят главным образом от состава перерабатываемого сырья и применяемых технологических реагентов, а также от качества очистки (обезвреживания) сточных вод.

      Европейские справочники не содержат требований к показателям сточных вод. В Российском справочнике ИТС 25 – 2021 концентрации загрязняющих (маркерных) веществ в сбросах в водные объекты при добыче железных руд открытым способом представлены в таблице 3.15

      Таблица .. Российские технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные объекты


п/п

Наименование загрязняющего вещества

Среднегодовая концентрация, мг/дм3

1

2

3

1

Взвешенные вещества

≤26,0

2

Железо общее

≤0,5

3

Цинк

≤0,1

4

Марганец

≤0,4

5

Сульфат-анион(сульфаты)

≤390,0

6

Нитрат-анион

≤85,0

7

Нефтепродукты(нефть)

≤0,05


      Загрязняющие вещества в рудничных водах – хлориды, сульфаты, марганец, железо – связаны с высокой минерализацией дренажных палеозойских вод в карьерах. Следует отметить, что высокие концентрации хлоридов и сульфатов характерны так же и для поверхностных вод Северного Казахстана, что не связано с производственной деятельностью предприятий, а является природным фактором региона. Повышенные содержания марганца и железа объясняются геохимической спецификой железорудного месторождения.

      С производственной деятельностью машин и механизмов связано присутствие в сточных водах нефтепродуктов, фосфатов и взвешенных веществ. Применение в основном технологическом процессе взрывных работ обусловило наличие в карьерных водах загрязняющих веществ группы азота: нитратов, нитритов и азота аммонийного. Массовые взрывы на карьерах оказывают негативное влияние на окружающую среду. При взрывах выделяются ядовитые газы – оксид углерода, оксиды азота и пыль. Пока не изобретут эффективного и дешевого способа разрушения крепких скальных пород, взрывные технологии в обозримом будущем останутся на карьерах как самые опасные и экологически вредные. Для производства взрывных работ предприятия применяют штатные ВВ, основу которых составляет аммиачная селитра (порядка 90 %). В настоящее время технология производства горных работ с применением ВВ как в Республика Казахстан, так и в мировой практике, не может полностью исключить попадания в дренажные воды остатков ВВ.

      Содержание загрязняющих веществ азотной группы в сбрасываемых водах площадок не высокие.

      Все сточные воды подвергаются очистке с целью удаления растворенных в них металлов и твердых частиц.

      Характеристики приемников сточных вод.

      На объекте А1 отвод стоков осуществляется по напорным трубопроводам, сброс сточных рудничных вод проводится через один выпуск в накопитель-испаритель Сорколь-Тызыгун. Как промежуточное звено действует накопитель-испаритель копань Качар. Накопитель-испаритель Сорколь-Тызыгун является конечным водоприемником вод, замкнутого типа, т. е. нет открытых водозаборов воды на орошение, не осуществляется сброс части стоков накопителей в другие природные объекты. Вода из копань Качар насосной установкой производительностью 400 м3/час перекачиваются по напорному трубопроводу в приемник насосной станции рудничных вод и оттуда в накопитель-испаритель Сорколь-Тызыгун.

      На руднике А2 для очистки хозяйственно-бытовых стоков работает станция глубокой биологической очистки "Астра-100 лонг" и "Астра-150 лонг", общей производительностью 50 м3/час, жироулавливающей установки и сороудерживающего колодца производительностью 3л/с, резервуара для сточных вод объемом 50 м3.

      Очистные сооружения для рудничных вод, сбрасываемых в накопитель-испаритель, не предусмотрены.

      Дренажная насосная станция откачивает карьерную воду, поступающую самотеком по дренажным канавам в зумпф.

      Откачка воды производиться по трубопроводу, длиной от 600 до 700 м на поверхность в самотечную канаву и далее она поступит в озеро Кужай.

      Водоприемником карьерных и сточных вод Куржункульской промышленной площадки является накопитель-испаритель оз. Кужай, где происходит доочистка сточных вод в естественных условиях.

      Сточные воды от цехов по системе канализации самотеком поступают на очистные сооружения бытовой канализации, очищаются и затем сбрасываются в накопитель-испаритель. Озеро Кужай является технологическим водоемом и функционирует как накопитель-испаритель сточных вод Куржункульской промышленной площадки.

      Объектами А3 водоотведение дренажных вод производится через шахту Южно-Сарбайская сбрасывается на обогатительную фабрику, и затем на хвостохранилище.

      На объекте В3 сброс загрязненных подземных вод, отводимых из действующего карьера, вскрывающего железные руды месторождения, производится в пруд-испаритель.

      Карьерные воды (водоотлив) карьера С1 отводятся на рельеф местности.

3.1.11. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      При проведении вскрышных и добычных работ на предприятиях используются следующие сырьевые и энергетические ресурсы:

      моторное топливо (дизельное топливо, керосин, бензин);

      электрическая энергия;

      вода.

      В общей доле потребления энергетических ресурсов на добычу открытым способом расходуется от 4 до 10 % от общего потребления. Основными потребителями энергоресурсов при открытой добычи руды являются:

      для добычи и экскавации горной массы – применяют бурильные установки и экскаваторы, как правило данная техника потребляет электрическую энергию, также при осложненном доступе к электроэнергии применяют технику, работающую на моторном топливе (до 40 % от потребления электроэнергии карьером);

      транспортировка горной массы – применят карьерные самосвалы железнодорожный транспорт (думпкары), при достаточном заглублении карьера могут применять ЦПТ, как наиболее эффективные (до 70 % от потребления электроэнергии карьером).

      Также при добычи открытым способом на предприятии могут применять предварительное дробление на карьере (при применении ЦПТ).

      В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребляемых энергетических ресурсов по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов на производимую продукцию.

      В таблице 3.16 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов применяемых при открытой добыче руд черных металлов. В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну добытой руды.

      Таблица .. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов (по данным КТА) при проведении вскрышных и добычных работ


п/п

Наименование объекта

Потребляемый ресурс

Целевое назначение использования

Годовое потребление, т.у.т.

Удельное потребление, т.у.т./т

1

2

3

4

5

6

1

А1

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

24824,11

0,00258

2

А2

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

5226,857

0,00146

3

А3

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

7267,56

0,00098

4

А4

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

6486,999

0,00092

5

В1

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

1116,916

0,000839

6

В2

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

290,262

0,000278

7

В3

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

836,4

0,000558

8

С1

Электрическая энергия

Вскрыша и добыча

544,841

0,728

9

В1

Моторное топливо

Вскрыша и добыча

1076,838

0,00062

10

В2

Моторное топливо

Вскрыша и добыча

2555,998

0,00244

11

В3

Моторное топливо

Вскрыша и добыча

3840,4

0,00305


      Из представленной таблице видно, что удельный расход электрической энергии на добытую руду может варьироваться в пределах от 0,00092 до 0,728 т.у.т. (1,92 – 20,9 кВт*ч/т) на тонну добытой руды. По данным ИТС НДТ 25 – 2021 на предприятиях горнодобывающей отрасли Российской Федерации удельный расход электрической энергии на тонну добычи горной массы составляет 0,61 – 3,84 кВт*ч/т.

      Удельный расход моторных топлив на добытую руду варьируется от 0,00062 до 0,00305 т.у.т. на тонну добытой руды (0,0004 – 0,004 т/т). По данным ИТС НДТ 25 – 2021 на предприятиях горнодобывающей отрасли Российской Федерации удельный расход дизельного топлива на тонну добычи горной массы составляет 0,0004 – 0,002 т/т.

      Основные факторы, влияющие на удельный расход электрической энергии и моторного топлива при открытой добычи:

      применение экскаваторов (ЭКГ, ЭШ), работающих от электрической сети или экскаваторов, работающих на моторном топливе;

      применение железнодорожного транспорта (думпкары) или транспортировка горной массы на карьерных самосвалах;

      применение ЦПТ;

      предварительное измельчение на карьере (применение щековых дробилок);

      глубина разрабатываемого карьера.

      Также значительное влияние на удельные расходы энергетических ресурсов оказывает объем вскрышных работ, проводимых на карьере, так как удельные расходы определяются на тонну добытой руды.

      Еще одним фактором, влияющим на определение удельных расходов, является особенности учета и распределения потребления энергетических ресурсов на различных предприятиях (отсутствие учета по технологическим переделам, а также по каждой значимой единицы оборудования).

      3.2. Подземная добыча руд черных металлов

      Подземная разработка месторождений руд черных металлов различных форм, мощности, углов падения, на разных глубинах осуществляется с использованием подземных горных выработок под толщей перекрывающих пород.

      Подземная разработка месторождений состоит из трех стадий: вскрытие, подготовка и очистная выемка, которые выполняются последовательно или совмещенно во времени и пространстве с целью обеспечения производства достаточными запасами вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов полезного ископаемого. Планомерная и эффективная разработка месторождения возможна при условии строгой увязки во времени и пространстве вскрытия, подготовки и очистной выемки, и при обеспеченности рудника достаточными запасами вскрытого, подготовленного и готового к выемке полезного ископаемого.

      Источниками загрязнения атмосферы являются газопылевые выбросы, образующиеся, главным образом, от ведения буровзрывных и добычных работ. Газы и пыль выделяются также с поверхности породных отвалов и складов полезных ископаемых.

     


      Рисунок .. Удельные выбросы пыли при подземной добыче, г/т

      Анализ рисунка 3.12 показывает, что удельные выбросы пыли при подземной добыче на некоторых предприятиях немного завышен требований ИТС-25 Российская Федерация. При определении удельных показателей принимались выбросы пыли без учета буровзрывных работ и выбросов при хранении.

      Для казахстанских предприятий, согласно отчетам КТА, при подземной добыче удельные выбросы пыли при дроблении и буровзрывных работах составляют 0,02 – 168 г/т добываемой горной массы.

      Так, например, в ИТС 25 – 2021 удельные выбросы взвешенных веществ при добыче железных руд подземным способом составляют 26 г/т добываемой горной массы.

      В таблицах 3.24 и 3.27 представлены данные по выбросам загрязняющих веществ, сточным водам и отходам по процессу проведения работ при подземной добыче железных руд, полученные по результатам отчетности КТА в Республике Казахстан.

3.2.1. Вскрышные работы

      Вскрытие заключается в проведении горных выработок, открывающих доступ с поверхности к рудному телу и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок.

      Вскрывающие выработки – это выработки, предназначенные для вскрытия шахтного поля, на первых и всех последующих откаточных и вентиляционных горизонтах. Проведение вскрывающих выработок называется горно-капитальными работами, а сами выработки – капитальными. К вскрывающим выработкам относятся: вертикальные и наклонные стволы, штольни, квершлаги, околоствольные дворы, капитальные рудоспуски и породоспуски, шурфы, автомобильные съезды и уклоны, обслуживающие основные горизонты и т.д.

      Вскрывающие выработки по расположению относительно земной поверхности подразделяются на 2 группы:

      основные имеющие непосредственный выход на земную поверхность;

      подземные не имеющие непосредственного выхода на поверхность.

      По выполняемым функциям вскрывающие выработки подразделяются на:

      главные – служащие для транспортировки и подъема руды;

      вспомогательные – все остальные выработки.

      К основным главным вскрывающим выработкам относятся: вертикальные и наклонные шахтные стволы, штольни, автомобильные съезды, выполняющие основные функции по подъему или транспортировке полезного ископаемого, а к основным вспомогательным – вертикальные и наклонные стволы, штольни, предназначенные для вентиляции, передвижения людей, доставке материалов и т. д.

      К подземным главным вскрывающим выработкам относятся слепые вертикальные и наклонные стволы, этажные квершлаги, автомобильные съезды и транспортные уклоны служащие для транспортировки и подъема руды.

      Главные вскрывающие выработки служат для транспортировки руды (сырой) и пустой породы на поверхность, вентиляции, перемещения людей, доставки материалов и оборудования. Данные выработки проходят: по месторождению; по пустым породам со стороны лежачего либо висячего бока или с флангов; по пустым породам и руде, пересекая рудное тело.

      К подземным вспомогательным вскрывающим выработкам относятся: околоствольные выработки (околоствольные дворы, насосные камеры, водосборники, камеры электроподстанций, обгонные и соединительные выработки), подземные бункера, дозаторные камеры и камеры дробильных установок, капитальные рудоспуски и породоспуски, камерные выработки специального назначения (камеры подъемных машин, электровозное депо, ремонтные и заправочные пункты, склады любого назначения, камеры ожидания, медпункты и т.д.), специальные закладочные, вентиляционные, дренажные и водоотливные выработки, уклоны по доставке самоходного и другого оборудования с основного горизонта на подэтажные горизонты, все выработки концентрационного горизонта. Вспомогательные выработки служат для вентиляции, доставки оборудования, а также в качестве дополнительного выхода на поверхность и других целей.

      Форма, размеры, способы проведения, крепления вскрывающих выработок зависят от срока их службы, оптимальной работы транспорта, безопасности передвижения людей, доставки материалов и оборудования, а также пропуска необходимого количества воздуха.

      В зависимости от места расположения главных вскрывающих выработок способы вскрытия месторождения разделяют на простые и комбинированные. Существует достаточное разнообразие простых и комбинированных способов вскрытия.

      К простым способам относятся вскрытия: вертикальным шахтным стволом по рудному телу, по породам лежачего бока, по породам висячего бока; наклонным шахтным стволом по породам лежачего бока и на флангах месторождения; вскрытие штольней по рудному телу, по породам лежачего бока, по породам висячего бока. Сущность простых способов вскрытия состоит в том, что вскрытие месторождения производится главной вскрывающей выработкой на всю глубину разработки.

      Комбинированные способы сочетают два или более способа вскрытия, например: вертикальный шахтный ствол с поверхности с переходом в вертикальный слепой ствол; вертикальный шахтный ствол с поверхности с переходом в наклонный слепой ствол; штольня с переходом в вертикальный слепой ствол; штольня с переходом в слепой наклонный ствол. Сущность комбинированных способов вскрытия заключается в том, что верхнюю часть месторождения вскрывают одной главной выработкой, а нижнюю – другой с выдачей руды на поверхность последовательно по обеим главным выработкам.

      Шахта А5 разрабатывает участок железорудного месторождения, который вскрыт с поверхности вертикальными стволами по типовой диагональной схеме проветривания, предусмотренной для рудников со значительной производственной мощностью. Шахтное поле с лежачего бока за зоной сдвижения горных пород вскрыто: по центру двумя стволами: главным и вспомогательным; на северном и южном флангах - по одному вентиляционному.

      Вскрытие рудной зоны по каждому горизонту осуществлено двумя квершлагами от центральной группы стволов и по одному вентиляционному квершлагу от фланговых стволов, которые делят шахтное поле на этажи. Подготовка эксплуатационных горизонтов по кольцевой схеме откаточными ортами и штреками делит шахтное поле условно на три участка: северный, центральный и южный.

      Шахта С2 вскрыта фланговым способом тремя стволами: скиповой, клетевой и вентиляционный. Шахта С3, вводимая по проекту двумя очередями, вскрыта четырьмя стволами: скипово-клетевой, клетевой, вентиляционный и вспомогательный.

3.2.2. Подготовка

      Способы подготовки основных горизонтов определяются технико-экономическим сравнением возможных вариантов, учитывающих геологические, технические, технологические и экономические факторы и зависят от характера рудного тела - его мощности и угла падения, от физико-механических свойств руды и вмещающих пород, принятого порядка очистной выемки в этаже, от способа транспортировки полезного ископаемого.

      Назначение подготовительных выработок заключается в следующем:

      оконтуривание (выделение) этажа, шахтного поля, блоков или панелей;

      создание связи блока (панели) с общерудничной транспортной сетью;

      обеспечение эффективного проветривания рабочих мест;

      обеспечение свободного доступа в забои и аварийного выхода из них, снабжение забоев оборудованием, материалами, энергией, высокопроизводительная выдача из них добытой руды.

      Подготовка рудных месторождений к очистным работам включает проведение подготовительно-нарезных выработок. Подготовительные работы – проведение подготовительных выработок с одной плоскостью обнажения, которые разделяют шахтное поле или его часть на отдельные выемочные блоки (панели) с целью обеспечения транспорта материалов и руды, вентиляции, нарезных и очистных работ.

      Принятый способ подготовки, расположение и размеры подготовительных выработок должны обеспечивать: безопасное производство очистных работ; эффективное проветривание очистных забоев; своевременную подготовку этажей и блоков для сохранения постоянного резерва подготовленных и готовых к выемке запасов руды с определенным средним содержанием полезных компонентов; удобные и безопасные условия передвижения людей, доставку материалов и оборудования по выработкам; минимальные потери руды в целиках, предохраняющих подготовительные выработки, удобные и производительные способы доставки руды, погрузки и откатки; минимальные расходы на поддержание выработок и ремонт крепи. В рамках подготовки создаются коммуникации и магистрали для вентиляции, канализации электроэнергии, передвижения людей и транспортировки грузов.

      Подготовленные запасы руды – запасы выемочных участков, в которых полностью пройдены подготовительные выработки, предусмотренные принятой системой разработки.

      Для разделения шахтного поля на этажи используют подготовительные выработки основного горизонта – откаточные штреки и орты, а разделение этажа на отдельные выемочные участки – блоки используют восстающие. В некоторых случаях этажи делят по высоте на подэтажи. Высота этажа составляет 50 – 100 м (редко более) в зависимости от горно-геологических условий и технологии добычи.

      При большой мощности рудных тел в породах лежачего бока проходят полевые восстающие, соединяющие полевые этажные штреки. Помимо этого, проходят вспомогательные восстающие у контакта висячего бока или восстающие, пересекающие рудное тело.

      Для передвижения механизмов на участках очистной выемки используют систему горизонтальных выработок откаточного и вентиляционного горизонтов, восстающих и рудоспусков, при подготовке наклонными съездами используют съезды спиральной или иной формы и рудоспуски, сбитые с подэтажами.

      По расположению подготовительных выработок относительно рудного тела подготовка месторождений может быть рудной, полевой и смешанной.

      При большой мощности рудных тел в породах лежачего бока проходят полевые восстающие, соединяющие полевые этажные штреки. Помимо этого, проходят вспомогательные восстающие у контакта висячего бока или восстающие, пересекающие рудное тело.

      Отрезные, рудоспускные, вентиляционно-ходовые, восстающие между подэтажами и дучки проходят буровзрывным способом секционного взрывания скважин, шпуровым или бурением (расширением) скважин большого диаметра. Наибольшее распространение способ проходки восстающих секционным взрыванием получил при оформлении отрезных восстающих или щелей при этажной и подэтажной отбойке руд. Часто проходка восстающих секционным взрыванием осложняется тектоникой и проявлениями горного давления.

      Проведение горных выработок, в зависимости от их назначения, горногеологических и гидрологических условий, могут осуществляться различными способами. Выбор способа и оборудования для проведения выработок зависит как от размеров их поперечных сечений, устанавливаемых в зависимости от назначения выработки, так и от крепости и устойчивости горных пород. В настоящее время при подземной разработке рудных месторождений наиболее широкое распространение получили два способа проведения горных выработок буровзрывной и комбайновый.

      На шахте А5 горизонтальные горные выработки проводят с помощью БВР с мелкошпуровой отбойкой, вертикальные – с секционной отбойкой пучков глубоких скважин. Удельный объем горно-подготовительных работ составляет 3 м/1000 тонн добытой руды. Уходка забоя за цикл в среднем составляет 1,5 м, продолжительность цикла – одна шестичасовая смена, годовой объем горнопроходческих работ – 13 км.

      Проходка восстающих выработок – один из трудоемких и опасных процессов. Для механизации процессов проходки выработок с углом наклона 60 – 90 °С применяют комплексы КПВ. Полок перемещается по монорельсу с помощью приводных звездочек. Бурение с полков осуществляется перфораторами. Однако способ не исключает главного недостатка пребывания проходчиков в опасных условиях и в последнее время применяется все реже.

     


      Рисунок .. Комплекс проходческий КПВ-4А

      Способ проходки бурением и расширением вертикальных и наклонных скважин использованием буровых станков – безлюдный и один их самых перспективных. Скорость проходки восстающих увеличивается по сравнению с буровзрывными способами в разы. Станки этого типа предназначены для проведения вертикальных и наклонных выработок диаметром до 3 м, до 100 м в длину и под углом до 70 ° С в породах с коэффициентом крепости до 12 по Протодьяконову, однако применяется и в более крепких породах. Применяют также станки для проходки восстающих снизу-вверх сплошным забоем или в две стадии с первоначальным бурением опережающей скважины. По такому принципу комбайны 2КВ, "Robbins" фирмы "Atlas Copco" (Швеция) и комбайны "Rhino" фирмы "TRB-Raise Borers" (Финляндия). Незначительное место (10 %) в общем объеме проходки рудника А5 занимает комбайновый способ проведения восстающих выработок с применением установки Robbins 44RH.

      Горные выработки, проводимые в уже подготовленных участках с одной или двумя плоскостями обнажения в пределах добычных блоков и необходимые для производства очистных (добычных) работ из этих участков, принято называть нарезными выработками, а выполняемые при их проведении работы – нарезными работами. Главной целью этих работ является создание выемочных участков, подэтажных горизонтов, отрезных щелей, выработок подсечки и т. д. После завершения нарезных работ блок считается подготовленным к очистным работам.

      Количество и расположение нарезных выработок в пространстве зависит от системы разработки. Нарезные выработки по назначению могут делиться на:

      буровые (буровые штреки, орты, восстающие, камеры и заходки);

      выпускные (воронки, траншеи, дучки, погрузочные заезды и т. д.);

      доставочные (рудоспуски, скреперные штреки или орты, ниши для питателей, конвейерные выработки и т. д.);

      подсечные и отрезные (отрезные щели и восстающие, подсечные штреки или орты, и т.д.);

      вентиляционные (вентиляционные штреки, орты, восстающие, сбойки и т.д.);

      соединительные (ходки, материально-ходовые выработки и т.д.);

      выработки для управления горным давлением (используются при производстве закладочных работ и обрушении вмещающих пород и руды).

      Нарезные выработки проходят в пределах блоков, панелей непосредственно для очистной выемки:

      подэтажные горизонтальные выработки разделяют блок на отдельные выемочные подэтажи;

      выработки горизонта скреперования – штреки или орты – служат для доставки отбитой руды до выработок основного горизонта, а также для вторичного ее дробления;

      выработки горизонта грохочения – камеры, штреки, орты – служат для вторичного дробления руды и перепуска руды на основной горизонт;

      выработки горизонта подсечки служат для подрезки массива руды в днище блока;

      отрезные восстающие служат для отрезки массива руды в заданном месте блока;

      щели, ходки, сбойки и ряд других выработок обеспечивают оптимальное развитие работ.

      Для нарезки днища блоков используют самоходные буровые установки и погрузочно-доставочные машины или перфораторы на пневмоподдержке и скреперные установки различных модификаций.

      Готовые к выемке – запасы руды подготовленных выемочных участков, в которых полностью пройдены нарезные выработки, необходимые для производства очистной выемки.

      Создание и постоянное сохранение резерва вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов необходимо для того, чтобы:

      планомерно и своевременно по мере отработки одних участков месторождения развивать добычу руды на других участках в необходимом количестве;

      иметь запас времени для эксплуатационной разведки и дренажа вводимых в эксплуатацию частей месторождения;

      поддерживать равномерное содержание полезных компонентов в руде, направляемой на переработку, путем планомерного ввода в очистную выемку участков месторождения с различным составом руды;

      иметь резервные участки на случай временного прекращения работ по вскрытию и подготовке или необходимости увеличения добычи руды сверхустановленного плана.

3.2.3. Системы разработки

      Система разработки рудных месторождений подземным способом - порядок и технология очистной выемки руды, определяющие совокупность конструктивных элементов выемочного участка, технологических процессов и способ управления горным давлением, увязанных во времени и пространстве.

      Во всем многообразии систем каждой системе присущи: конструктивные характеристики; порядок очистной выемки; технология очистной выемки.

      В качестве единой классификации систем подземной разработки рудных месторождений устанавливается классификация в основу, которой положен способ управления горным давлением.

      Таблица 3.17. Единая классификация систем подземной разработки рудных месторождений


п/п

Номер класса

Наименование класса

Системы

1

2

3

4

1

I

Системы с открытым выработанным пространством

Сплошные системы
Камерно-столбовые системы
Потолкоуступные системы
Системы с доставкой руды силой взрыва
Системы с подэтажной отбойкой
Этажно-камерные системы

2

II

Системы с магазинированием руды

Системы с магазинированием руды блоками
Системы с магазинированием и отбойкой руды глубокими скважинами

3

III

Системы с закладкой

Сплошные системы с однослойной выемкой и закладкой
Системы разработки горизонтальными слоями с закладкой
Столбовые системы с однослойной выемкой и закладкой
Системы с камерной выемкой и закладкой

4

IV

Системы с креплением

Системы с распорной крепью
Системы с крепежными рамами
Сплошные системы с однослойной выемкой и креплением
Столбовые системы с однослойной выемкой и креплением

5

V

Системы с обрушением

Системы слоевого обрушения
Системы подэтажного обрушения
Системы этажного обрушения
Столбовые системы с обрушением налегающих пород


      Очистная выемка при любой системе разработки представляет собой производственную стадию, которая включает совокупность взаимосвязанных и следующих в определенной последовательности друг за другом комплексов рабочих процессов и операций, классификация которых представлена на рисунке 3.14 : отбойка руды - отделение ее от массива; доставка руды - перемещение отбитой руды от забоя до откаточного горизонта; составной частью этой операции являются выпуск и погрузка руды; поддержание выработанного пространства.

     


      Рисунок .. Классификация комплекса рабочих процессов при производственной стадии очистных работ

      Добыча руды подземным способом на шахте А5 производится системами разработки этажного и подэтажного принудительного обрушения с отбойкой руды на компенсационные камеры или в зажиме, а также системой разработки с самообрушением руды и вмещающих пород, с выпуском руды через дучки или торцовым выпуском с помощью самоходной техники.

      На шахте В4 применяется этажно-камерная система разработки. Отработка ведется блоками, состоящими, из нескольких камер, междукамерных и междублочных целиков.

      На шахтах Си Свсе запасы отрабатываются системой этажного и подэтажного самообрушения со скреперной доставкой руды для загрузки в электровозный транспорт через погрузочные полки. Очистные работы включают подсечку блока, проведение отрезной выработки, формирование компенсационной камеры, массовое обрушение руды и вмещающих пород, выпуск и погрузку руды в железнодорожный транспорт на откаточном горизонте. Подсечку рудного массива формируют воронками (высота днища от почвы горизонта скреперования 10 м) и траншеями.

      3.2.4. Крепление выработок

      Крепление горных выработок, один из основных рабочих процессов при проведении горных выработок и представляет собой совокупность операций по возведению крепи, возводимой в подземных горных выработках с целью предотвращения обрушения окружающего массива горных пород и сохранения необходимых размеров поперечного сечения выработок.

      К горной крепи предъявляют следующие требования: крепь должна выдерживать приходящуюся на нее нагрузку, сохранять свое первоначальное положение, обеспечивать рабочее состояние выработки и безопасные условия эксплуатации в течении ее всего срока службы, быть простой в монтаже, воспринимать без опасных деформаций многократное воздействие взрывных работ, занимать в выработке как можно меньше места не мешать выполнению рабочим процессов, не оказывать большого сопротивления движению воздушной струи и быть безопасной в пожарном отношении.

      Факторами, определяющими форму поперечного сечения выработки, являются: физико-механические свойства горных пород, назначение и срок службы выработки, материал крепи, положение выработки в пространстве, размеры поперечного сечения выработки, величина и направление горного давления. Форма поперечного сечения выработки определяется удобством ее эксплуатации, материалом и конструкцией крепи, которые в свою очередь должны обеспечить устойчивое ее состояние в течение всего срока службы при минимальных затратах.

      По характеру работы различают крепи: жесткая, податливая, шарнирная, комбинированная; по сроку службы: постоянная и временная; по форме сечения выработок: трапециевидная, арочная, кольцевая, эллиптическая, полигональная, сводчатой формы; по виду выработки – для горизонтальных, наклонных и вертикальных горных выработок.

      Для крепления капитальных выработок с большим сроком службы применяют крепи: бетонные, железобетонные, сборные металлические и железобетонные (тюбинги), металлические рамы и др., воспринимающие нагрузку в пределах упругих деформаций без изменения формы и размеров.

      В настоящее время широкое распространение для крепления горных выработок получили облегченные (упрочняющие) виды крепи: анкерная, набрызг-бетонная и комбинированная – анкера с сеткой, анкера и набрызг-бетон, анкера с сеткой и набрызг-бетонном. Эти виды крепей в подавляющем большинстве применяются на всех рудниках нашей страны при проведении горных выработок.

     


      а – анкера в сочетании с металлической сеткой; б – анкера в сочетании с набрызг-бетонном

      Рисунок .. Конструкция комбинированного крепления горных выработок

      Основным видом крепи (до 70 % горных выработок) на руднике А5 является арочная металлическая из профиля СВП-22 с железобетонной, металлической или деревянной затяжкой. Применяются также анкерная и деревянная крепи. Фактически закрепляют 80 – 90 % пройденных горных выработок. В зонах концентрации опорного давления вынуждены применять более тяжелые виды крепи, уменьшать ее шаг с переходом на полные дверные оклады, переходить на податливую крепь. Скреперные полки начали крепить с использованием железобетона, так как участились случаи их раздавливания.

      Все горизонтальные горно-капитальные выработки подземных предприятий С2 и С3 крепятся металлическими арками из спецпрофиля СВП-22, устанавливаемыми через 0,5 – 1,0 метр, а ходовые восстающие армируют сборными металлическими секциями с лестничным отделением. Основной вид крепления вертикальных выработок – бетон или металлокрепь. В качестве крепи также используют торкретбетон, сталефиброторкрет, анкера, способ нанесения – набрызгбетонирование.

      Для повышения безопасности, увеличения производительности и уменьшения трудоемкости при установке анкерного крепления и нанесения набрызг-бетона на кровлю и бока горной выработке используются специальные машины для крепления (рисунок 3.16), которые механизируют операцию по установке анкеров.

а


б


      а – (DL420) и нанесения набрызг-бетона б – (Spraymec 6050WР)

      Рисунок .. Внешний вид машин для крепления выработок анкерами

3.2.5. Отбойка и дробление руд

      Отбойкой руды называется отделение части руды от массива и дробление ее до куска определенного размера.

      При разработке мощных месторождений, сложенных слабыми или трещиноватыми минералами, способными при обнажении на достаточной площади под действием гравитации и давления налегающей толщи обрушаться, используют феномен самообрушения. Способ характеризуется высокой производительностью и дешевизной, однако условия его применения крайне ограничены.

      Взрывная отбойка менее энергоемка, чем другие способы и применяется для отбойки железных и хромовых руд средней и высокой крепости, отбойку ведут с помощью зарядов ВВ в шпурах, взрывных скважинах и минных выработках. На сегодняшний день этот способ является основным. Взрывной способ разрушения основан на применении ВВ, при быстротечном разложении которых освобождающаяся энергия взрыва отделяет от массива и осуществляет дробление горной массы.

      Взрывные скважины бурят вертикальными, наклонными и горизонтальными так, чтобы руда перемещалась в сторону обнаженной поверхности.

      Для бурения взрывных скважин и шпуров на рудниках Республика Казахстан (рисунок 3.17) используют разнообразные буровые перфораторы (ПТ- 36, ПТ-48, ПП-63), станки (Boomer H-104, НКР-100, БП-100, Sandvik DD 420 – 60 C "Jambo", Sandvik DL-431-7C SOLO).

      Применяются каретки и установки добычного бурения, буровые станки с пневматическим или гидравлическим приводом, с электродвигателем, ДВС, дизель-электрическим приводом, самоходные, передвижные на специальных тележках. Бурильные машины с пневматическими двигателями необходимо обеспечивать сжатым воздухом, подаваемым от компрессора по воздуховодам, бурильные машины с электродвигателями снабжаются электроэнергией по кабелям, бурильные машины с ДВС, как правило, потребляют дизельное топливо.

      Расположение скважины может быть параллельным, параллельно-сближенным, веерным. Для размещения зарядов ВВ до недавнего времени самыми распространенными были скважины диаметром 105 – 110 мм, которые бурят станками с погружными пневмоударниками производства ближнего зарубежья. В последнее время для подготовки массива к обрушению значительную долю буровых работ производят самоходным импортным оборудованием с диаметром скважин 89 – 102 мм.

а


б


в


г


      Рисунок .. Внешний вид, применяемых на рудниках буровых станков (а – НКР-100, б – Sandvik DL-431-7C SOLO) и телескопных перфораторов (в – ПТ-38; г – ПТ-48)

      По условиям технологического процесса отбитая руда должна иметь куски определенной крупности. Размеры максимально допустимого куска во взорванной горной массе определяются параметрами транспортных средств, дробилок и других приемных устройств, а также условиями работы оборудования. Максимально допустимый размер кусков обычно принимают от 300 – 400 до 800 – 1000 мм, при отбойке руды взрывным способом образуется некоторое количество некондиционных кусков – негабаритов. Для дробления негабарита применяют ВВ или механические устройства (дробилки, бутобои).

      Для улучшения дробления руды и снижения сейсмического эффекта необходимо использовать дифференцированное распределение ВВ в рудном массиве (геометрию расположения вееров и пучков скважин) и короткозамедленное взрывание зарядов, например, с интервалами: 25, 50, 75, 100 и 150 мс.

      Как правило, железорудные и хромовые шахты не относятся к опасным по газу и пыли, на них широко применяются промышленные ВВ для подземных горных работ, отличительной чертой которых является красный цвет оболочки патронов или ярлыков. Распространены аммиачно-селитренные гранулированные, порошкообразные и эмульсионные ВВ.

      Аммиачно-селитренные ВВ – механические смеси аммиачной селитры с нитросоединениями или с горючими и разрыхляющими добавками: аммониты, аммоналы, динамоны. Широко применяются: граммониты, гранулиты, аммониты № 6 ЖВ, игданиты, эмульсионные ВВ. В связи с гигроскопичностью аммиачно-селитренных ВВ возникает необходимость в придании им свойства водоустойчивости, которое достигается введением в готовый состав ВВ или в аммиачную селитру небольшого количества специальных добавок. Сорта ВВ, изготовленные из водоустойчивой аммиачной селитры, имеют марку ЖВ.

      К водоустойчивым ВВ относятся: аммониты № 6 ЖВ, а также тротил и другие нитросоединения. Для подземных работ применяют ВВ только с кислородным балансом, близким к нулевому (±3 %), при взрывании ВМ по максимуму должно быть сокращено образование оксида углерода СО и оксидов азота NO, NO2, N2Ои прочих вредных газов. Переход на гранулит-Э позволил увеличить плотность заряда в скважине, повысить работоспособность ВВ на шахте А5 в сравнении применяемым ранее гранулитом А-6, упростить процесс его приготовления и снизить себестоимость взрывных работ.

      Таблица 3.18. ВВ, используемые на действующих рудниках по добыче руд черных металлов в Республике Казахстан.

№ п/п

Предприятие

ВВ

Химический состав, %

Годовой расход ВВ, макс, т

Годовой расход ВВ, мин, т

1

2

3

4

5

6

1

А5

гранулит-Э

Гранулированная аммиачная
селитра (NHNOсодержание азота 34,4 % серы 14) до 85 % с водомасляной эмульсией 15%

1 052,6

629,2

2

С3

аммонит 6ЖВ

Селитра аммиачная водоустойчивая – 79 %, тротил – 21 %.

156,7

113,8


      Для заряжания используют специальные самоходные, передвижные и переносные зарядные машины, как правило, с пневматической подачей ВВ. При заряжании ВВ засыпается в загрузочную емкость машины, затем поступает в питатель (барабанный, камерный или эжекторный), далее транспортируется сжатым воздухом (от шахтной пневмосети) по гибкому доставочно-зарядному шлангу в скважины или шпуры.

      Механическая отбойка применяется в основном при выемке руд и пород низкой крепости, используются самоходные комбайны с шарошечными рабочими органами.

      Наиболее широкое распространение при разработке железных руд получило этажное и подэтажное обрушение с отбойкой руды глубокими скважинами. Системы с принудительным этажным обрушением на вертикальные компенсационные камеры применяют на предприятии А. Размеры целиков принимают больше, чем размеры камер. Последние выполняют функцию компенсационного пространства. Образование компенсационных камер ведется аналогично выемке их в этажно-камерных системах разработки. После проходки отрезного восстающего и расширения его в отрезную щель последовательно отбивают на нее встречными веерами скважин вертикальные слои руды.

      Интенсивное пыле- и газообразование происходит во время следующих процессов: бурения шпуров и скважин; взрывания и погрузки взорванной горной массы. Однако запыленный воздух, подвергаясь процессу пылеподавления и гидрообеспыливания и проходя по горным выработкам, почти полностью самоочищается. Пылеподавление и очистка забоя скважин от продуктов разрушения и выноса буровой мелочи осуществляется с помощью воздушно-водяной смеси, так как использование воды при пылеподавлении в технологическом процессе буровзрывных работ самый эффективный и доступный способ снижения загрязнения атмосферного воздуха. Данный метод позволяет снизить объемы пыли неорганической SiOменее 20 % в 5 – 7 раз.

      Гидрообеспыливание для сокращения выделения и рассеивания вредных примесей при взрывных работах осуществляется с помощью водяной забойки (гидрозабойки). Гидрозабойка выполняется с использованием полиэтиленовых емкостей, наполненных водой. Применение гидрозабойки позволяет сократить объемы образующейся пыли в пылегазовом облаке 20 – 30 %, а объем образующихся окислов азота уменьшается в 1,5 – 2 раза [11].

      В таблице 3.19 представлены объемы выбросов пыли при дроблении и буровзрывных работах. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.19. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6


Добыча железных руд подземным способом


Отбойка и дробление руды

1

С3

60,2

51,2

0,03

0,02

2

В4

34,2

27,4

0,02

0,01


Буровзрывные работы

3

А5

129,5

151,1

0,07

0,06


      Из таблицы 3.19 следует, что удельные показатели выбросов пыли при отбойке и дроблении руды в процессе добычи колеблются в пределах от 0,01 до 0,03 кг/т добытой руды, такое расхождение в удельных показателях может быть связано с проведением плановых ремонтных работ аспирационных систем, использованием разных систем пылеподавления.

      На основании отчетов КТА по буровзрывным работам при подземной добыче представлены данные одного предприятия.

      Таблица 3.20. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух при буровзрывных работах (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А5

4,4

3,8

0,002

0,001


      Таблица .. Выбросы оксидов углерода в атмосферный воздух при буровзрывных работах (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А5

11,9

10,3

0,01

0,004


3.2.6. Доставка и выпуск руды

      Доставка руды – это перемещение руды в пределах добычного блока от места ее отбойки до места погрузки ее в транспортные средства на основном горизонте. Доставка руды во многом обусловливает уровень конечных технико-экономических показателей, степень проявлений горного давления на выработки приемного горизонта, уровень потерь и разубоживания руды особенно при системах разработки с обрушением.

      Различают доставку первичную – от забоя до места погрузки или перепуска и вторичную – по аккумулирующим выработкам. Способ доставки руды тесно связан с системой разработки и выбирается вместе с ней. В основном применяют доставку самотечную и механизированную, ограниченное применение имеют доставка силой взрыва и гидравлическая.

      Самотечную доставку руды под действием собственного веса применяют при отработке крутопадающих залежей крепких руд системами разработки с открытым очистным пространством, с магазинированием руды, наклонными слоями с закладкой выработанного пространства и т. д. Под действием собственного веса руда перемещается по почве выработки, рудоспускам, настилам, желобам, трубам с углом наклона выработки от 35 до 50 °.

      Механизированная доставка производится скреперами, конвейерами, самоходными вагонетками, погрузочно-доставочными машинами. Традиционно на железодобывающих рудниках используют скреперную доставку и вибровыпуск.

      Скреперная доставка используется для доставки руды от забоя до рудоспуска или погрузочного люка, а на горизонте скреперования - от рудоспусков до погрузочных полков. Ее достоинства: простота устройства, небольшая стоимость оборудования, мобильность, возможность совмещения доставки с погрузкой, что обуславливает применение на шахтах ДГОК и ССГПО. Для скреперования применяют лебедки типа 2СМА, 30ЛС, 55ЛС-2СМ и 55ЛС-2П.

а

б





      а – 55ЛС и б – 30ЛС

      Рисунок .. Внешний вид скреперных лебедок

      В настоящее время все большее распространение получает самоходное погрузочное и доставочное оборудование. При добыче руд в основном применяют следующие его виды оборудования: погрузочные машины периодического действия в комплексе с электровозной откаткой, погрузочные машины непрерывного действия в комплексе с автосамосвалами и самоходными вагонами, погрузочно-транспортные машины, погрузочно-доставочные машины в комплексе с автосамосвалами и самоходными вагонами или электровозной откаткой. Применяется такой вид доставки при хорошо раздробленной рудой с любым пределом прочности. Достоинства доставки руды самоходным оборудованием: малый объем нарезных работ, хорошая вентиляция, могут работать в нескольких забоях и транспортировать руду по выработкам с малыми радиусами закруглений, высокая производительность самоходного оборудования при хорошем дроблении руды, высокая оперативность в связи с отсутствием монтажно-демонтажных работ доставочного оборудования, требуют меньшего числа обслуживающего персонала.

а


б


      а – Schopf SFL, б – 65 T ORO-400

      Рисунок .. Внешний вид транспортно-доставочных погрузочных машин

      Например, на шахте А5 при применении системы с торцовым выпуском руды отбитая руда погрузочно-доставочными машинами транспортируется до рудоспусков и выгружается. При площадном выпуске руда отбивается непосредственно на развороненные дучки. Далее скреперными лебедками производится погрузка горной массы из дучек (или рудоспусков) в подземный ж.д. транспорт. Руда доставляется до опрокида и через опрокид направляется на комплекс подземного дробления, где дробится и через дозатор загружается в скипы для выдачи нагора.

      Сущность доставки руды с помощью вибрационных конвейеров и питателей при подземной разработке рудных месторождений состоит в том, что отбитая руда поступает на лоток вибрационного конвейера или питателя, с помощью которого грузится в вагонетки или в рудоспуск. Отличительной особенностью доставки руды является перемещение материала непрерывным потоком с постоянной производительностью, не зависящей от длины транспортировки.

      Выпуск руды – это последовательное извлечение отбитой руды из очистного пространства или аккумулирующей емкости под действием силы тяжести.

      При системах разработки с подэтажным или этажным обрушением, обрушенную руду из блоков (панелей) выпускают под налегающими пустыми породами, которые движутся вслед за рудой и заполняют выработанное пространство. Отбитую руду выпускают при наличии верхнего и бокового контактов с обрушенными пустыми породами. Выпуск руды из очистного пространства через выработки днищ блоков, оборудованных вибродоставочными установками, производится непосредственно в откаточные сосуды.

      Выпуск на почву выработок обычно сопровождается вторичным дроблением руды, которое зачастую осуществляется вблизи забоя в специальных выработках на горизонте доставки (грохочения). Далее производят перепуск руды через рудоспуски на откаточный горизонт и загрузку в подвижной состав через люки, вибропитатели и другие устройства.

      Интенсивное пыле- и газообразование происходит во время транспортировки, погрузки и перегрузки сырой руды и породы.

      В таблице 3.22 представлены объемы выбросов пыли при дроблении и буровзрывных работах. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.22. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

А5

66,6

57,1

0,1

0,1

2

С3

29,9

25,4

0,02

0,01


      Из таблицы 3.22 следует, что удельные показатели выбросов пыли варьируются в пределах от 0,01 до 0,1 кг/т добытой руды, такое расхождение в удельных показателях может зависеть от используемых погрузочно-доставочных машин или оборудования.

3.2.7. Транспортировка и подъем, доставка и выпуск руды

      Подземный транспорт – комплекс сооружений и устройств, предназначенный для приема и перемещения различных грузов и людей. В задачи шахтного транспорта входит формирование и реализация встречных грузопотоков. Основная цель – транспортировка руды и породы от пунктов выгрузки из очистных блоков, проходческих забоев до перегрузочных комплексов, околоствольных дворов и рудничного подъема. Кроме того, транспорт осуществляет функцию своевременного и бесперебойного снабжения добычных участков материалами, инструментом, оборудованием и при необходимости для перевозки людей к месту работы и обратно.

      На рудниках, добывающих железные и хромовые руды, используют:

      рельсовый транспорт (контактные электровозы К-4, К-10, К-14, КР-14, рудничные вагонетки ВГ-4, ВГ-4,5, ВБ-4,5);

      самоходное оборудование на пневмошинном ходу (погрузочно-доставочные машины фирмы TORO-400, Sandvik LH514, Schopf SFL 65, автосамосвалы MT-2010, Sandvik TH550 и др.;

      конвейерную доставку.

      В настоящее время наибольшее распространение находит рельсовый транспорт. Локомотивный транспорт – контактные электровозы, вагонетки с глухим днищем, боковой и донной разгрузкой, саморазгружающиеся сосуды. Большое разнообразие вспомогательных механизмов: опрокидыватели вагонеток, лебедки, толкатели, различное путевое оборудование и т.д. Успешная работа большого числа локомотивов обеспечивается автоматизацией процессов откатки. Она включает сигнализацию, централизацию и блокировку (СЦБ), дистанционное управление локомотивами и диспетчерскую службу.

      Безрельсовая транспортировка с использованием самоходного оборудования применяется редко. Основной вид транспорта – автосамосвалы высокой грузоподъемности.

      Ленточные конвейеры применяют только для транспортировки руды, прошедшей стадию дробления в подземных комплексах дробления.

      Подъем и подземный транспорт – это звенья одной транспортной системы. По типу оборудования рудничный подъем разделяют на клетевой, скиповой, конвейерный, автомобильный, а по назначению – на главный (для выдачи руды) и вспомогательный. Для вспомогательного подъема по вертикальным стволам используют то же оборудование, что и для главного. Его назначение заключается в выдаче на поверхность породы (вагонами в клетях или скипами), спуске-подъеме людей (в клетях), спуске в шахту материалов, инструмента (в клетях), спуске рабочего и подъеме неисправного оборудования (малогабаритное – в клетях, крупногабаритное – на подвеске под клетями, целиком или частями, или на специальных грузовых платформах в неразобранном виде по отдельным стволам).

      На рудниках при значительной глубине разработки используют скиповой подъем руды. Высокая производительность скипов объясняется их большей вместимостью (до 50 т), скоростью движения (до 20 м/с и более, тогда как клети движутся со скоростью не более 8 м/с), а также полной автоматизацией погрузочно-разгрузочных операций и подъема – спуска скипов.

      Конвейерный подъем эффективно применять на сравнительно неглубоких рудниках (до 400 – 600 м) большой производительности (свыше 4 – 5 млн т/год), а также с меньшей производительностью при доработке глубоких горизонтов для подъема руды на вышележащий комплекс загрузки скипов. Как правило, применяют мощные ленточные конвейеры. Для использования конвейерного подъема необходимо сравнительно мелкое дробление руды на куски размерами не более 0,1 – 0,15 м. Угол наклона ствола не должен превышать 16 – 18°.

      Автомобильный подъем руды применяется в нашей стране в единичных случаях. Угол наклона автомобильных уклонов, съездов, стволов составляет 6 – 8 °.

3.2.8. Поддержание выработанного пространства

      Поддержание очистного пространства – комплекс рабочих процессов направленных на предупреждение проявлений горного давления в очистных выработках с целью обеспечения безопасных условий труда. Управление горным давлением в очистных выработках при подземной разработке рудных месторождений сводится к поддержанию очистного пространства.

      В горной практике на зарубежных и отечественных предприятиях имеют место технологические схемы отработки железорудных месторождений, использующие способы управления состоянием горного массива и поддержание его в устойчивом состоянии за счет оставления рудных целиков и за счет замены рудного массива искусственным (системы с закладкой).

      При очистной выемке руды способы поддержания очистного пространства делятся на три класса, представленные в таблице 3.23.

      Таблица 3.23. Способы поддержания очистного пространства

№ п/п

Класс

Поддержание очистного пространства

Способ поддержания очистного пространства

1

2

3

4

1

I

Естественное

Рудными целиками

Породными целиками

2

II

Искусственное

Магазинированием руды

Крепью

Закладкой

3

III

Обрушением

Обрушение вмещающих пород

Обрушение руды и вмещающих пород


      Естественное поддержание очистного пространства осуществляется за счет естественной устойчивости налегающих пород, рудных или породных целиков. Горное давление при этом регулируется за счет определения параметров очистного пространства (камеры), расположения и размеров целиков. Поддержание целиками применяется, как самостоятельный способ поддержания, так и в комбинации с креплением, закладкой пустот и магазинированием руды. Целики подразделяют на охранные, междуэтажные, междублоковые и внутрикамерные.

      Искусственное поддержание очистного пространства осуществляется с помощью магазинирования руды, крепления или закладки очистного пространства. Искусственное поддержание наиболее трудоемкий и дорогостоящий технологический процесс поддержания очистного пространства. Этот способ поддержания целесообразен тогда, когда другие способы не обеспечивают достаточно полной выемки руд или технически неприемлемы.

      Поддержание магазинированной рудой – это временное накопление отбитой рудной массы в очистном пространстве. Поддержание боков очистного пространства происходит за счет самораспора отбитой руды под действием массы сыпучего материала. Ограничивающий фактор применения магазинирования является склонность руды к слеживанию и самовозгоранию. Поддержание рудой осуществляется при разработке крутых и наклонных рудных тел в устойчивых породах.

      Поддержание крепью в чистом виде применяется при отработке маломощных залежей. При разработке залежей больше средней мощности и необходимости поддержания очистного пространства после выемки руды ее применяют с закладкой. Поддерживают крепью лишь рабочее пространство у забоя.

      Закладка пустот – заполнение их закладочным материалом: пустой породой, хвостами обогатительных фабрик, твердеющими смесями и т.п. Способ используется в подземной разработке металлических руд при необходимости сохранять земную поверхность от разрушения или минимизировать влияние горных работ на важные объекты. Это особенно важно из-за наличия водоносных горизонтов, водоемов или крупных сооружений на поверхности и пр.

      Закладочным материалом чаще всего являются попутно или специально добываемые породы, хвосты обогатительных фабрик. По признаку заполнения выработанного пространства закладка может быть полной или частичной. Чаще всего используют:

      твердеющую гидравлическую закладку;

      закладочный материал включает вяжущие вещества, в результате твердения закладки образуется монолитный массив значительной устойчивости и прочности;

      сухую закладку – закладочный материал не содержит воды сверхъестественной влажности.

      Расходы на добычу закладочного материала, его подготовку, транспортировку и размещение в очистных выработках в большинстве случаев значительны, однако этот способ обеспечивает безопасность работ, радикальное снижение потерь полезного ископаемого, а также препятствует деформации перекрывающих пород и земной поверхности.

      В заключительной стадии выемки запасов очистные выработки погашают или приводят в такое состояние, в котором они будут находиться в течение неопределенно долгого времени.

      Система с закладкой выработанного пространства применяется на предприятии С, где на шахте С3 осваивается система закладки с применением нисходящей слоевой, твердеющей закладкой выработанного пространства. Такой способ ведения горных работ позволяет управлять состоянием выработанного пространства, определяющего влияние на земную поверхность, и имеет высокую экологическую значимость.

3.2.9. Шахтный водоотлив

      Шахтный водоотлив предназначен для откачки воды из горных выработок шахты. Главный рудничный водоотлив осуществляет откачку общешахтного притока воды посредством подъема воды по трубам на поверхность, участковый водоотлив – перекачку воды из отдельных участков шахты к водосборникам главного водоотлива (реже – непосредственно на поверхность земли). Схема водоотлива определяется проектом в зависимости от способа вскрытия, порядка разработки и гидрогеологических условий месторождения. Большинство рудных шахт имеют значительные глубины, на них применяется ступенчатый водоотлив, когда из нижних горизонтов вода перекачивается в промежуточные водосборники вышележащих горизонтов и затем на поверхность.

      В систему шахтного водоотлива входят: водоотводные канавки, водосборники, насосные станции с водозаборными колодцами и водоотливными установками, с всасывающими и нагнетательными трубопроводами. В стволах оборудуются зумпфовые водоотливы, перекачивающие воду в шахтную водоотливную сеть. Шахтные водосборники и насосные камеры располагают с учетом схем вскрытия и других горно-геологических и горнотехнических условий. Для главного водоотлива на шахтах применяются в основном центробежные многоступенчатые секционные насосы в горизонтальном исполнении, допускающие содержание механических примесей в воде (частицы до 0,1 – 0,2 мм) до 0,1 – 0,2 %. Количество насосов строго регламентируется.

      Для подачи воды на поверхность в стволе шахты прокладываются несколько ставов нагнетательных труб – рабочие и резервные. Водоотливные установки оборудуются аппаратурой автоматизации, контроля и защиты. Аппаратура автоматизации обеспечивает автоматическую заливку, пуск и остановку насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике, поочередную работу насосов, автоматическое включение резервных насосов при аварийном подъеме уровня воды в водосборнике и неисправности работающего насоса, дистанционный контроль и сигнализацию об уровне воды в водосборнике.

     


      Рисунок .. Насосная камера шахтного водоотлива

      Основной фактор влияния на водную среду – сброс шахтных вод, загрязненных взвешенными частицами и растворенными химическими веществами, а также поверхностный сток с породных и рудных отвалов. Кроме того, в подземных условиях загрязняются дренируемые грунтовые воды, а при откачке шахтной воды образуются депрессионные воронки, радиус которых может достигать десятков километров.

      Шахтный откачиваемый объем довольно стабильный. Количество воды обычно не меняется, но возможны сезонные всплески в период обильных осадков и снеготаяния. Вода, может быть, плохого качества и содержать остатки ВВ, твердых частиц, растворимые соединения металлов и может иметь низкий pH. Потенциально не исключено присутствие нефтепродуктов, обезжиривающих и моющих средств и других вредных веществ, которые могут повлиять на качество воды и водные экосистемы.

      По результатам проведения КТА для предприятий, осуществляющих добычу железных руд, были проанализированы данные по загрязняющим (маркерным) веществам в сточных водах.

      Данные по концентрациям, валовым сбросам и удельным значениям наиболее характерных загрязняющих веществ по предприятиям, прошедшим КТА приведены в таблице 3.24 Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья. Представленные в таблице загрязняющие вещества рассматривались с целью определения маркерных загрязняющих веществ.

      По результатам проведения КТА для предприятий, осуществляющих добычу железных руд, были проанализированы данные по загрязняющим (маркерным) веществам в сточных водах.

      Данные по концентрациям, валовым сбросам и удельным значениям наиболее характерных загрязняющих веществ по предприятиям, прошедшим КТА приведены в таблице 3.24 Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья. Представленные в таблице загрязняющие вещества рассматривались с целью определения маркерных загрязняющих веществ.

      Таблица .. Валовые сбросы и удельные значения основных загрязняющих веществ при добыче железных руд подземным способом (по данным КТА)


п/п

Наименование вещества

Концентрация загрязняющих веществ, мг/дм³

Сброс загрязняющих веществ, т/год

Удельные показатели сбросов на единицу выпуска конечной продукции или услуги, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

7

8


Добыча железных руд подземным способом

1

В4

2

Взвешенные вещества

133,2

104,2

369,4

181,9

0,2

0,1

3

нефтепродукты

0,1

0,1

0,2

0,1

0,0001

0,00004

4

Нитраты (по NO3)

50,0

43,2

138,7

74,2

0,1

0,03

5

Нитриты (по NO2);

5,0

3,9

13,9

6,5

0,01

0,003

6

Азот аммонийный

2,0

1,4

5,6

2,4

0,003

0,001

7

Сульфаты (по SO4)

1925,0

1751,0

5338,4

2603,4

2,9

1,1

8

Железо общее

0,4

0,4

1,2

0,7

0,001

0,0003

9

Марганец

1,4

0,9

3,9

1,6

0,002

0,001

10

А5

11

Железо общее

0,04

0,04

0,04

0,04

0,00002

0,00001

12

С3

13

Взвешенные вещества

181,6

169,7

213,8

188,9

0,1

0,07

14

Нитраты (по NO3)

0,6

0,6

1,9

1,6

0,001

0,001

15

Нитриты (по NO2);

27,0

22,9

90,3

76,7

0,1

0,03

16

Азот аммонийный

3,5

3,1

6,6

5,6

0,004

0,002

17

Сульфаты (по SO4)

970,5

829,5

1035,6

854,9

0,6

0,3

18

Железо общее

1,4

1,2

2,7

2,3

0,002

0,001

19

С2

20

Взвешенные вещества

46,7

41,3

65,3

55,5

0,0002

0,0001

21

Азот аммонийный

1,7

1,4

2,4

1,9

0,03

0,02

22

Сульфаты (по SO4)

239,4

203,5

355,2

301,9

0,0001

0,0001

23

Железо общее

0,3

0,2

0,4

0,3

0,2

0,1


      Виды и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах зависит главным образом от состава перерабатываемого сырья и применяемых технологических реагентов, а также от качества очистки (обезвреживания) сточных вод.

      Удельные показатели сбросов зависят от притока карьерных вод и их качественного состава.

      Европейские справочники не содержат требований к показателям сточных вод. В Российском справочнике концентрации загрязняющих (маркерных) веществ в сбросах в водные объекты при добыче железных руд подземным способом представлены в таблице 3.25.

      Таблица .. Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные объекты согласно ИТС 25 – 2021

№ п/п

Наименование загрязняющего вещества

Среднегодовая концентрация, мг/дм3

1

2

3

1

Взвешенные вещества

≤27,0

2

Железо общее

≤2,0

3

Цинк

≤0,05

4

Марганец

≤0,4

5

Сульфат-анион(сульфаты)

≤313,0

6

Нитрат-анион

≤43,0

7

Нефтепродукты(нефть)

≤1,17


      Все предприятия с подземной добычей железных руд обязаны осуществлять очистку шахтных и сточных вод. Следовательно, устройство оборотных систем водоснабжения, ликвидация отвалов, сокращение поступления примесей в сточные воды путем совершенствования технологических процессов являются первоочередными задачами комплекса мероприятий, предупреждающих загрязнение водотоков и водоемов сточными водами.

      Содержание металлов в шахтных водах также напрямую связано с омываемыми породами. Так, повышенное содержание железа и марганца в сбрасываемых шахтных водах объясняется результатом выщелачивания железомарганцевых руд, слагающих толщу месторождения. Марганец сопутствует железу во многих железных рудах.

      Учитывая, что повышенное содержание солей и металлов в подземных водах напрямую связано с омываемыми породами и рудами, следовательно, их содержание в подземных водах является фоновым, естественным, поэтому может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону, в зависимости от вскрытия водного горизонта и омываемых им пород.

      На объекте В3 шахтные воды первоначально накапливаются и отстаиваются в емкостях водоотливных установок, являющихся первичными отстойниками, где происходит процесс отстаивания вод под действием гравитационных сил. В настоящее время на предприятии нет очистных сооружений шахтных вод и их строительство в ближайшее время не планируется.

      Карьерные воды шахты А5 по напорному трубопроводу, подается на фильтровальную станцию и далее на обогатительную фабрику, либо в Васильевский канал, а затем через золоотвал в Васильевский накопитель.

      Водоотведение из Соколовского подземного рудника осуществляется через шахты "Южная-Вентиляционная", "Вспомогательная" и "Южная-2". Карьерная вода из шахты Южная-2, по напорному трубопроводу в три нитки Ø 429 мм, подается на фильтровальную станцию и далее – на обогатительную фабрику. При аварийной ситуации на фабрике обогащения воды фильтровальной станции "Южная-2" сбрасываются в специальный накопитель-испаритель, емкостью 120 000 м3, который расположен недалеко от водовода между Соколовским карьером и отвалом.

      На объектах С2 и С3 шахтные воды (водоотлив), смешанные (очищенные шахтные воды, очищенные бытовые и очищенные дождевые) сточные воды после очистных сооружений шахты отводятся на рельеф местности.

3.2.10. Рудничная вентиляция

      Рудничная вентиляция или проветривание шахт применяется для создания в подземных выработках нормальных атмосферных условий, исключающих вредное воздействие на человека ядовитых газов, высоких и низких температур. Основной принцип организации проветривания горных выработок шахты (рудника) – создание сквозной вентиляционной струи за счет общешахтной депрессии и пропуска этой струи через последовательно соединенные выработки. Используется нагнетательный, всасывающий или нагнетательно-всасывающий способ вентиляции и специальный порядок распределения и движения воздуха по выработкам. Воздух подают в шахту по одним выработкам, а отводят на поверхность по другим. Свежий воздух по выработкам распределяют в соответствии с потребностью с помощью вентиляционных устройств: автоматических вентиляционных дверей, шлюзов и перемычек.

      Источником движения воздуха в горных выработках являются шахтные вентиляторы главного и местного проветривания. Наибольшее распространение имеет проветривание горных выработок вентиляторами местного проветривания в сочетании с вентиляционными трубами. Вентиляторы местного проветривания применяются на шахтах и рудниках для подачи воздуха в забои тупиковых горных выработок. В качестве вентиляторов местного проветривания преимущественно используются осевые вентиляторы типа ВМ с электроприводом (ВМЭ) или пневмоприводом (ВМП) и в отдельных случаях центробежные вентиляторы типа ВЦ.

а

б

в







      а – ВМЭ-6, б – ВО-5, в – Korfmann

      Рисунок .. Типы применяемых вентиляторов местного проветривания на рудниках

      Вентиляторы главного проветривания для шахт и рудников предназначены для обслуживания вентиляционной сети всей шахты целиком или большей ее части. Такие установки призваны обеспечивать подачу в шахту необходимого количества воздуха. Используются центробежные вентиляторы типа ВЦ и осевые вентиляторы типа ВОД. Широко применяется частотное регулирование приводных электродвигателей. ГВУ снабжаются системой дистанционного управления приводом вентилятора и контроля параметров работы с пульта горного диспетчера шахты. ГВУ оборудуют системой реверсирования вентиляционной струи. При работе вентиляторов на нагнетание в ГВУ дополнительно устраивается калориферная установка для подогрева воздуха в зимнее время. По типу теплоносителя калориферные установки могут быть с прямым нагревом воздуха с использованием природного газа, электрическими, паровыми или водяными.

      При прохождении по подземным выработкам вентиляционной струи к рудничному воздуху примешиваются пыль, различные газы, появляющиеся вследствие производства взрывов, работы дизельных машин, гниения деревянной крепи и т. д. Основная мера борьбы с примесями вредных газов – разбавление их свежим воздухом до ПДК, например, газообразных продуктов взрыва ВВ; выхлопных газов, работающих в выработках машин с ДВС. Все машины с дизельными ДВС должны быть оборудованы двухступенчатой системой очистки выхлопных газов (каталитической и жидкостной).

      Для эффективного выноса пыли из забоя скорость воздуха должна быть не менее расчетной, кроме того, для борьбы с запыленностью шахтного воздуха применяют специальный комплекс мер, среди которых наиболее распространено гидрообеспыливание. Пылеподавление у источников образования осуществляется с помощью воздушно-водяной смеси и с помощью водяной забойки (гидрозабойки скважин и шпуров). При подземной добыче руды основными загрязнителями являются газопылевые выбросы в атмосферу – смесь атмосферного воздуха с различными газообразными и пылевыми примесями, выделяющимися при производстве буровзрывных работ, очистной выемки и пр. В периоды проведения массовых взрывов концентрация газопылевых примесей в исходящей струе многократно возрастает.

      Для управления эмиссиями применяются следующие технические решения по данным КТА (таблица 3.26).

      Таблица 3.26. Технические решения для контроля и предотвращения выбросов загрязняющих веществ (по данным КТА)

№ п/п

Технические решения

Наименование загрязняющих веществ

КПД (факт)

Наличие на объекте

1

2

3

4

5

1

АС Переработка руды на (ДСК) – АТУ-3

пыль

78,93

С3

2

АС Переработка руды на (ДСК) БКЗ – ДСУ-30, рукавные фильтры

пыль

90

С3

3

АС Переработка руды на (ДСК) – АТУ-1

пыль

77,95

С3

4

АС Переработка руды на (ДСК) – АТУ-2

пыль

78,5

С3

5

АС Переработка руды на (ДСК) БКЗ – ДСУ-30, рукавные фильтры

пыль

90

С3

6

АС добычные работы – ШМ АТУ-3

пыль

82,38

С2

7

Циклон ЦН-15-800

Пыль, окислы железа, марганец и его соединения

77,8

В4

8

групповой циклон ЦН-15-500-4УП

пыль

85,9

В4

9

групповой циклон ЦН-15-500-4УП

пыль

85,9

В4

10

групповой циклон ЦН-15-500-4УП

пыль

85,9

В4

11

групповой циклон ЦН-15-500-4УП

пыль

85,9

В4

12

Пылеосадительная камера ЗИЛ-900М

пыль

75

В4


3.2.11. Обращение с пустыми породами

      В зависимости от условий залегания извлекают не только полезное ископаемое, но и пустые породы или некондиционную руду. Кроме того, создание и постоянное сохранение резерва вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов требует значительных объемов проходческих работ. Это существенные объемы горной массы при годовой добыче в несколько миллионов тонн железной руды. Удельный расход выработок на 1000 тонн сырой руды: горно-подготовительных выработок может достигать 2 – 6 м3, нарезных – 8 – 14 м3. Во время эксплуатации месторождения большую часть нарезных выработок проводят по рудному массиву (попутная добыча), капитальные и горно-подготовительные выработки, как правило, проходят по вмещающим породам. Пустые породы из добычи и от проходки горных выработок необходимо транспортировать отдельным потоком, выдавать на поверхность и складировать в отвалы. Для этого используется рудничный транспорт и подъем, на поверхности используется автомобильная и бульдозерная техника. Технология отвалообразования и комплексная механизация аналогичны процессам отвалообразования пустых пород на открытых горных работах. Руды, по своим кондициям не отвечающие в настоящее время требованиям переработки или потребителей, попутные полезные ископаемые, не используемые в данный момент, укладываются в отдельные отвалы. Существует положительная практика применения пустых породы в качестве сухой закладки подземного выработанного пространства, зон сдвижения и воронок обрушения на земной поверхности.

      Система с закладкой выработанного пространства применяется на шахте С3 осваивается система закладки с применением нисходящей слоевой, твердеющей закладкой выработанного пространства. Такой способ ведения горных работ позволяет управлять состоянием выработанного пространства, определяющего влияние на земную поверхность, и имеет высокую экологическую значимость.

      В таблице 3.27 представлены данные по отходам производства при подземной добыче железных руд. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица .. Отходы производства при подземной добыче железных руд, их применение и методы размещения


п/п

Наименование отхода

Объем образования отходов, тыс. т/год

Использовано отходов, тыс. т/год

Объем размещения отходов. тыс. т/год

Удельные показатели образования отходов на единицу произведенной продукции, кг/тонну продукции

Применение вскрышных пород/ размещение

Размещение/ складирование

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


Добыча железных руд подземным способом

1

А5

2

Отходы горнодобывающей промышленности

0,2

0,03

0

0

0

0

0,1

0,00001

Используются повторно в полном объеме


3

Отходы горнодобывающей промышленности

0,4

0,1

0,1

0,1

0,3

0,05

0,2

0,05


Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

4

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

79,6

58,2

79,6

58,2

0

0

42,8

21,1

Используется повторно в полном объеме


5

В4

6

Отходы из шахт и карьеров металлосодержащего минерального сырья, включая вскрышные породы

41,1

28,1

41,1

28,1

0

0

23,1

11,7


На рекультивацию отработанного карьера "Западный Каражал"

7

С2

8

Отходы горнодобывающей промышленности

765

264,9

765

264,9

0

0

851,5

219,5

Отходы обогащения кусковые – закладка в выработанное пространство карьеров

вмещающая порода – закладывается в выработанное пространство карьеров

9

Аспирационная пыль

4

2,8

4

2,8

0

0

12,6

5,1

Использовано в производстве

аспирационная пыль возвращается в производство

10

С3

11

Аспирационная пыль

0,06

0,01

0,06

0,01

0

0

66,4

30,2

Аспирационная пыль возвращается в производство

Использовано в производстве

12

Отходы горнодобывающей промышленности

120

79,4

120

79,4

0

0

0,03

0,005

Вмещающая порода – закладка в выработанное пространство карьеров

вмещающая порода – закладывается в выработанное пространство карьеров

3.2.12. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      При подземной добыче руд черных металлов на предприятиях могут использоваться следующие энергетические ресурсы:

      моторное топливо (дизельное топливо);

      электрическая энергия;

      ТЭ.

      В общей доле потребления энергетических ресурсов на добычу подземным способом расходуется от 10 до 15 % от общего потребления горно-обогатительных предприятий. Основными потребителями энергоресурсов при подземной добыче руды являются:

      водоотливные установки – от 20 до 25 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      вентиляционные установки – от 15 до 25 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      добычные установки – от 10 до 15 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      подземный транспорт – от 10 до 15 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      компрессорные установки – от 5 до 10 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      подготовительные участки – от 8 до 15 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      подъемные установки – от 5 до 10 % от общего потребления электроэнергии шахты;

      объекты, расположенные на поверхности до 10 % от общего потребления электроэнергии шахты.

      В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребляемых энергетических ресурсов по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов на производимую продукцию.

      В таблице 3.28 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов применяемых при подземной добыче руд черных металлов. В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну добытой руды.

      Таблица 3.28. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов

№ п/п

Наименование объекта

Потребляемый ресурс

Целевое назначение использования

Годовое потребление, т.у.т.

Удельное потребление, т.у.т./т


1

2

3

4

5

6

1

А5

Электрическая энергия

Добыча

10 867,88

0,00572

2

В4

Электрическая энергия

Добыча

5 246,959

0,00221

3

С3

Электрическая энергия

Добыча

4 232,43

0,00181

4

С2

Электрическая энергия

Добыча

4 709,326

0,00187

5

В4

Моторное топливо

Добыча

626,222

0,000261

6

В4

ТЭ

Отопление и вентиляция

926,068

0,000386


      Из представленной таблицы видно, что удельный расход электрической энергии на добытую руду может варьировать в пределах от 0,00221 до 1,873 т.у.т. на тонну добытой руды (13,19 – 46,51 кВт*ч/т). По данным ИТС НДТ 25 – 2021 на предприятиях горнодобывающей отрасли Российской Федерации удельный расход электрической энергии на тонну добычи горной массы при подземной добыче составляет от 28 – 33кВт*ч/т.

      Основные факторы, влияющие на удельный расход электрической энергии при подземной добыче:

      объем проводимых подготовительных работ;

      глубина разрабатываемых горизонтов;

      особенность системы обеспечения сжатым воздухом шахт (централизованная или распределенная системы);

      объем подземных вод.

      Также значительное влияние на удельные расходы энергетических ресурсов оказывает объем вскрышных работ, проводимых на шахте, так как удельные расходы определяются на тонну добытой руды.

      Еще одним фактором, влияющим на определение удельных расходов, является особенности учета и распределения потребления энергетических ресурсов на различных предприятиях (отсутствие учета по технологическим переделам, а также по каждой значимой единицы оборудования).

3.3. Обогащение руд черных металлов

      Обогащение руд представляет собой совокупность методов разделения металлов и минералов друг от друга по разнице их физических и/или химических свойств. Технологическая схема обогащения руд с магнитными свойствами приведена на рисунке 3.22.

     


      Рисунок .. Технологическая схема обогащения магнетитовых руд

      Процессы обогащения полезных ископаемых сопровождаются выбросами загрязняющих веществ, образованием сточных вод, отходов и другими воздействиями на окружающую среду, зависящими от состава обогащаемого минерального сырья, выбранного метода обогащения, применяемых технических и технологических решений.

      Наиболее значимое негативное воздействие на компоненты окружающей среды оказывают операции по размещению отходов обогащения.

      Отходы обогащения (порода, хвосты (шламы)) представляют собой мелкофракционный материал, в т. ч. содержащий остатки применяемых реагентов, размещаемые на объектах размещения отходов (отвалах, хвостохранилищах (шламонакопителях)). Воздействие от объектов размещения отходов обогащения проявляется в виде изъятия земель, трансформации естественных ландшафтов, статической нагрузки на грунты, загрязнении компонентов окружающей среды.

      Непосредственное загрязнение приземной атмосферы взвешенными веществами (пылью) при обогащении железных руд происходит:

      при конвейерном транспорте рудной массы;

      при ее грохочении и дроблении;

      при загрузке приемных воронок дробилок крупного дробления обогатительных фабрик;

      в процессах сухой магнитной сепарации;

      в процессах сушки концентрата и аглоруды;

      при пылении с хвостохранилища.

      Интенсивность пылевыделений зависит как от вида технологических операций и физико-механических свойств перерабатываемого материала, так и от наличия средств борьбы с пылевыделениями.

      Корпуса дробления руды и сушки концентрата, как правило, обеспечиваются аспирационными установками, в которых используются электрофильтры, мокрые газоочистные установки с эффективностью пылеочистки выше 95 %.

     


      Рисунок .. "Удельные выбросы пыли (г/т) при обогащении"

      Анализ диаграммы показывает, что удельные выбросы пыли при обогащении на некоторых предприятиях немного выше требований ИТС – 25 Российской Федерации. При определении удельных показателей принимались выбросы пыли без учета вспомогательных работ. В ИТС 25 – 2021 удельные выбросы взвешенных веществ (все твердые вещества в составе выброса, включая "Пыль неорганическая с содержанием SiOменее 20, 20 – 70, а также более 70 %) составляют 60 г/т, для очистки используются циклоны, скруббер Вентури, электрофильтры.

      Очищенные сточные воды карьеров используется для обеспечения оборотного цикла – "фабрика-хвостохранилище" и покрытия безвозвратных потерь.

      Основными отходами процесса обогащения железных руд являются "хвосты", образующиеся в технологических операциях измельчения, классификации, обогащения, сгущения, фильтрования.

3.3.1. Основные методы обогащения

      Технология обогащения руды представляет собой ряд последовательных операций (процессов), в результате которых происходит отделение одного или нескольких полезных компонентов от примесей.

      Процессы обогащения по своему назначению делятся на подготовительные, основные (процессы разделения минералов) и вспомогательные (см. рисунок 3.24).

      Подготовительные процессы – дробление, измельчение, грохочение и классификация – предназначены для получения продукта заданной крупности, требуемой для последующего процесса. Дробление и измельчение – процессы уменьшения размеров кусков полезных ископаемых под воздействием внешних сил. При дроблении получают продукты крупнее 5 – 8 мм, при измельчении – менее 5 мм. Для разделения руды, дробленого или измельченного материала на продукты различной крупности применяют грохочение и классификацию. Грохочение – рассев руды на классы крупности на решетах или ситах с калиброванными отверстиями. Классификация – разделение дробленой или измельченной руды по крупности, основанное на выносе мелких частиц движущимся водным или воздушным потоком.

     


      Рисунок .. Обобщающая схема технологического процесса обогащения

      К основным относятся процессы собственно обогащения – разделения минералов, в результате которых полезные компоненты выделяются в виде концентратов, а порода и примеси удаляются в виде хвостов. Процессы обогащения (разделения) основаны на различиях в физических или физико-химических свойствах разделяемых минералов: крупности, форме, плотности, магнитной восприимчивости, электропроводности, смачиваемости и др.

3.3.1.1. Гравитационные методы обогащения

      Гравитационные методы обогащения - обогащение в жидкой или газообразной среде под действием сопротивления среды и сил тяжести разделяемых частиц - основаны на использовании различий преимущественно плотности.

      При гравитационном обогащении используются также центробежные силы, возникающие в результате вращения частиц и среды, а также электрическое и магнитное воздействие на разделяющую среду. Гравитационные методы широко применяют при обогащении руд и россыпей редких и благородных металлов, железных руд и угля.

      Из гравитационных методов в промышленности наиболее распространены процессы отсадки, концентрации на столах, обогащения в винтовых, конусных струйных сепараторах, в тяжелых суспензиях и жидкостях, а также на шлюзах.

3.3.1.2. Магнитные методы обогащения

      Магнитное обогащение - процесс обогащения в магнитном поле, основанный на использовании различий магнитных свойств разделяемых компонентов ископаемого сырья. В магнитном поле, создаваемом магнитом сепаратора, магнитные минеральные частицы намагничиваются и притягиваются полюсами магнитов; частицы немагнитных минералов не намагничиваются и свободно выводятся из магнитного поля.

      Источником создания магнитного поля служат постоянные магниты (намагниченные тела) и электромагниты (соленоиды); постоянные магниты применяются для сепараторов со слабым магнитным полем напряженностью не более 10•104 А/м.

      Магнитную сепарацию широко применяют при обогащении железных, хромовых руд, медно-никелевых руд и руд редких металлов (преимущественно в перечистных операциях черновых концентратов и при доводке коллективных концентратов).

      Крупность частиц, подвергаемых магнитному обогащению, равна 100 – 0,044 мм. Процесс осуществляется в водной или воздушной среде. По магнитным свойствам минералы в практике делят на четыре группы: сильномагнитные, магнитные, слабомагнитные и немагнитные.

3.3.1.3. Флотационные методы обогащения

      Флотационное обогащение или флотация - процесс обогащения, основанный на физико-химических явлениях, происходящих на границе различных фаз: твердой (минеральные частицы), жидкой (вода) и газообразной (воздух).

      Главную роль при флотационной минерализации пузырьков воздуха в воде играют процессы смачивания, происходящие на границе раздела флотационных фаз вдоль периметра их соприкосновения (периметр смачивания).

      Процессы смачивания определяются свойствами гидратных слоев, покрывающих минеральную частицу и пузырек воздуха. С увеличением гидратации поверхности увеличивается ее смачиваемость (гидрофильность), а при уменьшении поверхность становится менее смачиваемой (гидрофобной).

      Гидратированность поверхности минералов (степень их смачивания водой) характеризуется краевым углом смачивания, от величины которого зависит флотируемость минералов.

      Природная гидратированность поверхности минералов, а также гидратация поверхности воздушных пузырьков в условиях флотации направленно изменяется с помощью флотационных реагентов. Результат прилипания минеральных частиц к пузырькам воздуха в реальных флотационных условиях определяется кинетикой прилипания, которая определяется кинетикой разрушения прослойки воды, разделяющей пузырек и частицу. Чем гидрофобнее поверхность частицы минерала, тем меньше сила столкновения и время контакта, необходимые для закрепления частицы на пузырьке воздуха в воде. Существенное влияние на прилипание в кинетических условиях оказывают также размер и форма частицы, шероховатость поверхности и др. Вероятность флотации для малых частиц зависит в основном от вероятности их столкновения с пузырьками, а для крупных - от вероятности устойчивого закрепления частицы на пузырьке. Отсюда в более плотной пульпе лучше флотируются шламы, в более разбавленной - крупные частицы. Существуют следующие разновидности флотации: пленочная, масляная и пенная.

3.3.1.4. Электрические методы обогащения

      Электрическое обогащение - процесс обогащения в электрическом поле, основанный на использовании различий электрических свойств разделяемых компонентов ископаемого сырья. На различные минералы, проходящие через электрическое поле, действуют электрические силы, обусловливающие различную траекторию движения частиц и их разделение.

      Электрическую сепарацию применяют при обогащении руд редких металлов (перечистка черновых и доводка коллективных концентратов). Электрическое обогащение часто применяют для отделения ильменита и рутила от циркона, монацита, ставролита; касситерита и вольфрамита - от турмалина, граната, монацита, циркона; колумбит-танталита - от касситерита и циркона. Электрические методы можно также использовать при сепарации угольной мелочи. Крупность подвергаемых электрическому обогащению руд обычно не превышает 2 (6) мм.

      По электропроводности минералы делят на три группы:

      хорошо проводящие электрический ток - проводники;

      слабо проводящие (полупроводящие) - полупроводники;

      не проводящие электрический ток (диэлектрики).

      По электропроводности минералы разделяют в электрических сепараторах. Хорошо отделяются минералы первой и второй группы от минералов третьей; сложнее (иногда невозможно) отделить минералы первой группы от минералов второй группы.

3.3.1.5. Специальные методы обогащения

      К специальным и комбинированным методам обогащения относятся:

      сортировка полезных ископаемых, ручная сортировка и радиометрические методы обогащения;

      методы обогащения по крупности, трению, форме и прочности;

      пирометаллургические процессы - обжиг, декрипитация;

      химические процессы переработки минерального сырья;

      гидрометаллургические процессы – выщелачивание ценных компонентов, цементация, электролиз, осаждение, сорбция, экстракция;

      геотехнологические процессы - газификация угля, серы, сланцев; выплавка бишофита, серы, битума; растворение калийных солей; скважинная гидродобыча.

      Цель специальных и комбинированных методов обогащения - извлечение ценных компонентов из труднообогатимых руд, переработка черновых и коллективных концентратов, предварительное обогащение руд, обогащение бедных забалансовых руд и отходов из хвостохранилищ обогатительных фабрик.

3.3.2. Дробление, измельчение, классификация

      Дробление и измельчение - процессы уменьшения размера кусков под действием внешних механических усилий для получения продукта преимущественно крупностью 5 мм и более (дробление), и менее 5 мм (измельчение). Крупность граничной частицы, равная 5 мм, принята условно и может колебаться в некоторых пределах в зависимости от рода ископаемого сырья. При неоднородном по твердости ископаемом сырье можно получить продукты различной крупности и минералогического состава.

      Физическая сущность процессов дробления и измельчения одинакова. При дроблении и измельчении горные породы разрушаются в результате различных деформаций (сжатия, растяжения, изгиба истирания и сдвига) при переходе напряжений за предел прочности материала (предел временного сопротивления).

      Выбор способа дробления зависит от физических свойств полезного ископаемого и крупности исходного материала. Для очень твердых материалов наиболее рационален удар или раздавливание, для вязких - раздавливание или удар в соединении с истиранием, хрупкие материалы дробят способом раскалывания. Для крупного дробления чаще всего применяют раздавливание и раскалывание, тонкое измельчение осуществляется главным образом ударом и истиранием. Наиболее простым и дешевым способом дробления является раздавливание, наиболее дорогим - истирание, связанное с большим расходом энергии и материалов.

      Процессы дробления и измельчения сопровождаются образованием новых поверхностей и, как следствие, увеличением потенциальной энергии системы. Они протекают с поглощением энергии. Продукт дробления (кусковой материал) имеет прямолинейную или выпуклую характеристику крупности, продукт измельчения (порошкообразный материал) - вогнутую характеристику.

      На дробление и измельчение расходуется около половины энергии, потребляемой при обогащении минерального сырья. В зависимости от крупности дробленого продукта различают крупное, среднее и мелкое дробление. При крупном дроблении размеры максимальных кусков в дробленом продукте составляют 350-100 мм, при среднем -100-40 мм, при мелком - 40-5 мм.

      Таблица .. Схемы размола на действующих фабриках горнодобывающих предприятиях Республик Казахстан (по данным КТА).

№ п/п

Рудник/ предприятие

Схема размола с классификатором

1

2

3

1

А

Две схемы измельчения
1) двухстадиальная схема измельчения-стержневая мельница + шаровая мельница;
2) трехстадиальная схема измельчения-стержневая +две шаровой мельницы последовательно на песках гидроциклонирования

2

B

Одностадиальная схема измельчения в стержневой мельнице

3

С

Одностадиальная схема измельчения в шаровой мельнице


     


      Рисунок .. Мельничное оборудование

      Для сокращения объема материала, направляемого в операции дробления (измельчения), и выделения готового по крупности продукта применяют классификацию.

      Классификация - процесс разделения ископаемого сырья, неоднородного по величине его частиц, на два (и более) относительно однородных по крупности продукта. Различают классификацию ситовую (грохочение) и безситовую (гидравлическую и воздушную).

      Грохочение (ситовая классификация) - процесс разделения ископаемого сырья на классы по крупности, осуществляемый на просеивающей поверхности (решетах, ситах и др.). Аппараты, на которых осуществляется процесс грохочения, называются грохотами. Основным показателем процесса является эффективность грохочения, определяемая отношением веса подрешетного продукта к весу нижнего класса в исходном материале.

      Гидравлическая (безситовая) классификация - процесс разделения ископаемого сырья на классы по крупности, осуществляемый в жидкой среде по скорости падения (осаждение) частиц.

      Таблица 3.30. Основное оборудование, используемое при дроблении, измельчении, классификации (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Наименование оборудования

1

2

3

1

A

Дробилки ККД, КСД, КМД, "Hydrocone", грохоты типа ГИТ, Сухие магнитные сепараторы типа ПБС, Мельницы МСЦ, МШЦ, гидроциклоны ГЦ

2

B

Дробилки СМД, КСД, центробежные дробилки, грохоты типа ГИТ, сухие магнитные сепараторы Метсо, ПБС, мельницы МСЦ, гидроциклоны типа ГЦ, грохоты типа ГИТ

3

С

Дробилки СМД, КСД, грохоты типа ГИТ, МШР


      При дроблении железных руд в атмосферный воздух осуществляются выбросы пыли.

      На объекте В6 для предотвращения поступления пыли в окружающую среду при транспортировке и переработке руды (в местах пересыпа мелких фракций) предусмотрены пылеуловители, которые были поставлены ранее в комплекте оборудования мобильной части. Степень очистки пылеуловителей составляет 99,9 %.

      В результате проведения КТА были проанализированы данные по выбросам загрязняющих веществ и в таблице 3.31 приведены валовые выбросы, концентрации и удельные значения основных загрязняющих веществ.

      Таблица .. Выбросы пыли в атмосферный воздух при дроблении, измельчении, классификации (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8


Обогащение руды


Дробление, измельчение, классификация

1

А6

380,7

315,0

67,9

43,5

0,03

0,02

2

В6

20,5

17,3

959220,5

155953,8

0,1

0,00005

3

С4

88,1

74,9

726,5

88,1

0,3

0,1

4

С5

71,5

61,0

131,8

58,7

0,2

0,1


      Из таблицы 3.31 следует, что удельные показатели выбросов пыли варьируются в пределах от 0,0005 до 0,3 кг/т обогащенной руды, такое расхождение в удельных показателях зависит от типа и мощности оборудования для дробления руды, типом используемого очистного оборудования.

3.3.3. Обогащение руд черных металлов

      На горнодобывающих предприятиях по добыче черных руд основными методами обогащения являются магнитная рудоразборка, гравитация, магнитная сепарация

      На обогатительных фабриках по обогащению железосодержащих руд применяется схема переработки для магнетитовых руд – трех- или четырехстадийное дробление до крупности 10 мм, далее сухая магнитная сепарация с получением промпродукта. Этот продукт поступает на мокрое магнитное обогащение. В схеме мокрого магнитного обогащения промпродукт проходит две либо три стадии измельчения, стадийность измельчения зависит от крупности зерен магнетита, при которой магнетит освобождается от минералов пустой породы. Стадийность мокрой магнитной сепарации зависит от содержания железа в магнитном продукте. Для фабрик, существующих в Республике Казахстан, обычно стадии магнитной сепарации доходят до 4. Далее полученный концентрат обезвоживается и отгружается потребителю. Если дальнейшим производством предусмотрен обжиг окатыша этот концентрат проходит процесс окомкования и дальнейший обжиг. Для руд, представленными минералом железа – гематитом, схема обогащения предусматривает гравитационное обогащение отсадкой.

      На обогатительных фабриках по переработке хромитовых руд предусмотрена схема дробления до крупности 160. Далее продукт рассевается на классы -160+10 мм и -10+0 мм. Класс -160+10 мм проходит обогащение в тяжелых средах. Тяжелый материал отгружается потребителю, в то время как легкий отгружается в отвал.

      Класс -10+0мм рассевается на грохоте на классы -10+3 мм и -3+0 мм. Класс -10+3 мм проходит обогащение на отсадочных машинах, а класс -3+0 мм проходит обогащение на винтовых сепараторах и центробежных гидроконцентраторах. Полученные концентраты поступают на брикетирование и окомкование с дальнейшим обжигом на пеллет-машине.

      Магнитная рудоразборка применяется для выделения кусков пустой породы от рудной массы. Такое оборудование применяется при добыче и переработке железных руд в Республике Казахстан. Магнитная рудоразборка происходит при крупности руды менее 300 мм и непосредственно в близи карьера, что позволяет складирование выделенной пустой породы в отработанный массив. Данная технология позволила выделить до 20 % пустой породы и повысить содержание железа. Разделение материала сепарации на магнитную и немагнитную составляющие (кондиционную руду и малорудные/безрудные породы) производится посредством мощного барабанного магнитного сепаратора, обеспечивающего извлечение из материала сепарации кусков руды крупностью до 450 мм. Данная технология является перспективной также для предобогащения хромитовых руд и переработки отвалов образованных в ходе добычи руд черных металлов с получением кондиционных руд для дальнейшего обогащения. Также данная технология была применена для переработки отвалов добычи марганца.

      Гравитационное обогащение на обогатительных предприятиях осуществляется на различии гравитационных свойств полезных минералов и минералов пустой породы. Обогащение хромитовых руд разработано на этом различии. Применяемое оборудование различно по своим конструкциям и способам обогащения, но все они относятся к гравитационному оборудованию. Применяемое оборудование-тяжелосредный сепаратор, отсадочная машина, винтовой сепаратор, концентрационный стол, центробежный гидроконцентратор.

      Тяжелосредный сепаратор разделяет минералы по их плотности. Менее плотные всплывают и удаляются механизмами сепаратора, а более тяжелые тонут и так же выносится устройством сепаратора. Тяжелую среду изготавливают разбавлением утяжелителя с водой. Для создания тяжелой среды при обогащении хромитовых руд применяют ферросилиций (например, на объектах С1 и С2). Концентрацию создают приближенную и выше, чем плотность обогащаемого минерала.

     


      Рисунок .. Тяжелосредный сепаратор

      Отсадка. Принцип работы основан на разнице скоростей движения минеральных зерен в потоке пульсирующей среде разделения. Руда разделяется на отсадочном решете по плотности и крупности на слои. В верхнем слое более легкие, в нижнем – более тяжелые. Далее продукты выгружаются специальными устройствами отсадочной машины.

      Винтовой сепаратор. Обогащение рудного материала осуществляется в винтовом потоке пульпы. При движении по винтовому желобу минеральные зерна расслаиваются по плотности и крупности. Под действием центробежных сил инерции, веса и сил гидродинамического давления водного потока расслоившиеся минеральные зерна перераспределяются по сечению желоба: зерна полезных минералов большей плотности концентрируются у внутренней границы потока, а легкие зерна пустой породы - у внешнего борта.

      Концентрационный стол. Процесс обогащения на столах основан на разности плотности обогащаемых минералов и их разделении (расслаивании) в струе воды, текущей по слегка наклонной поверхности

      Центробежный гидроконцентратор. Принцип обогащения основан на центробежной силе. Тяжелые минералы прижимаются к внутреннему борту гидроконцентратора к постели, а более легкие выносятся с рабочей зоны устройства

     


      Рисунок .. Центробежный гидроконцентратор

      Магнитная сепарация. По устройству и условиям работы магнитные сепараторы разделяются на две группы: с низкой напряженностью магнитного поля для сухого и мокрого обогащения сильномагнитных руд и с высокой напряженностью магнитного поля для сухого или мокрого обогащения слабомагнитных руд.

     


      Рисунок .. Магнитный сепаратор

      В таблицах ниже приведена информация по используемым методам и оборудованию для обогащения и выходу ценных компонентов на действующих в Республике Казахстан обогатительных фабриках.

      Таблица 3.32. Методы обогащения, оборудование и выход ценных компонентов на действующих в Республике Казахстан обогатительных фабриках

№ п/п

Наименование объекта

Метод обогащения

Продукция

Основное оборудование

Выход, %

1

2

3

4

5

6

1

А

Магнитная крупнокусковая рудоразборка, сухая и мокрая магнитная сепарация

Железный концентрат-Fe-, 65 – 66,5 %

Сепараторы сухой магнитной сепарации типа ПБС, сепараторы мокрого магнитного обогащения типа ПБМ, магнитные дешламаторы ДШ-9, мокрое тонкое грохочение грохоты Деррик

46,5

2

В

Гравитация, сухая и мокрая магнитная сепарация

Железный концентрат-Fe-49 – 55 %

Сепараторы сухой магнитной сепарации типа ПБС и Метсо, сепараторы мокрого магнитного обогащения типа ПБМ, отсадочная машина

61,2

3

С

Рудосортировка, тяжелосредная сепарация, гравитация и магнитная сепарация с высоким магнитным полем

Богатая товарная руда Cr2O3, 45 – 50 %, концентраты- Cr2O3, более 50 %

Тяжелосредная сепарация Wedag, отсадочная роторно-поршневая машина Alljig (Германия), диафрагмовая отсадка SK16, гидроклассификаторы, концентрационные столы, винтовые сепараторы, центробежные концентраторы Фалкон

59,9


      При обогащение железных руд в атмосферный воздух осуществляются выбросы пыли. В результате проведения КТА были получены данные по выбросам загрязняющих веществ и в таблице № 3.33 приведены валовые выбросы, концентрации и удельные значения основных загрязняющих веществ.

      Таблица .. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8


Обогащение железной руды


Обогащение руд черных металлов

1

А6

42,7

35,4

-

-

0,003

0,002

2

В5

27,4

27,2

-

-

0,01

0,01

3

В7

12,4

12,3

-

-

0,005

0,005

4

В8

21,6

20,9

138,7

0,4

0,1

0,02

5

С4

64,5

54,8

-

-

0,2

0,1

6

С5

794,0

182,3

1687,1

28,1

1,4

0,2


      Из таблицы 3.33 следует, что удельные показатели выбросов пыли варьируются в пределах от 0,002 до 1,4 кг/т обогащенной руды, данное расхождение в удельных показателях зависит от методов и оборудования для обогащения, временного периода работы.

3.3.4. Обезвоживание, сушка концентрата (аглоруды), обеспыливание

      Большинство процессов обогащения осуществляется в водной среде и получаемые продукты содержат большое количество воды.

      Концентрат, как окончательный продукт обогатительного процесса, представляет собой сухой, мелко размолотый, содержащий благородные металлы минеральный материал.

      Перед складированием концентрат транспортируется конвейерами на просушку в бункера корпуса сушки, например, с применением барабанного, дискового или пневматического фильтрующего устройства. Путем фильтрации можно достичь влажности в 10 %, что достаточно для складирования и перевозки. Дополнительно можно использовать термическую сушку.

      На предприятии А концентраты обезвоживаются на дисковых вакуум-фильтрах в летний период – до влажности 10 %. Сушка концентрата в зимний период производится в сушильных барабанах до влажности 3,0 % с целью предотвращения смерзания железорудного концентрата при транспортировке потребителю. Топливом для сушильных барабанов служит природный газ.

      Таблица .. Основное оборудование, используемое при обезвоживании, сушке и обеспыливании

№ п/п

Наименование объекта

Наименование оборудования

1

2

3

1

А

Дисковые вакуум-фильтры, сушильные барабаны, осадительная камера, мокрый прутковый золоуловитель МП-ВТИ

2

В

Ленточные вакуум-фильтры, сушильный барабан, обезвоживающие грохота, циклонные пылеуловители

3

С

Обезвоживающие грохота, ленточные вакуум-фильтры, сгустители


      При сушке концентрата в атмосферный воздух выделяются загрязняющие вещества в виде пыли, окислов азота, углерода оксида, серы диоксида. Корпуса дробления руды и сушки концентрата, как правило, обеспечиваются аспирационными установками, в которых используются электрофильтры, мокрые газоочистные установки с эффективностью очистки выше 95 %, циклоны ЦН-15 с эффективностью очистки 77,8 – 85,9 %.

      В результате проведения КТА были получены данные по выбросам загрязняющих веществ и в таблицах 3.35 – 3.38 приведены валовые выбросы, концентрации и удельные значения основных загрязняющих веществ.

      Таблица .. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8


Производство концентрата


Сушка концентрата

1

А6

97,7

80,9

106,8

68,7

0,01

0,004

2

В5

294,0

60,9

962,5

364,6

0,5

0,1


      Из таблицы 3.35 следует, что удельные показатели выбросов пыли варьируются в пределах от 0,004 до 0,5 кг/т обогащенной руды, данное расхождение в удельных показателях может быть от типа используемого очистного сооружения, от его эффективности очистки.

      Таблица .. Выбросы окислов азота в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

3

4

5

6

7


Производство концентрата


Сушка концентрата

1

А6

23,9

19,8

61,6

8,7

0,002

0,001

2

В5

22,0

13,5

91,0

14,3

0,03

0,01


      Из таблицы 3.36 следует, что удельные показатели выбросов окислов азота варьируются в пределах от 0,001 до 0,03 кг/т обогащенной руды, данное расхождение в удельных показателях может быть от состава сжигаемого топлива, времени работы при сушке концентрата.

      Таблица .. Выбросы углерода оксида в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс
загрязняющего
вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

2

3

4

5

6

7


Производство концентрата


Сушка концентрата

1

А6

257,3

212,9

702,4

471,9

0,02

0,01

2

В5

55,547

33,373

264,8

176,4

0,1

0,04


      Из таблицы 3.37 следует, что удельные показатели выбросов углерода оксида колеблются в пределах от 0,01 до 0,1 кг/т обогащенной руды, данное расхождение в удельных показателях может быть от состава сжигаемого топлива, времени работы при сушке концентрата.

      Таблица .. Выбросы серы диоксида в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8


Производство концентрата


Сушка концентрата

1

А6

0,04

0,03

2,4

1,6

0,000003

0,000002

2

В5

0,883

0,154

66,3

22,1

0,001

0,0002


      Из таблицы 3.38 следует, что удельные показатели выбросов серы диоксида колеблются в пределах от 0,000003 до 0,001 кг/т обогащенной руды, данное расхождение в удельных показателях может быть от состава сжигаемого топлива, времени работы при сушке концентрата.

      Применяемые технические решения управления эмиссиями приведены в таблице ниже.

      Таблица .. Технические решения для контроля выбросов пыли (по данным КТА)


п/п

Применимость

Технические решения

КПД (факт)

Наличие на объекте


1

2

3

4

5

1

Подготовка шихты

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

91,2

А6

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

92

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

87,6

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

85,9

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

90,4

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый

92

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

90,5

2

Сортировка

газопромыватель ВГ-ВНИИМГ, мокрый скруббер

92

33
3

Складирование хвостохранилище

Корпус обогащения АТУ-2

86

Корпус перегрузки АТУ-1

96

Корпус перегрузки АТУ-2

92

Корпус погрузки АТУ-3

88

Корпус погрузки АТУ-4

86

Корпус сушки СБ 1,2,3,5,8,9,10,4*

94

4

Складирование хвостохранилище

Корпус ССК АТУ-1

89

В5

Корпус ССК АТУ-2

88

Корпус ССК АТУ-3

91

Корпус ССК АТУ-4

90

Обжиговая печь

98,7

АТУ-3а,б

98

АТУ-2 отм.+32,0м

98

АТУ-1 отм.+32,0м

98

Корпус дробления АТУ-5а

93

Корпус дробления АТУ-5б

93

АТУ-1 участок гашения извести

86

5

Мобильная часть ОФ

Аспирационная система №1

84,8

В6

Аспирационная система №1

84,8

Аспирационная система №1

84,8

Аспирационная система №1

84,8

Аспирационная система №1

84,8

Аспирационная система №1

84,8

Аспирационная система №7

86,3

Аспирационная система №7

86,3

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №2

84,5

Аспирационная система №6

73,8

Аспирационная система №6

73,8

Аспирационная система №6

73,8

Аспирационная система №3

82,1

Аспирационная система №3

82,1

Аспирационная система №5

82,6

Аспирационная система №4

79,3

Аспирационная система №4

79,3

Аспирационная система №4

79,3

6

Промышленная площадка №2

Аспирационная система

90

 
77

Стационарная часть обогатительной фабрики

Аспирационная система №3

84,2

Аспирационная система №3

84,2

Аспирационная система №4

84,1

Аспирационная система №4

84,1

Аспирационная система №7

89

8

Дробление богатой руды

АС АТУ-15

78,48

С4

АС АТУ-17

87,75

АС АТУ-19

86,18

АС АТУ-20

67,95

АС АТУ-21

68,38

9

Дробление бедной руды

АС АТУ-1

85,48

АС АТУ-4

78,65

АС АТУ-5

88,4

АС АТУ-6

81,65

10

Обогащение

АС АТУ-2

86,48

АС АТУ-3

80,05

АС АТУ-7

73,2

11

Брикетирование

АС АТУ-8

81,25

АС АТУ-9

84,9


АС АТУ-10

73,9

АС АТУ-11

69,6

АС АТУ-

75,5

АС АТУ-13

80,8

АС АТУ-22

84,63

Пылеуловитель мокрый струйный МПС-60

97

12

Дробление руды

АС КСД – АТУ-3, Циклон СИОТ №7

81,8

С5

АС КСР – АТУ-5, Скруббер КМП-7,1

81,83

АС ККД – АТУ-1, Скруббер КМП – 5.0

81,68

АС ККД – АТУ-2, Циклон КМП – 3.2

78,9

АС КСР – АТУ-4, Скруббер КМП-7,1

89,4

13

Обогащение, Обогащение хромовой руды 0 – 10 мм

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

77,7

АС ПВКМиТК №2 – АТУ-19

80,63

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

68,3

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

88

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

85,4

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

77,7

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

85,4

АС ПВКМиТК №2 – Циклон ЦН-11-800

80

АС УС ФООР – АТУ-9, Скруббер КПМ – 2,5

83,85

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

85,4

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

85,4

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

88

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

85,4

АС УС ФООР – Циклон ЦН-11-800

73,8

АС УС ФООР– Циклон ЦН-11-800

80


АС ПВКМиТК – АТУ-7, Скруббер КМП-2,5

80,7

14

Обогащение хромовой руды 10 – 160мм

АС КМД – АТУ-6, Скруббер КМП-6,3

79,1


3.3.5. Складирование, транспортировка

      Полученный в процессе обогащения концентрат складируется на территории рудника до доставки его потребителю на место последующей переработки. Концентрат располагается штабелями в крытых складах, на открытых площадках или закрытых внутренних помещениях.

      Хранение в штабелях в закрытых помещениях уменьшает потери от распыления, заиления, растворения. На открытых площадках хранятся, обычно, концентраты небольшой ценности. Размеры складских помещений зависят от способа и периодичности перевозки, на которую влияет потребность в доставке концентрата на месте переработки, а также система приема. Концентрат транспортируется чаще по железной дороге, если расстояние большое или объем груза велик. Небольшие перевозки осуществляются грузовым автотранспортом.

      При складировании и транспортировке концентрата в атмосферный воздух выделяется пыль. На объекте В 6 для предотвращения поступления пыли в окружающую среду при транспортировке и переработке руды (в местах пересыпа мелких фракций) предусмотрены установки пылеудаления, состоящие из циклонов марки Ц-15-900П со степенью очистки до 90,0 %. Собранная пыль от установок пылеудаления возвращается в технологический процесс обогащения. Полученный концентрат автотранспортом вывозится на железнодорожный тупик для отправки железнодорожным транспортом потребителю.

3.3.6. Водоподготовка, оборотное водоснабжение

      На предприятиях, где применяется мокрое магнитное обогащение, гравитационное обогащение установлены сгустители, в которых осуществляется обезвоживание продуктов обогащения от 10 % твердого до 50 % твердого, излишняя вода переливом через порог кольцевого желоба попадает в желоб сгустителя и далее в чан оборотной воды и далее водяными насосами вода поступает в технологический процесс.

      Так как в процессе обогащения черных руд не применяются химические реагенты оборотная вода не претерпевает какие-либо химические изменения, вследствие этого водоподготовка (химическая очистка, изменение рН) оборотной воды для технологического процесса не осуществляется.

      В ходе обезвоживания продуктов обогащения в сгустителе необходим контроль слива сгустителя на концентрацию взвешенных частиц. Так же на этих предприятиях применяются хвостохранилища для складирования мокрых отходов, где происходит осветление хвостов обогащения, осветленная вода поступает в чан оборотной воды, находящийся на обогатительной фабрике, где вновь поступает в технологический процесс.

      На предприятии А обеспечение работы фабрики осуществляется хвостовым хозяйством предприятия, которое контролирует оборотное водоснабжение из хвостохранилища и проводит удаление избыточных вод, откачиваемых из подземного рудника и железорудного карьера.

      Оборотное водоснабжение имеет огромное значение для экономии водопотребления из природных источников (снижает водопотребление из природных источников до 70 %).

3.3.7. Управление отходами производства

      Основными отходами процесса обогащения железных руд являются "хвосты", образующиеся в технологических операциях измельчения, классификации, обогащения, сгущения, фильтрования. Кроме пустой породы в хвостах могут присутствовать частицы железосодержащих минералов в количестве от 8 % до 26,5 %. Объемы хвостов составляют от 40 % до 83 % от объема обогащаемого материала - в зависимости от уровня содержания железа в перерабатываемых рудах.

      Помимо хвостов к отходам производства обогатительных фабрик следует отнести сорбенты, фильтры, фильтровальные материалы, утратившие потребительские свойства, отходы обслуживания и ремонта оборудования, которое не подлежит утилизации, сдачи в металлолом.

      Пыль аспирационная (газоочистки) образуются в процессе очистки циклонов. Накапливается в бункерах циклонов, затем возвращается обратно в технологический цикл, либо вывозится на полигоны промышленных и строительных отходов.

      Для размещения хвостов (отходов обогащения) сооружаются хвостохранилища, оборудованные оградительными дамбами, системами водоотведения сточных вод и их очистки. Для предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод непроницаемость основания хвостохранилища обеспечивают при необходимости уплотняющим материалом (уплотненные глинистые покрытия) или покрытиями в виде геомембран. Технология обустройства площадок для складирования вскрышных пород обычно проще, так как там не требуется дамб обвалования. Прочность и плотность грунта на этих участках предварительно исследуется. Также управление поверхностным стоком планируется до начала складирования.

      Влажность хвостов в накопителе предприятия А переменная как по площади, так и по глубине и может составлять от 3 – 5 % до полного водонасыщения – 25 – 34 % (по весу). Хвосты сухой магнитной сепарации железнодорожным транспортом направляются в отвалы пустой породы или используются в качестве щебенки. Хвосты мокрой магнитной сепарации напорным гидротранспортом через пульпонасосные станции направляются в хвостохранилище.

      Корпус обогащения в тяжелых суспензиях предприятия С производит отвальные отходы обогащения (кусковые) с низким содержанием оксида хрома от 3 до 5 % и размешают в отработанный карьер.

      В таблице 3.40 представлены данные по образованию отходов при обогащении железных руд. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т продукции.

      Таблица 3.40. Показатели образования, примеры применения и размещения основных производственных отходов обогащения (по данным КТА)


п/п

Наименование отхода

Объем образования отходов, тыс. т/год

Использовано отходов, тыс. т/год

Объем размещения отходов. Тыс. т/год

Удельные показатели образования отходов на единицу произведенной продукции, кг/тонну продукции

Применение вскрышных пород/ размещение

Размещение/ складирование

Макс.

Мин.

Макс

Мин

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

А7

2

Отходы горнодобывающей промышленности

4,6

3,4

0,1

0,1

4,5

3,3

1,3

0,6


Размещение на полигоне, передача сторонним организациям на утилизацию и (или) реализация сторонним организациям

3

Хвосты обогащения

7,2

0,004

7,2

2,1

0

0

2,2

0,4


Используются повторно в полном объеме

4

В8

5

Аспирационная пыль

2,3

2,3

0

0

0

0

0

0


Отгружается в вагоны вместе с концентратом

6

Хвосты обогащения

212

212

190,8

190,8

190,8

190,8

657,9

190,8


Складирование

7

С4

8

Аспирационная пыль

2

0,3

2

0,3

0

0

4,4

0,3

Использовано в производстве

аспирационная пыль возвращается в производство.

9

Отходы горнодобывающей деятельности

400

90,8

400

90,8

0

0

4,4

0,3

Отходы обогащения кусковые – закладка в выработанное пространство карьеров

отходы обогащения (кусковые) – закладываются в выработанное пространство отработанных карьеров

10

Отходы обогащения (кусковые)

595

163,4

0

0

595

163,4

1677,5

238,9

Отходы обогащения кусковые – закладка в выработанное пространство карьеров

шламы (шламовые хвосты обогащения) – в шламохранилище

11

С5

12

Аспирационная пыль

4

2,83

4

2,8

0

0

12,6

5,1

Использовано в производстве

аспирационная пыль возвращается в производство.

13

Отходы горнодобывающей деятельности

765

264,9

765

264,9

0

0

851,5

219,5

Отходы обогащения кусковые – закладка в выработанное пространство карьеров

отходы обогащения (кусковые) – закладываются в выработанное пространство отработанных карьеров

14

Отходы обогащения (кусковые)

680

245,6

90

90

680

155,6

756,9

203,5

Шламы (шламовые отходы обогащения) – размещение в шламохранилище

шламы (шламовые хвосты обогащения) – в шламохранилище

3.3.8. Потребление топливно-энергетических ресурсов

      При обогащении на предприятиях используются следующие энергетические и сырьевые ресурсы:

      электрическая и ТЭ;

      котельно-печное топливо (уголь каменный, газ природный);

      дизельное топливо, керосин;

      водные ресурсы (карьерные и шахтные воды);

      сырая руда.

      В общей доле потребления электрической энергии на обогащение с учетом дробления расходуется от 27 до 60 % от общего потребления горно-обогатительных предприятий.

      Основными потребителями энергоресурсов при обогащении руды являются:

      установки дробления (щековые, конусные; молотковые, валковые) с различной единичной мощности – доля потребления данными установками от 1,5 до 5 % от общего потребления обогатительными фабриками;

      установки измельчения (мельницы шаровые, самоизмельчения) с различной единичной мощности (до 5МВт) – доля потребления данными установками от 45 до 50 % от общего потребления процесса обогащения;

      установки разделения (грохота, вибросита, магнитные сепараторы) и от 10 до 15 % от общего потребления процесса обогащения;

      конвейерные транспортеры от 7 до 10 % от общего потребления процесса обогащения;

      компрессорные установки от 5 до 10 % от общего потребления процесса обогащения;

      насосное оборудование от 10 до 20 % от общего потребления процесса обогащения.

      В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребляемых энергетических ресурсов по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов на производимую продукцию.

      Потребление энергии в обогатительных процессах определяется, в первую очередь, объемом перерабатываемой руды, используемыми процессами обогащения и необходимым для этого оборудованием. Обычно самые мощные электродвигатели используются при измельчении руды, особенно если руда обогащается методом флотации. Например, мощность двигателей размалывающих аппаратов предприятия С составляет более 5 МВт.

      Также дробление руды, грохочение и флотация являются энергоемкими этапами, но используемые в работе отдельные электродвигатели и насосы меньше по мощности на порядок. Во флотации используется много энергии, особенно если схема сложная и содержит большое количество машин и оборудования. В таблице представлены примеры потребления электрической энергии на рудниках Республики Казахстан.

      Потребление энергии на различных предприятиях составляет 7 – 150 кВт*ч на тонну руды, в обогатительном переделе 3 – 70 кВт*ч на тонну товарной руды (по данным КТА на 2019 год).

      Таблица .. Потребление электрической энергии на предприятиях Республики Казахстан

№ п/п

Рудник/предприятие

Общий расход энергии, MВт-ч/год (2019 г.)

Целевое назначение использования

Расход энергии на тонну руды, кВт*ч/т (2019 г.)

1

2

3

4

5

1

С4

299 774,8

обогащение

87,06*

2

А6

2 017 738,7

обогащение

150,7*

3

В5

69 130,08

обогащение

66,781

4

В8

7 390,24

обогащение

3,643

5

В7


обогащение

9,347

6

В6

5 613,01

обогащение

5,592

      *удельный расход взят по потреблению в целом по предприятию, с учетом потребления электроэнергии на хозяйственные нужды.

      В таблице 3.42 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов применяемых при обогащении руд черных металлов. В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну произведенного концентрата.

      Таблица .. Текущие объемы потребления водных, сырьевых и энергетических ресурсов (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Потребляемый ресурс

Единицы измерения

Целевое назначение использования

Годовое потребление

Удельное потребление, т.у.т./т


1

2

3

4

5

6

7

1

А6

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

113089,9

0,007621

2

В5

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

7419,583

0,009523

3

В6

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

453,615

0,000937

4

В7

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

1416,38

0,000590

5

В8

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

270,6

0,000679

6

С4

Электрическая энергия

т.у.т.

обогащение

1 199,57

0,003019

7

В5

Котельно-печное топливо

т.у.т.

обогащение

4697,279

0,004994

8

В7

Котельно-печное топливо

т.у.т.

обогащение

1456,076

0,000607

9

В8

Котельно-печное топливо

т.у.т.

обогащение

1317,642

0,001731

10

С4

Котельно-печное топливо

т.у.т.

обогащение

412,60

0,001039

11

В7

Подземная шахтная вода

м3

обогащение

0,3

0,3

12

С4

Технологическая вода

м3

обогащение

13,4

26,6


      Из представленной таблице видно, что удельный расход электрической энергии на добытую руду может варьироваться в пределах от 0,000590 до 0,009523 т.у.т. на тонну обогащенной руды (концентрата). Такое расхождение в удельных расходах связанно применяемыми методами обогащения, а также с наличием доступа к энергетическим ресурсам (необходимость замены одного энергетического ресурса на другой). Также на удельный расход электрической энергии могут оказывать влияние наличие вспомогательных служб, организационно отнесенных к подразделениям обогащения, но не участвующих в технологическом процессе.

      Из таблицы представленной выше наблюдаются расхождения по удельным единицам воды, данные колеблются от 0,3м3/т до 26,6 м3/т обогащенного концентрата. Это может быть связано с технологическими методами, используемыми при обогащении.

3.4. Производство окатышей.

      Производство железорудных и хромитовых окатышей – один из этапов металлургического передела. Железорудные неофлюсованные и хромитовые окатыши являются товарной продукцией и предназначены для выплавки чугуна в доменных печах и металлического хрома в электродуговых печах.

      Окатыши формируются из железосодержащего сырья (т.е., пылевидная руда и добавки) в сферы диаметром 9 – 16 мм при высоких температурах. Данный технологический процесс включает помол, сушку, окатывание и термическую обработку сырьевого материала. Установки окатывания главным образом расположены на рудных шахтах или в портах отгрузки, но они также могут располагаться на основном комплексе, в составе завода с полным металлургическим циклом для производства железа и стали. Природный газ или уголь могут использоваться как топливо для установок окатывания; для установок окатывания, расположенных на заводе с полным металлургическим циклом для производства железа и стали, в качестве топлива может использоваться коксовый газ. Потребление энергии для технологического процесса и связанные с этим выбросы будут частично зависеть от качества железной руды и других сырьевых материалов, используемых в технологическом процессе, а также от теплотворности используемого топлива.

      В производстве окатышей из железорудного концентрата в настоящее время применяются обжиговые машины производства 1950-1960-х годов XX века. Оборудование является энергоемким, сложным в эксплуатации и автоматизации процесса контроля режимных параметров. Рассматривается вопрос замены самой технологии обжига и соответственно оборудования.

      Для производства окатышей из хромитовых концентратов в начале 2000-х годов началось строительство обжиговых машин производства Outotec на предприятии по обогащению хромитовых руд. Были построены и успешно введены в эксплуатацию две современные эффективные, полностью автоматизированые линии по контролю параметров технологического процесса окомкования, дозирования компонентов шихты, и процесса обжига окатыша.

      Окатывание железной руды (вместо агломерации) может приводить к выбросам в атмосферу пыли и твердых частиц в результате дробления сырья, из зоны обжига на ленте отвердевания и в связи с операциями сортировки и погрузки/разгрузки.

      Обжиговые машины являются основными источниками выделения технологических газов и пыли. От обжиговых машин дымовые газы через сборный коллектор отсасываются дымососами, и после очистки выбрасываются в дымовую трубу. На современных фабриках окомкования в качестве газоочистных установок применяются электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки газов от пыли до 99,8 %.

      Газоочистные устройства предназначены для очистки до санитарных норм выбрасываемых в атмосферу газов, защиты роторов дымососов от абразивного износа пылью.

      Очистка газов, сбрасываемых в атмосферу, осуществляется мокрым способом в установках "труба Вентури" – скруббер-каплеотделитель, фактическим КПД от 85,9 до 92 %, и в циклонах. Отключение воды, подаваемой на газоочистные устройства, работающие по мокрому способу, при работающих дымососах не допускается.

      На участке сырых окатышей на стадии измельчения и окомкования используются циклоны-промыватели.

      Вода карьеров используется для обеспечения оборотного цикла – "фабрика-хвостохранилище" и покрытия безвозвратных потерь. Очищенная сточная вода используется в системе оборотного водоснабжения завода и соответствует нормативным требованиям.

      Основными отходами процесса окомкования являются отходы, образующиеся в процессе ремонта обжиговых машин, как правило, это разрушенные огнеупорные материалы, резина конвейерных лент и т. п.

     


      Рисунок .. Технологическая схема производства окатышей

3.4.1. Подготовка шихты

      Шихта для получения железорудных неофлюсованных окатышей состоит из двух компонентов: влажного магнетитового концентрата и связующей (упрочняющей) добавки (пестроцветная глина или бентонит). В случае использования в технологии производства неофлюсованных окатышей магнетитового концентрата с повышенной влагой (более 9,4 %) в шихту добавляется стабилизирующая "сухая" добавка.

      Качество концентрата, подаваемого на окомкование, должно соответствовать требованиям стандартов.

      Таблица 3.43. Требования к концентрату, подаваемому на окомкование

№ п/п

Наименование показателя

Ед. измерения

Значение показателя (допустимое отклонение)

Укладка в допустимый диапазон, %

1

2

3

4

5

1

Массовая доля железа

%

66,0±0,5

95,0

2

Массовая доля серы, не более

%

0,35

90,0

3

Массовая доля влаги

%

9,4 ± 0,2

90,0

4

Содержание класса минус 0,071мм, не менее

%

95,0

95,0


      Связующим для получения окатышей является пестроцветная глина. Глину предварительно измельчают до 95 % класса крупности 0,071мм и сушат до 3 % одновременно в мельнице сухого помола. В мельницу подают тепло путем розжига природного газа.

      "Сухая" добавка используется в шихте в случае необходимости стабилизации влаги концентрата, поступающего в процесс окомкования.

      В качестве "сухой" добавки используется гидрофобный материал (продукт), прошедший лабораторные и промышленные испытания на пригодность использования в составе шихты. Использование "сухой" добавки не должно приводить к снижению качества обожженных окатышей. "Сухая" добавка так, же измельчается и сушатся в мельницах сухого помола.

      Подготовка шихты осуществляется на технологических нитках и состоит из операций дозирования и смешивания компонентов. Каждая технологическая нитка оснащена бункером концентрата, связующей добавки, "сухой" добавки, смесителем компонентов шихты, окомкователем, грохотом, системой конвейеров для транспортировки окатышей на обжиговые машины. Подготовленные компоненты шихты из расходных бункеров дозируются весодозаторами в заданном количестве. Расход связующей и "сухой" добавок в шихту зависит от свойств добавок и качества концентрата.

      Примерный состав шихты для производства неофлюсованных окатышей следующий:

      расход связующей добавки в пределах от 1,0 % до 2,0 %;

      расход сухой добавки 4 – 6 % и выше в зависимости от влаги концентрата;

      расход концентрата рассчитывается в зависимости от расхода связующей и "сухой" добавок.

      Основное назначение операции дозирования – обеспечение производства окатышей заданного состава, с постоянными физико-химическими свойствами.

      При производстве хромитовых окатышей шихтой является хромитовый измельченный концентрат совместно с коксовой мелочью (расход 2,8 % на тонну концентрата) и связующее вещество. Связующим является бентонит. Подача бентонита происходит строго весовыми дозаторами и непосредственно на конвейер подачи концентрата на узел окомкования. Расход бентонита до 0,6 % на тонну хромитового концентрата. Все произведенные концентраты разного класса крупности доизмельчаются в шаровой мельнице до класса 80 % минус 0,071 мм совместно с коксовой мелочью.

      Таблица 3.44. Оборудование, применяемое на действующих фабриках для подготовки шихты (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Наименование оборудования

Назначение

1

2

3

4

1

A

дозаторы, система конвейеров, мельницы шаровые

контроль соотношения шихты, измельчение связующего и сухой добавки

2

С

дозаторы, система конвейеров, мельницы шаровые

контроль соотношения шихты, измельчение концентрата и коксовой мелочи


      В процессе подготовки шихты осуществляются пылевые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. В таблице 3.45 представлены объемы выбросов пыли при подготовке шихты. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.45. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8


Подготовка шихты

1

А7

105,5

63,4

144,4

258,5

0,03

0,01


3.4.2. Окомкование, классификация

      Для окомкования используют барабанные или тарельчатые грануляторы. Барабанный гранулятор аналогичен окомкователю агломерационной шихты. Тарельчатый гранулятор – плоская чаша 2 диаметром от 1 до 5,5 м с бортами, расположенную под углом к горизонтали. Тарельчатые грануляторы производят окатыши определенного размера, что зависит от высоты борта чаши, угла наклона тарели, влажности материала, содержания бентонита в шихте и т.д.

      На предприятии А7 для окомкования шихты применяются барабанные окомкователи, оборудованные виброгрохотами с ячейками, и ленточные конвейера для возврата циркуляционной нагрузки. Внутренняя часть барабанов торкретирована бетоном, что позволяет уменьшить радиальное биение до минимума, установить скребковые устройства ближе к стенкам и поддерживать толщину гарнисажа в пределах 15 – 20мм. Окомкователи оборудованы скребковым устройством с возвратно-поступательным движением балки.

      Шихта ленточным конвейером подается в барабанный окомкователь, работающий в замкнутом цикле с инерционным грохотом, для классификации сырых окатышей по крупности 8 мм: 8 – 0 мм (мелочь), 16 – 8 мм (кондиционные окатыши).

      Регулирование процесса окомкования производится изменением скорости вращения барабана, нагрузкой концентрата, расходом связующей добавки (от 0,3 до 3,0 %).

      Сырые окатыши на сборном конвейере с помощью роликового укладчика загружаются на обжиговую машину, куда предварительно уложена донная постель. Просыпи возвращаются в процесс окомкования.

      Подготовка технологической постели, поступающей на блок машин, осуществляется следующим образом: одна из машин через охладитель подает обожженные окатыши на ленточный конвейер, затем нагрузка поступает в накопительные бункера корпуса сортировки. Грохочение окатышей из бункеров производится "сухим" или "мокрым" способом на грохоте далее надрешетный продукт грохота конвейерами загружается в бункера обжиговых машин.

      Загрузка бункеров постели на обжиговых машинах производится сбрасывающими барабанами.

      На предприятии С окомкованию подвергаются концентраты класса 0 – 5 мм, хромитовая руда класса 0 – 10 мм, концентраты крупностью 0 – 3 мм в соответствующей шихте. Для окомкования шихты хромитового концентрата и бентонита так же применяется барабанный окомкователь, но для классификации сырых окатышей применяется роликовый грохот. Крупность кондиционных окатышей 16 – 8 мм, окатыши другой крупности возвращаются в окомкователь вместе с шихтой.

      В таблице 3.46 представлены объемы выбросов пыли, окислов азота, серы диоксида, углерода оксида при окомковании. Удельные значения основных загрязняющих веществ определены как кг/т переработанного сырья.

      Таблица 3.46. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА)


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Макс.

Мин.

Мин.

1

2

3

4

5

6

1

Производство окатышей

2

Окомкование

3

А7

4

пыль

248,9

149,6

0,1

0,03


3.4.3. Термическая обработка окатышей

      Основная цель обжига железорудных окатышей в обжиговой машине – максимальное обессеривание и придание прочности (на сжатие, удар и истирание), обеспечивающей ж/д транспортировку. При спекании происходит уменьшение поверхности частиц и свободной поверхностной энергий системы. При наличии в окатыше оксидов или соединений, реагирующих с оксидами железа в твердых фазах с образованием химических соединений или твердых растворов, скорость спекания изменяется. Так, добавление оксидов кальция, магния или ферритов кальция к гематиту ускоряет процесс. Добавка оксида кремния (кварца) к гематиту снижает, скорость спекания.

      Обжиг окатышей на предприятии А осуществляется на 12 обжиговых машинах конвейерного типа. В процессе обжига железорудные окатыши проходят 5 технологических зон: сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. В каждой зоне поддерживается определенный температурный и газодинамический режим. В качестве топлива применяется природный газ.

      Таблица 3.47. Параметры технологических зон обжиговых машин на предприятии А

№ п/п

Наименование
технологической зоны

Кол-во вакуум-камер

Площадь, м2

Температура, °С

Примечание


1

2

3

4

5

6

1

Сушка I

3

12

>60 – 100

1. В зону "Сушка I" и зону охлаждения теплоноситель подается снизу вверх; в остальных зонах теплоноситель и воздух-сверху вниз
2. Топливо – природный газ

2

Сушка II

2

8

350 – 400/450

3

Подогрев I

2

8

700 – 750/900

4

Подогрев II

2

8

1000/1100

5

Подогрев III

3

12

1100

6

Обжиг I, II

6

24

1250

7

Рекуперация

2

8

900 – 1100

8

Охлаждение

9

36

500 – 650


      В двух сушильных камерах происходит сушка сырых окатышей оборотными газами с температурой 350 – 450 °С, поступающих из третьей охлаждающей камеры. Сушильный газ протягивается через слой окатышей двумя всасывающими воронками, расположенными под лентой.

      В камере подогрева осуществляется подогрев окатышей с целью создания благоприятных условий кальцинирования окатышей и сжигания углерода в постели. Необходимая температура газов подогрева 1100 – 1200 °С. Горелка расположена на газоходе оборотного газа. Оборотный газ всасывается через постель всасывающей воронкой, расположенной под лентой. В камере обжига температуру газа повышают до температуры обжига, которая составляет 1400 °С внутри постели окатышей. Газ в зону обжига подается из горелки, которой производится регулирование температуры газа обжига. Газоходы газов подогрева и обжига оборудованы газовыми горелками кольцевого типа.

      Охлаждение обожженных окатышей осуществляется в трех камерах охлаждения путем продувки воздухом слоя окатышей. Охлаждающие газы передаются в оборот в камеры передней части печи. Для охлаждения направляющих рельсов обжиговой печи и бортов ленты используется воздух, подаваемый отдельно вентиляторами. Воздух, подаваемый в зоны охлаждения, а также для охлаждения направляющих рельсов обжиговой печи и бортов ленты, забирается вентиляторами непосредственно с улицы.

      Обожженные окатыши разгружаются на стальной карманный конвейер и поступают на виброгрохот, который расположен на бункерах товарных окатышей и подрешетного продукта. Верхний класс +8 мм отгружается в склад товарной продукции, а подрешетный возвращается на участок измельчения концентрата.

      Таблица 3.48. Оборудование, применяемое на действующих фабриках для термической обработки окатышей (по данным КТА).

№ п/п

Наименование объекта

Наименование оборудование

1

2

3

1

A7

обжиговая машина, металлические пластинчатые конвейера, грохот

2

С5

обжиговая печь, стальной карманный конвейер, грохот


      При термической обработке окатышей происходит образование газов (NОх, SO2, углерод оксид) и пыли, основным источником выделения являются обжиговые печи. На предприятии А от обжиговых машин №№ 1 – 8 технологические газы через сборный коллектор отсасываются дымососами типа и направляются в дымовые трубы 1, 3 без очистки. Обжиговые машины № 9 – 12 оборудованы (каждая) тремя газоочистными установками: зона сушки I – КЦМП; зона сушки II, зона подогрева и зона обжига I – батарейными циклонами типа ГЦ 250 мм; зона обжига II и рекуперации – жалюзийным уловителем пыли – ЖУП. Дымовые газы отсасываются эксгаустером типа Н-7500 и очищенные выбрасываются в дымовую трубу.

      При сжигании топлива в сушильных печах происходит образование газов (NОх, SO2, углерод оксид). Данные источники выброса относятся к основным этапам технологического процесса.

     


      Рисунок .. Удельные выбросы пыли (г/т) при производстве окатышей

      Анализ диаграммы показывает, что удельные выбросы пыли при производстве окатышей на некоторых предприятиях завышен по сравнению с требованиями ИТС-25 Российской Федерации. В ИТС 25 – 2021 удельные выбросы взвешенных веществ (все твердые вещества в составе выброса, включая "Пыль неорганическая с содержанием кремния менее 20, 20 – 70, а также более 70 процентов) составляют 530 г/т окатышей.

      Выбросы оксидов азота представляют собой одно из загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу в процессе работы обжиговых, сушильных машин. Они состоят из смеси монооксида NО и диоксида азота NO2.

      В ЕС нормирование выбросов оксидов азота осуществляется на основании данных постоянного измерения, нормируется сумма оксидов, выраженная в NOx. Среднегодовое выделение NOx в странах ЕС-25 составляет минимумом 73 мг/Нми максимумом 283 мг/Нм3.

      Выбросы SOмогут значительно увеличиваться при отклонениях от нормальных режимов работы печи и при наличии в сырьевых материалах органической серы.

      Выбросы СО при обжиге окатышей, являются распространенными газообразными загрязняющими веществами и появляются в качестве промежуточного продукта процессов горения.

      В результате проведения КТА были получены данные по выбросам загрязняющих веществ пыли, NОх, SO2, СО и в таблице ниже приведены валовые выбросы, концентрации и удельные значения основных загрязняющих веществ.

      Таблица 3.49. Данные по выбросам загрязняющих веществ пыли, NОх, SO2, СО при производстве окатышей


п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8

1

А7 (обжиг)

2

пыль

8795,2

5286,5

0

0

2,6

1,0

3

NOх

478,3

269,2

0

0

0,1

0,1

4

SO2

18125,8

10894,9

0

0

5,4

2,0

5

СО

821,3

457,5

0

0

0,2

0,1

6

С5 (обжиг)

7

пыль

20,9

17,8

58,0

72,3

0,02

0,02

8

NOх

948,7

806,7

5143,8

1100,6

1,0

0,9

9

SO2

523,4

445,0

1796,0

1722,3

0,6

0,5

10

СО

4208,4

3578,2

15358,1

11018,2

4,8

4,3

11

С5 (сушка, подогрев)

12

пыль

714,6

610,0

26919,3

169,7

1,0

0,6

13

NOх

1552,223

464

1518,806

478,1

1,5

0,5

14

SO2

779,2

663,1

1398,0

92,3

0,9

0,8

15

СО

5449,9

4632,7

7943,2

2092,1

6,2

5,5

16

С1 (брикетирование)

17

пыль

87,6

74,5

402,3

26,4

1,0

0,5

18

NOх

197,1

167,5

139,4

19,2

1,9

0,9

19

SO2

27,4

23,3

22,5

19,1

0,3

0,1

20

СО

273,6

232,6

224,8

191,1

2,6

1,2


      Удельные выбросы NOx при обжиге варьируются от 0,1 до 1,0 кг/тонну окатышей, данные колебания вызваны высокой температурой печи и окислением азота.

      Удельные выбросы в атмосферу SOпри обжиге находятся в значениях от 0,5 до 5,4 кг/тонну окатышей, данные расхождения связаны главным образом со сжиганием соединений серы, содержащихся в сырье, и в первую очередь в коксовой мелочи. Приход серы с топливом незначителен – 1 %, как и предполагалось, основной источник серы – это концентрат ≈98 % [12]. Выбросы в атмосферу SOмогут также возникать в процессе затвердения при окатывании и при обогреве печи. Уровень выбросов в атмосферу SOв отходящих газах от печей подогрева и отпуска зависит от содержания серы в используемом топливе.

      Удельные выбросы СО при обжиге колеблются от 0,1 до 4,8 кг/тонну окатышей, это может быть связано от мощности печей, количеством расхода топлива, составом топлива. Применяемые технические решения управления эмиссиями приведены в таблице ниже.

      Таблица 3.50. Технические решения для контроля выбросов пыли (по данным КТА)

№ п/п

Применимость

Технические решения

КПД (факт)

Наличие на объекте


1

2

3

4

5

1

ФПО. Участок сырых окатышей, отделение измельчения

СИОТ №3

90,4

А7

СИОТ №3

92,6

СИОТ №6

92,8

СИОТ №8

90,4

СИОТ №4

92,8

СИОТ №6

91,6

СИОТ №3

89

ЦН-11, СИОТ №5

84,3

ЦН-11, СИОТ №3

92,3

ЦН-11, СИОТ №3

89,9

ЦН-11, СИОТ №4

69,5

ЦН-15, СИОТ №5

93,1

ЦН-11, СИОТ №5

91,7

ЦН-15, СИОТ №4

90,7

ЦН-15, СИОТ №4

89,4

ЦН-15, СИОТ №6

89,2

ЦН-15, СИОТ №3

85,2

ЦС-8, СИОТ №5

92,4

ЦН-11, СИОТ №3

90,8

ЦН-15, СИОТ №6

91,4

ЦН-15, СИОТ №3

91,1

2

ФПО. Участок сырых окатышей, отделение окомкования

ЦН-11, СИОТ №6

94,7

ЦН-15, СИОТ №4

90,1

ЦН-15, СИОТ №3

91,8

ЦН-15, СИОТ №6

91,1

ЦН-15, СИОТ №6

95,4

ЦН-15, СИОТ №6

93

ЦН-15, СИОТ №6

93,2

ЦН-15, СИОТ №6

94,2

ЦН-15, СИОТ №6

90,6

ЦН-15, СИОТ №6

93,8

ЦН-15, СИОТ №5

96,3

ЦН-15, СИОТ №5

94,5

ЦН-15, СИОТ №5

93,8

ЦН-15, СИОТ №5

91,8

3

ФПО. Участок обжига

СИОТ №8

90,3

КЦМП-8

95,1

КЦМП-8

93,45

КЦМП-8

93,4

КЦМП-8, ЦС-26, КЦМП-8

92,8

СИОТ №11

94,2

Коллектор, КЦМП-8, ЦС-31, КМЦП-8

93,95

КМЦП-8- 2 шт.

94,3

КМЦП-8

92

КЦМП-8

96,2

Коллектор, КЦМП-8

96,6

КМЦП-8

95

ЦС-31, КЦМП-8

93,3

КМЦП-6,3, СИОТ №8, СИОТ №8

94,35

Коллектор, СИОТ №8, СИОТ №8

87,1

4

ФПО. Участок сортировки

СИОТ №5

96,9

СИОТ №5

92,5

СИОТ №4

92,7

СИОТ №8

94,1

Коллектор, КЦМП-8, КЦМП-8

92,6

СИОТ №5

91

ЦС-13, СИОТ №8

94,2

ЦС-13, СИОТ №8

93,4

ЦС-13, СИОТ №8

94,7

СИОТ №8

90,2

ЦС-13, СИОТ №8

95,3

ЦС-13, СИОТ №8

93,9

ЦС-13, СИОТ №8

91,7

ЦС-13, КЦМП-6,3

93,2

СИОТ №5

92

СИОТ №8, ЦС-18

90,5

Коллектор, КЦМП-6,3

90,9

Коллектор, КЦМП-6,3

92,5

КЦМП-6,3

94,4

КЦМП-6,3

93,9

ЦС-31, КМЦП-8

94,9

Коллектор, КЦМП-6,3

94,4

СИОТ №5

92,8

55

Окомкование

АС УПО-1 – АТУ-8, Рукавный фильтр

79,1

С5

АС УПО-1 – АТУ-11

82,5

АС УПО-2 – АТУ-16. Рукавный фильтр

82,5

АС УПО-1 – АТУ-12

82,5

АС УПО-1 – АТУ-10

82,5

АС УПО-2 – АТУ-16. Рукавный фильтр

80,35


3.4.4. Сортировка, складирование, транспортировка, отгрузка готовых обожженных окатышей

      Сортировка обожженного продукта осуществляется методом грохочения. На грохотах происходит распределение продукта на: класс крупности менее 5 мм (отсев железорудных окатышей), класс крупности менее 16 и свыше 5 мм (товарные окатыши) и класс крупности более 10 мм ("постель"). Отделение мелкого класса окатышей от товарных производится не на всех обжиговых машинах.

      Транспортировка окатышей с обжиговых машин производится при помощи металлических пластинчатых конвейеров и пластинчатых конвейеров.

      Товарные окатыши отгружаются в железнодорожный транспорт посредством погрузочных бункеров или конвейерными трактами в следующий технологический передел. В случае необходимости окатыши могут складироваться на складе с помощью штабелеукладчика.

      В результате проведения КТА были получены данные по выбросам загрязняющих веществ и в таблице 3.51 приведены валовые выбросы, концентрации и удельные значения основных загрязняющих веществ.

      Таблица 3.51. Выбросы пыли в атмосферный воздух при сортировке, складировании, транспортировке, отгрузке готовых обожженных окатышей (по данным КТА).

№ п/п

Наименование объекта

Валовые выбросы загрязняющих веществ, т

Выброс загрязняющего вещества, мг/Нм3

Удельные показатели выбросов, кг/т

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

Макс.

Мин.

1

2

3

4

5

6

7

8

2

А7

53,1

45,3

7,9

7,5

0,3

0,1


3.4.5. Водоподготовка, оборотное водоснабжение

      Основными потребителями воды на фабрике окомкования являются обжиговые машины, тягодутьевое оборудование, системы маслосмазки, газоочистные и аспирационные системы. Вода также используется для смыва просыпей с отметок, уборки рабочих мест. Используется техническая вода из системы оборотного водоснабжения предприятия.

      Система водоохлаждения обжиговой машины предусматривает подвод воды к водоохлаждаемым опорным плитам горна, секциям бортового уплотнения, поперечным водоохлаждаемым балкам от общей магистрали водяного охлаждения машины. Слив воды осуществляется через сливные воронки, соединенные трубами с магистральным сливным трубопроводом. Объемы потребления воды приведены в пункте 3.4.7.

      Для охлаждения обжиговых машин используется техническая вода оборотного водоснабжения.

3.4.6. Управление отходами производства

      Шламы фабрики окомкования, как правило, содержат достаточно высокое количество железа - более 60 %, поэтому данный материал либо возвращается в отделение фильтрации фабрики обогащения, либо в шихту окатышей. На рисунке 3.31 представлена обобщенная схема движения шламов фабрик окомкования.

     


      Рисунок .. Обобщенная схема движения шламов фабрик окомкования

3.4.7. Потребление энергетических, сырьевых и водных ресурсов

      При производстве окатышей на предприятиях могут использоваться следующие энергетические ресурсы:

      котельно-печное топливо (природный газ) до 90 %;

      электрическая энергия 10 – 15 %;

      коксовый уголь (не топливное использование).

      В общей доле потребления электрической энергии на окускование и производство окатышей расходуется от 25 до 35 % от общего потребления горно-обогатительных предприятий.

      Основными потребителями электрической энергии при окусковании и производстве окатышей являются:

      установки измельчения (мельницы шаровые, стержневые) с различной единичной мощности (до 5МВт) – доля потребления данными установками от 45 до 50 % от общего потребления процессом окускования и производства окатышей;

      установки окускования от 10 до 15 % от общего потребления процессом окускования и производства окатышей;

      конвейерные транспортеры и установки сепарации (грохота, вибросита) до 7 % от общего потребления процессом окускования и производства окатышей.

      Основным потребителем котельно-печного топлива при окусковании и производстве окатышей являются агломашины и обжиговые машины.

      В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребления электрической энергии по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов на производимую продукцию.

      Удельный расход котельно-печного топлива на предприятиях Республики Казахстан при обжиге окатышей варьируется от 289,97 до 1469,27 МДж/т (данные КТА), в то время как согласно данным трех заводов по производству окатышей, удельных расход котельно-печного топлива находится: по потреблению газа коксового/доменного – 306 МДж/т (для доменных печей), природного газа – 14 МДж/т (для доменных печей), угля – 223 МДж/т (в случае автономной установки в Швеции), жидкого топлива – 43 – 186 МДж/т (в случае автономной установки в Швеции), коксовая мелочь – 342 МДж/т (для доменных печей).

      Основные данные по предприятиям Республики Казахстан, полученные в результате проведения КТА, представлены в таблице ниже.

      Таблица 3.52. Потребление котельно-печного топлива на предприятиях Казахстана


п/п

Рудник/ предприятие

Общий расход КПТ, MДж/год (2019г.)

Расход КПТ на тонну окатышей, МДж/т (2019г.)

1

2

3

4

1

С5

297 335 700

289,97

2

А7

7 903 200 008

1 469,27


      В таблице 3.53 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов применяемых при производстве окатышей. В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну произведенных окатышей.

      Таблица 3.53. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов (по данным КТА)

№ п/п

Наименование объекта

Потребляемый ресурс

Целевое назначение использования

Ед. измерения

Годовое потребление

Удельное потребление, т


1

2

3

4

5

6

7

1

А7

Электрическая энергия

Производство окатышей

т.у.т.

50 863,54

0,012882

2

С5

Электрическая энергия

Производство окатышей

т.у.т.

8 301,897

0,011166

3

А7

Котельно-печное топливо

Производство окатышей

т.у.т.

248 469

0,05204

4

С5

Котельно-печное топливо

Производство окатышей

т.у.т.

2 881,71

0,003879

5

С5

Коксовый уголь

Производство окатышей

т.у.т.

39 685,11

0,044492

6

А7

Глина

Производство окатышей

т/т

0,01

0,02

7

С5

Технологическая вода

Производство окатышей

м3

4,1

5,4


      Из представленной таблице видно, что удельный расход электрической энергии на производство окатышей составляет 0,011 – 0,013 т.у.т. (65,051 – 123,765 кВт*ч) на тонну произведенных окатышей. По данным ИТС НДТ 25 – 2021 на предприятиях горнодобывающей отрасли Российской Федерации удельный расход электрической энергии на тонну произведенных окатышей составляет от 32,5 – 48,5 кВт*ч/т.

      Также из представленной таблицы видно, что удельный расход природного газа на производство окатышей составляет 3,879 – 44,492 кг у.т./тонну произведенных окатышей. По данным ИТС НДТ 25 – 2021 на предприятиях горнодобывающей отрасли Российской Федерации удельный расход природного газа на тонну произведенных окатышей составляет от 10,1 – 20,0 кг у.т./т

      Такое расхождение в потреблении энергетических ресурсов в сравнении с аналогичными предприятиями Российской Федерации обусловлено несовершенством системы учета и ведения анализа потребления энергетических ресурсов предприятия.

      Произведенный анализ системы учета и представленных данных как потребляемых ТЭР, так и выработанной продукции показал, что для определения фактических удельных расходов в разрезе технологических процессов имеется недостаточное количество приборов учета и в большинстве случаев значения потребления ТЭР либо произведенной продукции/работы для них принимается расчетными методами. Это существенным образом снижает возможность провести качественный и достоверный анализ удельных расходов.

      Для решения вопроса нормирования удельных расходов, получения объективной картины фактического потребления ТЭР и производства продукции и проведения достоверного анализа причин расхождения нормативных и фактических значений удельных расходов необходимо оснастить (либо привести в рабочее состояние) приборами технического учета потребляемых энергетических ресурсов и произведенной продукции технологические линии и оборудование, для которых устанавливаются нормативы.

      Так потребление выработанной электрической энергии предприятиями горнодобывающей отрасли может составлять от 40 до 60% от производственных потребностей, стоит отметить, что обеспечение производства электрической энергии от собственных электроисточников осуществляется по остаточному принципу (первоочередное является обеспечение электрической энергией города).

      Потребность предприятия в ТЭ как правило покрывается полностью за счет собственных котельных установленных непосредственно на производственных площадках, а также за счет ТЭ, вырабатываемой на ТЭЦ.

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

      В настоящем разделе описываются общие методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

      Указанные техники обладают потенциалом для достижения высокого уровня экологической защиты, энергетических показателей, ресурсосбережения в рамках области применения, охватываемой настоящим справочником.

      Настоящий раздел охватывает системы управления охраны окружающей среды, интегрированные в технологические процессы производственного цикла. Рассматриваются вопросы предотвращения образования и утилизации отходов, а также техники, позволяющие сократить потребление сырья, воды и энергии за счет оптимизации и многократного использования. Описанные техники охватывают меры, используемые для предотвращения или ограничения экологических последствий.

      Раздел не охватывает исчерпывающий перечень техник. Могут использоваться другие техники при условии обеспечения уровня защиты окружающей среды.

      К снижению нагрузки на окружающую среду приводят общие организационные мероприятия по совершенствованию подходов к управлению и организации производства, учет аспектов воздействия на окружающую среду объектов горно-обогатительного комплекса на стадии разработки проектной документации, выбору материалов и реагентов с минимально возможным негативным воздействием на окружающую среду, мероприятия по переходу на малоотходные/безотходные технологии, логистика производства, контроль эффективности производственного процесса, внедрение АСУ производственными процессами, обеспечение безаварийной эксплуатации производства, подготовка и повышение квалификации персонала и др.

4.1. Ведение комплексного подхода к защите окружающей среды

      Для комплексного предотвращения или минимизации выбросов необходимо использовать методы и меры, которые позволяют избежать или ограничить выбросы в воздух, воду или почву, и при этом обеспечивается высокий уровень защиты окружающей среды в целом; необходимо принимать во внимание следующие факторы: безопасность установки, влияние утилизации отходов на окружающую среду, экономичное и эффективное использование энергии.

      Неизбежные выбросы необходимо улавливать в месте возникновения, если это возможно при условии приложения соразмерных усилий. Меры по ограничению уровня выбросов должны соответствовать современному уровню технического развития. Положения настоящего справочника по НДТ не должны выполняться путем принятия мер, при которых загрязнения переносятся в другие среды, например, в воду или почву, вопреки современному уровню технического развития. Эти меры должны быть направлены на снижение как массовой концентрации, так и массовых потоков или массовых пропорций исходящих от установки загрязняющих воздух веществ. Они должны надлежащим образом применяться во время эксплуатации установки.

      При определении требований необходимо, в частности, учитывать следующие факторы:

      выбор интегрированных технологических процессов с максимально высоким выходом продукции и минимальным объемом эмиссий в окружающую среду в целом;

      оптимизация процесса, например, путем широкого использования исходных материалов и производства побочных продуктов;

      замещение канцерогенных, мутагенных или отрицательно влияющих на репродуктивность исходных материалов;

      сокращение объема отходящих газов, например, путем использования систем рециркуляции воздуха, с учетом требований техники безопасности;

      экономия энергии и сокращение выбросов газов, влияющих на климат, например, путем оптимизации энергозатрат при планировании, строительстве и эксплуатации установок, утилизации энергии внутри установки, использования теплоизоляции.

      Комплексный подход к защите окружающей среды подразумевает под собой систему мер, направленных на выявление источников негативного воздействия производственной деятельности предприятий (выбросы в атмосферу, сбросы в водную среду и образование/размещение отходов) на компоненты окружающей среды, на снижение/предотвращение оказываемого ими техногенного воздействия путем их контроля, а также внедрения и применения НДТ с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

      Для осуществления комплексного подхода предприятия должны уделять особое внимание вопросам охраны окружающей среды, что выражается в:

      обязательном учете сырья и вспомогательных материалов, энергии, потребляемых или производимых объектом;

      документировании всех источников выбросов, сбросов, образования отходов, имеющихся на объекте, их характера и объема, а также выявление случаев их негативного воздействия на окружающую среду;

      используемых технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, и внедрению наилучших доступных технологий по сокращения норм использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

      разработке эффективных мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;

      декларировании экологической политики предприятия;

      подготовке и проведению сертификации производства в СЭМ;

      выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

      получении экологических разрешений от специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды;

      осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства и пр.

      Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от вредных веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка вредных выбросов малоэффективна, так как с его помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в окружающую среду, т.к. сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды может привести к усилению загрязнения другого.

      К примеру, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды если не очищаютя должным образом. Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

      Устранение самих причин загрязнения требует внедрения малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для окружающей среды веществ.

      Использование определенных типов отходов в качестве альтернативных видов топлива позволит снизить использование ископаемого природного топлива, объемы накопления образованных отходов и снижению выбросов. Однако, при подборе материала должны учитываться химический состав отхода и экологические последствия, которые может вызвать процесс переработки каждого вида отходов.

      Технологические операции, связанные с отключением или обходом систем очистки отходящих газов, должны разрабатываться и осуществляться с учетом низкого уровня выбросов, а также контролироваться путем фиксации соответствующих технологических параметров. На случай выхода из строя очистного оборудования необходимо предусмотреть меры для незамедлительного максимального сокращения выбросов с учетом принципа соразмерности.

4.2. Внедрение систем экологического менеджмента

      СЭМ отражает соответствие деятельности объекта целям в области охраны окружающей среды. СЭМ наиболее эффективны и действенны там, где они являются неотъемлемой частью общего управления и эксплуатации производства. СЭМ необходима для того, чтобы природопользователь мог сконцентрировать внимание на экологических характеристиках предприятия, посредством применения рабочих процедур для нормальных и внештатных условий эксплуатации, а также путем определения соответствующих линий ответственности.

      СЭМ – это непрерывный процесс, который основывается на цикличной последовательности (планируй – делай – проверяй – исполняй) (Plan, Do, Check and Act) (PDCA), которая представляет собой динамическую модель, в которой завершение одного цикла перетекает в начало следующего, и используется не только в отношении охраны окружающей среды, но и в других контекстах управления предприятием.

      Модель PCDA может быть описана следующим образом:

      Планируй (Plan): разработка экологических целей и процессов, необходимых для получения результатов, соответствующих экологической политике организации.

      Делай (Do): внедрение процессов, как запланировано.

      Проверяй (Check): проведение мониторинга и измерения процессов в отношении реализации экологической политики, включая содержащиеся в ней обязательства, экологических целей и критериев работы, а также отчетность о результатах.

      Действуй (Act): выполнение действий по постоянному совершенствованию.

      СЭМ может быть в форме:

      стандартизированной системы, такой как международная стандартизированная система ISO 14001:2015;

      не стандартизированной ("настраиваемой") системы, должная разработка и внедрение которой повышает ее эффективность.

      СЭМ может содержать следующие компоненты:

      заинтересованность руководства, включая высшее руководство;

      анализ, включающий определение контекста организации, выявление потребностей и ожиданий заинтересованных сторон, определение характеристик предприятия, связанных с возможными рисками для окружающей среды (или здоровья человека), а также применимых правовых требований, касающихся окружающей среды;

      экологическая политика, которая включает в себя постоянное совершенствование предприятия посредством менеджмента;

      планирование и установление необходимых процедур, целей и задач, в сочетании с финансовым планированием и инвестициями, включая обеспечение соблюдения применимых правовых требований;

      внедрение процедур и действий (включая корректирующие и предупреждающие действия, если необходимо) для достижения экологических целей и предотвращения экологических рисков, требующих особого внимания:

      структура и ответственность

      набор, обучение, информированность и компетентность персонала, чья работа может повлиять на экологические показатели;

      внутренние и внешние коммуникации;

      вовлечение сотрудников;

      документация (создание и ведение письменных процедур для контроля деятельности со значительным воздействием на окружающую среду, а также соответствующих записей);

      эффективное оперативное планирование и контроль процессов;

      программа технического обслуживания;

      готовность к чрезвычайным ситуациям и реагированию, включая предотвращение и/или снижение воздействия неблагоприятных (экологических) последствий чрезвычайных ситуаций;

      обеспечению соответствия экологическому законодательству;

      проверка эффективности и принятие корректирующих действий, требующих особого внимания:

      мониторинг и измерения;

      ведение документации;

      независимый (где это практически возможно) внутренний и внешний аудит, с целью оценки экологических показателей и определения того, соответствует ли СЭМ запланированным мероприятиям и была ли она должным образом внедрена и поддерживается;

      оценка причин несоответствий, выполнение корректирующих действий в ответ на несоответствия, анализ эффективности корректирующих действий и определение того, существуют ли или потенциально могут возникнуть подобные несоответствия;

      обзор СЭМ и ее постоянной пригодности, адекватности и эффективности со стороны высшего руководства;

      подготовка регулярного экологического отчета;

      валидация органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ;

      отслеживание информации о развитии более чистых технологий; учет воздействия на окружающую среду при выводе установки из эксплуатации на этапе проектирования новой установки и в течение всего срока ее эксплуатации;

      применение отраслевого сравнительного анализа на регулярной основе;

      система управления отходами.

      Движущими силами для внедрения СЭМ являются:

      улучшение экологических показателей;

      совершенствование основы для принятия решений;

      более глубокое понимание экологических аспектов деятельности предприятия, которое может быть использовано для выполнения экологических требований регулирующих органов, страховых компаний или других заинтересованных сторон (общественность);

      повышение уровня мотивации и вовлечения персонала; дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции;

      снижение ответственности, страхования и затрат на несоблюдение требований.

      На ряде предприятий, рассмотренных в рамках данного Справочника по НДТ, функционируют СЭМ. Так, на АО "ССГПО" функционирует интегрированная система менеджмента (ИСМ), включающая в себя СМК, СУООС, СУОТ и СЭнМ.

      СМК, СУООС, СУОТ и СЭнМ сертифицированы на соответствие требованиям международных стандартов ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018 и ISO 50001:2018.

      На Донском ГОКе АО "КазХром" существуют интегрированные СЭМ (ISO 14001), управления охраной здоровья и техникой безопасности (ISO 45001:2018), контроля качества (ISO 9001) и энергетического менеджмента (ISO 50001). ТОО "Оркен" сертифицировано на соответствие системе менеджмента качества на базе МС ISO 9001, экологического менеджмента ISO 14001 и безопасности труда ISO 45001:2018.

4.3. Внедрение систем энергетического менеджмента

      НДТ состоит во внедрении и поддержании функционирования системы энергоменеджмента (далее ‒ СЭнМ). Реализация и функционирование СЭнМ могут быть обеспечены в составе существующей системы менеджмента (например, СЭМ) или создания отдельной системы энергоменеджмента.

      В состав СМЭЭ входят, в той мере, в какой это применимо к конкретным условиям, следующие элементы: приверженность высшего руководства в отношении системы менеджмента энергоэффективности на уровне предприятия; политика в области энергоэффективности, утвержденная высшим руководством предприятия; планирование, а также определение целей и задач; разработка и соблюдение процедур, определяющих функционирование системы энергоменеджмента в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001.

      Особое внимание уделяется следующим вопросам:

      организационной структуре системы;

      ответственности персонала, его обучению, повышение компетентности в области энергоэффективности;

      обеспечению внутреннего информационного обмена (собрания, совещания, электронная почта, информационные стенды, производственная газета и др.);

      вовлечению персонала в мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности;

      ведению документации и обеспечению эффективного контроля производственных процессов;

      обеспечению соответствия законодательным требованиям в области энергоэффективности и соответствующим соглашениям (если таковые существуют);

      определению внутренних показателей энергоэффективности и их периодической оценке, а также систематическому и регулярному сопоставлению их с отраслевыми и другими подтвержденными данными.

      При оценке результативности ранее выполненных и внедрении корректирующих мероприятий должно уделяться особое внимание следующим вопросам:

      мониторингу и измерениям;

      корректирующим и профилактическим действиям;

      ведению документации;

      внутреннему (или внешнему) аудиту с целью оценки соответствия системы установленным требованиям, результативности ее внедрения и поддержания ее на соответствующем уровне;

      регулярному анализу СЭнМ со стороны высшего руководства на соответствие целям, адекватности и результативности;

      учету при проектировании новых установок и систем возможного воздействия на окружающую среду, связанное с последующим выводом их из эксплуатации;

      разработке собственных энергоэффективных технологий и отслеживание достижений в области методов обеспечения энергоэффективности за пределами предприятия.

      Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Республике Казахстан, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяет снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1 – 3 % (на начальном этапе до 10 – 20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов. Применение СЭнМ на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ).

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

      Повышение уровня мотивации и вовлечения персонала является важной движущей силой внедрения и работы СЭнМ. Например, в 2015 году на Магнитогорском металлургическом комбинате сотрудниками было подано более 600 идей, затраты на их реализацию составили более 3,8 млрд рублей, а годовой экономический эффект – более 2,4 млрд рублей. Выплаты по системам мотивации составили за этот период более 800 млн рублей. Были внедрены 128 идей, эффект составил более 311 млн рублей. В проработке находились 478 проектов, и затем 126 было реализовано.

4.4. Мониторинг эмиссий

      Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанный на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определенной частотой, в соответствии с задокументированными и согласованными процедурами.

      Мониторинг проводится для получения достоверной (точной) информации о содержании загрязняющих веществ в отходящих потоках (выбросы, сбросы) для контроля и прогнозирования возможных воздействий на окружающую среду. Одним из наиболее важных вопросов является контроль эффективности процессов связанных с очисткой выбросов, сбросов, удалением и переработкой отходов для того, чтобы можно было провести анализ о достижимости поставленным экологическим целям, а также выявлению и устранению возможных аварий и инцидентов.

      Частота проведения мониторинга зависит от вида загрязняющего вещества (токсичность, воздействие на окружающую среду и человека), характеристик используемого сырьевого материала, мощности предприятия, а также применяемых методов сокращения эмиссий, при этом она должна быть достаточной для получения репрезентативных данных по тому параметру, мониторинг которого проводится. В большинстве случаев для получения информации о концентрации загрязняющих веществ в отходящих потоках используются среднесуточные значения или среднее значение за определенный период выборки.

      Используемые для мониторинга методы, средства измерений, применяемое оборудование, процедуры и инструменты, должны соответствовать стандартам, действующим на территории Республики Казахстан. Использование международных стандартов должно быть регламентировано НПА Республики Казахстан.

      Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, к котором должны быть учтены такие показатели как: режим эксплуатации установки (непрерывный, прерывистый, операции пуска и останова, изменение нагрузки), эксплуатационное состояние установок по очистке газа или стоков, факторы возможного термодинамического воздействия.

      При определении методов измерений, определении точек отбора проб, количестве проб и продолжительности их отбора, необходимо учитывать такие факторы как:

      режим работы установки и возможные причины его изменения;

      потенциальная опасность выбросов;

      время, необходимое для отбора проб, с целю получения репрезентативных данных.

      Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором могут быть отмечено максимальное воздействие на окружающую среду (максимальная нагрузка).

      При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы).

      Мониторинг технологических газов предоставляет информацию о составе технологических газов и о косвенных выбросах при сгорании технологических газов, таких как выбросы пыли, тяжелых металлов и SOx.

      Для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, может быть использован произвольный отбор проб или показатели объединенных суточных проб (в течение 24 часов), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

      При отборе проб не приемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

      Мониторинг эмиссий может проводиться как прямым методом (инструментальные замеры), так и непрямым методом (расчетные методики). При этом метод, основанный на проведении инструментальных замеров, зависит от частоты отбора проб, и может быть периодическим или непрерывным. Каждый из перечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки.

4.4.1. Компоненты мониторинга

      Компонентами производственного мониторинга являются контролируемые загрязняющие вещества, присутствующие в эмиссиях в окружающую среду (выбросы, сбросы), измеряемые или рассчитываемые на основе утвержденных методических документов.

      Таблица 4.1. Перечень загрязняющих веществ, подлежащих производственному мониторингу

№ п/п

Компонент/вещество

Определение

1

2

Выбросы

1

Пыль (общая)

Твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе

2

SO2

Диоксид серы

3

NO

Оксид азота

4

NO2

Диоксид азота

5

CO

Окись углерода

Сбросы

6

Взвешенные вещества


7

Металлы и их соединения

Zn, Pb, Fe, Mn


      Выпуски сточных вод, отводимые с объекта I категории в водный объект или на рельеф местности (за исключением прудов испарителей и накопителей), подлежат оснащению АСМ следующими параметрами: температура, расходомер, водородный показатель, электропроводность, мутность [13].

4.4.2. Исходные условия и параметры

      При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать, как метеорологические условия:

      температура окружающей среды;

      относительная влажность;

      скорость и направление ветра;

      атмосферное давление;

      общим погодным состоянием (облачность, наличие осадков),

      так и технологические параметры газовоздушной смеси:

      объемный расход температура отходящего газа (для расчета концентрации и массового расхода);

      содержание водяных паров;

      статическое давление, скорость потока в канале отходящего газа;

      содержание кислорода.

      Данные параметры могут использоваться при определении наличия определенных компонентов в отходящем потоке газа, например температура, содержание кислорода и пыли в газе могут указывать на разложение ПХДД/Ф. Значение pH в сточных водах может также использоваться для определения эффективности осаждения металлов.

      Помимо наблюдений за качественными и количественными показателями отходящих потоков, мониторингу подлежат технологические параметры основных производственных процессов, к которым относятся:

      количество загружаемого сырья;

      производительность;

      температура горения (или скорость потока);

      температура катализатора;

      количество подсоединенных аспирационных установок;

      скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли электрофильтром вместо концентрации пыли;

      расход и давление очищающей жидкости (фильтрата) и перепад давления внутри мокрого скруббер;

      датчики утечки, устанавливаемые на пылегазоочистном оборудовании (например, возможно превышение концентрации при разрыве фильтровальной ткани рукавных фильтров).

      В дополнение к вышеперечисленным параметрам для эффективной работы установки и системы очистки дымовых газов могут быть необходимы дополнительные измерения определенных параметров (таких как напряжение и электричество (электрофильтры), перепад давления (рукавные фильтры), pH орошающей воды (скрубберы)) и концентрации загрязняющих веществ на различных установках в газоходах (например, до и после пылегазоочистки).

4.4.3. Периодический мониторинг

      Периодический мониторинг – измерения (наблюдения), проводимые через определенные интервалы времени при помощи инструментальных замеров. Интервал отбора проб устанавливается исходя из цели измерений, и условий эксплуатации производственного объекта, при которых необходимо проводить измерения (нормальные условия эксплуатации и/или условия эксплуатации, отличные от нормальных, если они известны заранее). В большинстве случаев частота проведения замеров регулярна – один раз в месяц, один раз в квартал или один/два раза в год. Количество отбираемых проб может быть различным, в зависимости от определяемого вещества, условий отбора проб, однако для получения объективных показателей стабильного выброса наилучшей рекомендуемой практикой является получение как минимум трех выборок последовательно в одной серии измерений.

      Продолжительность и время отбора проб, точки отбора проб, определяемые вещества (загрязняющие вещества и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе, при определении целей мониторинга. Продолжительность отбора пробы определяется как период времени, в течение которого берется проба. В большинстве случаев продолжительность отбора проб составляет 30 минут, но также может быть и 60 минут, в зависимости от загрязняющего вещества, интенсивности выброса, а также схемы расположения мест отбора проб (места установки датчиков – в случае использования автоматизированных систем).

      Так, например, в случаях низких концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф, может потребоваться больше времени для отбора проб.

      Выбросы из дымовых труб могут быть измерены путем регулярных периодических измерений в соответствующих направленных источниках выбросов в течение достаточно длительного периода, чтобы получить репрезентативные значения выбросов.

4.4.4. Непрерывный мониторинг

      Непрерывный контроль включает измерение при помощи автоматических измерительных систем.

      Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в отходящих газах или сточных водах. В некоторых случаях точные концентрации могут регистрироваться непрерывно или в виде усредненных значений в течение согласованных периодов времени (30 минут, день, сутки и т. п.). В этих случаях анализ средних получасовых и среднечасовых значений за 24 часа, а также использование процентного отображения данных может предоставить гибкий метод представления соответствия условиям получаемых разрешений, так как средние значения могут быть легко оценены.

      Непрерывный контроль может быть определен для источников выбросов и компонентов, оказывающих значительные воздействия на окружающую среду, и/или источников, где количество выбросов значительно меняется со временем. Так, например, непрерывные измерения могут проводиться на основных источниках, доля которых в общем массовом потоке установки в час составляет более 20 %. И обратно, если выбросы источника составляют менее 10 % от годовых выбросов загрязняющих веществ.

      В горно-обогатительной отрасли пыль может содержать токсичные компоненты, поэтому непрерывный мониторинг пыли важен не только для оценки соответствия, но также для оценки того, имели ли место какие-либо сбои при эксплуатации пылегазоочистного оборудования.

      Даже в случаях, когда абсолютные значения нельзя считать надежными, применение непрерывного контроля может производиться для обнаружения тенденций в выбросах и контрольных параметрах технологического процесса или очистной установки.

4.4.5. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух

      Мониторинг выбросов в атмосферный воздух является составной частью производственного экологического контроля.

      Мониторинг выбросов осуществляется для определения концентрации (количества) загрязняющих веществ в отходящих газах технологического оборудования, с целью:

      соблюдения показателей выбросов предельным допустимым концентрациям, установленными и согласованным государственными органами;

      контроля протекания технологических процессов производства (сбор, хранение и подготовка сырьевых материалов, процессов, связанных с термической обработкой (обжиг/плавка), сопутствующие процессы для получения готовой продукции, в соответствии с установленными стандартами;

      контроль эффективности эксплуатации пылегазоочистного оборудования;

      принятия оперативных решений в области природопользования, и прогнозирования – для принятия долговременных решений.

      Все методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, устанавливаются и определяются соответствующими национальными НПА.

      Мониторинг выбросов может осуществляться методом прямых измерений, из которых можно выделить:

      инструментальный метод, основанный на использовании автоматических газоанализаторов, непрерывно измеряющих концентрации загрязняющих веществ в выбросах контролируемых источников (непрерывные измерения);

      инструментально-лабораторный – основанный на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников с последующим их анализом в химических лабораториях (периодические измерения), а также с использованием расчетных методов, основанных на использовании методологических данных, в случаях, когда измерение выбросов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

      Мониторинг выбросов в атмосферном воздухе может проводиться как для организованных источников выбросов, так и для неорганизованных источников.

      Мониторинг концентраций загрязняющих веществ в дымовых газах осуществляется в форме периодических или непрерывных измерений. Периодические замеры проводятся специализированным персоналом путем краткосрочного отбора проб дымовых газов в трубе. Для измерений образец дымового газа извлекается из газохода, и загрязняющее вещество анализируется мгновенно с помощью переносных измерительных систем (например, газоанализаторов) или впоследствии в лаборатории. Мониторинг эмиссий путем непрерывных измерений (автоматизированный мониторинг), осуществляется измерительным оборудованием, установленным непосредственно в дымовой трубе, а также в газоходе с соблюдением действующих в Республике Казахстан стандартов отбора проб.

      В список контролируемых веществ должны включаться загрязняющие вещества (в том числе маркерные), которые присутствуют в выбросах стационарных источников и в отношении которых установлены технологические показатели, ПДВ, с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

      Ниже рассмотрены некоторые методы количественного определения неорганизованных выбросов:

      метод аналогии с организованными выбросами, основанный на определении "эквивалентной поверхности", через которую измеряется поток вещества;

      оценка утечек из оборудования;

      использование расчетных методов с помощью коэффициентов для определения выбросов из емкостей для хранения, во время погрузочно-разгрузочных операций, а также выбросов возникающих в результате деятельности вспомогательных участков (очистных сооружений и пр.);

      использование устройств для оптического мониторинга (обнаружение и определение концентраций загрязняющих веществ в результате утечки с подветренной от предприятия стороны с использованием электромагнитного излучения, которое поглощается и/или рассеивается загрязняющими веществами);

      метод материального баланса (учет входного потока вещества, его накопление, выходной поток этого вещества, а также его разложение в ходе технологического процесса, после чего остаток считается поступившим в окружающую среду в виде выбросов);

      выпуск газа-трассера в различные выбранные точки или зоны на территории предприятия, а также в точки, расположенные на разной высоте на этих участках;

      метод оценки по принципу подобия (количественная оценка выбросов исходя из результатов измерения качества воздуха с подветренной стороны, с учетом метеорологических данных);

      оценка мокрых и сухих осаждений загрязняющих веществ с подветренной от предприятия стороны, что позволит впоследствии оценить динамику этих выбросов (за месяц или за год).

      Нет методов измерений, которые применимы для общего использования на всех участках, и методологии измерений отличаются от участка к участку. Имеются значительные воздействия от других источников поблизости от промплощадки, такие как вспомогательные производства, транспорт и иные источники, которые сильно затрудняют экстраполяцию. Следовательно, полученные результаты относительны или являются ориентирами, которые могут указывать на снижение, достигнутое при помощи принятых мер по снижению неконтролируемых выбросов.

      Точки отбора проб должны отвечать стандартам производственной гигиены и техники безопасности, быть легко и быстро достижимы и иметь должные размеры.

      Измерение неорганизованных выбросов от площадных источников является более сложным и требует более тщательно разработанных методов, так как:

      характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

      источник выбросов может иметь большую площадь и может быть определен с неточностью;

      погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

      Мониторинг неорганизованных выбросов, попадающих в атмосферу от неплотности технологического оборудования, должен проводиться с помощью оборудования для обнаружения утечек ЛОС. Если объемы утечек малы и их невозможно оценить инструментальными замерами, то может применяться метод массового баланса в сочетании с отдельными измерениями концентраций загрязняющих веществ.

      Описанные методы для мониторинга неорганизованных выбросов были разработаны с учетом международного опыта, и находятся на той стадии, когда они не могут выдать точные и надежные фактические показатели, однако они позволяют показывать ориентировочные уровни выбросов или тенденции возможного увеличения выбросов за определенный период времени. В случае применения одного или нескольких предлагаемых методов необходимо учитывать местный опыт использования, знания местных условий, особой конфигурации установки и т. п.

4.4.6. Мониторинг сбросов в водные объекты

      Производственный мониторинг водных ресурсов представляет единую систему наблюдений и контроля деятельности предприятия для своевременного выявления и оценки происходящих изменений, прогнозирования мероприятий, направленных на рациональное использование водных ресурсов и смягчение воздействия на окружающую среду.

      Метод непрерывных измерений наряду с оценкой выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух широко применяется также для определения параметров сточных вод промышленных предприятий. Измерения проводятся непосредственно в потоке сточных вод.

      Основным параметром, который практически всегда устанавливается в ходе непрерывных измерений, является объемный расход сточных вод. Дополнительно в процессе непрерывного мониторинга в потоке сточных вод могут определяться следующие параметры:

      pH и электропроводимость;

      температура;

      мутность.

      Выбор в пользу использования непрерывного мониторинга для сбросов, зависит от:

      ожидаемого воздействия сбросов сточных вод на окружающую среду с учетом особенностей местных условий;

      необходимости мониторинга и контроля производительности установки по очистке сточных вод для возможности быстрого реагирования на изменения параметров очищенной воды (при этом, минимальная частота проведения замеров может зависеть от конструкции очистных сооружений и объемов сбросов сточных вод);

      наличия и надежности измерительного оборудования и характера сброса сточных вод;

      затрат на непрерывные измерения (экономической целесообразности).

4.5. Проведение планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания оборудования и техники

      Система ППР – это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение износа и содержание в работоспособном состоянии оборудования.

      Сущность системы ППР состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.

      Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.

      Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.

      Положения о ППР разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.

      Основное содержание ППР – внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.

      Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.

      Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.

      Системой ППР предусматриваются ремонты оборудования 2-х видов: текущие и капитальные.

      Текущий ремонт оборудования включает выполнение работ по частичной замене быстроизнашивающихся деталей или узлов, выверке отдельных узлов, очистке, промывке и ревизии механизмов, смене масла в емкостях (картерных) систем смазки, проверке креплений и замене вышедших из строя крепежных деталей.

      При капитальном ремонте, как правило, выполняется полная разборка, очистка и промывка ремонтируемого оборудования, ремонт или замена базовых деталей (например, станин); полная замена всех изношенных узлов и деталей; сборка, выверка и регулировка оборудования.

      При капитальном ремонте устраняются все дефекты оборудования, выявленные как в процессе эксплуатации, так и при проведении ремонта.

      Периодичность остановок оборудования на текущие и капитальные ремонты определяется сроком службы изнашиваемых узлов и деталей, а продолжительность остановок – временем, необходимым для выполнения наиболее трудоемкой работы.

      Для выполнения ППР оборудования составляются графики.

      Каждое предприятие обязано составлять по установленной форме годовой и месячный графики ППР.

      Система ППР предполагает безаварийную модель эксплуатации и ремонта оборудования, однако в результате изношенности оборудования или аварий проводятся и внеплановые ремонты.

      Преимущества использования системы ППР:

      контроль продолжительности межремонтных периодов работы оборудования, регламентирование времени простоя оборудования в ремонте, прогнозирование затрат на ремонт оборудования, узлов и механизмов, анализ причин поломки оборудования, расчет численности ремонтного персонала в зависимости от ремонтосложности оборудования.

      Недостатки системы ППР:

      отсутствие удобных инструментов планирования ремонтных работ, трудоемкость расчетов трудозатрат, трудоемкость учета параметра индикатора, сложность оперативной корректировки планируемых ремонтов.

4.6. Управление отходами

      Согласно Экологическому кодексу, НПА, принятых в Республике Казахстан, все отходы производства и потребления должны собираться, храниться, обезвреживаться, транспортироваться и захораниваться с учетом их воздействия на окружающую среду.

      В целях предотвращения загрязнения компонентов природной среды накопление и удаление отходов производится в соответствии с международными стандартами и действующими нормативами Республики Казахстан, а также внутренними стандартами.

      Обращение с отходами, а таже их размещение при проведении запланированных работ должно обеспечивать условия, при которых образующиеся отходы не оказывают вредного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье персонала предприятия при необходимости временного накопления производственных отходов на промышленной площадке (до момента использования отходов в последующем технологическом процессе или направления на объект для размещения).

      Система управления отходами, заключается в следующем:

      идентификация образующихся отходов;

      раздельный сбор отходов (сегрегация) в местах их образования с учетом целесообразного объединения видов по степени и уровню их опасности с целью оптимизации дальнейших способов удаления, а также вторичного использования определенных видов отходов;

      накопление и временное хранение отходов до целесообразного вывоза;

      хранение в маркированных герметичных контейнерах;

      сбор отходов на специально отведенных и обустроенных площадках;

      транспортировка под строгим контролем с регистрацией движения всех отходов.

      Хранение отходов в контейнерах позволяет предотвратить утечки, уменьшить уровень их воздействия на окружающую среду, а также воздействие погодных условий на состояние отходов.

4.7. Управление водными ресурсами

      Организация системы водопользования, является неотъемлемым этапом, необходимым для формирования экологической политики предприятия, при этом необходимо учитывать имеющиеся на предприятии процессы, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области охраны окружающей среды и промышленной безопасности, а также массу других аспектов. Снижение потребление воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой являются данные удельного и валового потребления воды на предприятии.

      Вода промышленных предприятий подразделяется по назначению: на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

      Охлаждающая вода применяется в контурах охлаждения металлургического оборудования, а также для охлаждения промежуточных и готовых продуктов в различных операциях и переделах. Она может быть разделена на неконтактную охлаждающую воду и охлаждающую воду прямого контакта.

      Вода на неконтактное охлаждение применяется для охлаждения печей, печных каминов, разливных механизмов и т. п. В зависимости от месторасположения установки охлаждение может достигаться прямоточной или циркуляционной системой с испарительными градирнями.

      Охлаждающая вода прямого контакта обычно загрязнена металлами и взвешенными твердыми частицами и часто появляется в больших количествах.

      В связи с особой схемой и во избежание эффекта разбавления вода на прямое контактное охлаждение принципиально должна проходить очистку отдельно от других сточных вод.

      Технологическая вода делится на средообразующую, промывную и реакционную. Средообразующая вода применяется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорта продуктов и отходов производства. Промывные воды используются для промывки газообразных, жидких и твердых продуктов. Реакционная вода – вода, используемая для приготовления реагентов.

      Энергетическая вода потребляется для производства пара, а также в качестве теплоносителя в системах обогрева.

      Методы для управления водными ресурсами заключается в снижении потребления воды, предотвращении, сборе и разделении типов сточных вод, максимизируя внутреннюю рециркуляцию и используя адекватную очистку для каждого конечного потока.

4.8. Снижение уровней физического воздействия

      Мероприятия, направленные на снижение нагрузки шумового воздействия заключаются в следующем:

      регулярное техобслуживание оборудования, герметизация и ограждение вызывающих шум технических средств;

      сооружение шумозащитных валов. В строительстве следует применять поверхностные слои грунта или отвалы материала, который не создает опасности для окружающей среды;

      учет характера распространения шума и планирование работ с учетом этого, например, расположение блока измельчения и грохочения в подземном пространстве или частично под землей, расположение издающих шум машин недалеко друг от друга и в заглублении по отношению к уровню земли (уменьшается также площадь воздействия), закрытие дверей цеха обогащения и измельчения;

      выбор направления проходки таким образом, чтобы место проведения работ оставалось по отношению к населенному пункту за очистным забоем;

      оставление неотбитых стенок для защиты от шума в направлении населенного пункта;

      оставление деревьев и других растений на краю рудничной территории или вокруг объектов, издающих шум;

      ограничение размера заряда при взрыве, а также оптимизация объема ВВ;

      предварительное извещение о взрыве и проведение взрывных работ в определенное, по возможности в одно и то же, время дня. Взрыв вызывает сильный, но непродолжительного характера шум, поэтому предварительное извещение о нем положительно влияет на отношение к этому страдающих от шума;

      планирование транспортных маршрутов и осуществление перевозки в такие сроки, когда они вызывают минимальное воздействие.

      Надлежащее осуществление эксплуатационных мероприятий заключается в проведении следующих мероприятий:

      тщательная проверка и техническое обслуживание оборудования;

      закрытие дверей и окон в закрытых помещениях, если это возможно;

      эксплуатация оборудования обученным персоналом, оснащенным средствами индивидуальной защиты;

      предотвращение проведения шумных работ в ночное время, если это возможно;

      обеспечение контроля шумообразования при проведении технического обслуживания.

      Подход подлежит применению на действующих, модернизируемых и новых объектах.

      Вибрацию, распространяющуюся при взрывных работах, можно уменьшить путем планирования и правильного выполнения взрывных работ:

      выбор направления проходки;

      учет особенностей скальных пород;

      выбор ВВ;

      планирование продолжительности забойки шпура соответственно состоянию напряжения и вибрации скальных пород (детонаторы короткозамедленного действия);

      уменьшение заряда и снижение степени загрузки или уменьшения размера взрываемого поля (порядок зажигания, небольшой мгновенный объем ВВ);

      управление бурением.

      Мероприятия, направленные на предотвращение образования и распространения запахов заключаются в следующем:

      надлежащее хранение и обращение с пахучими материалами тщательное проектирование, эксплуатация и техническое обслуживание любого оборудования, которое может выделять запахи сведение к минимуму использование пахучих материалов.

      Сокращение образования запахов при сборе и обработке сточных вод и осадков сточных вод можно достичь путем:

      сокращение до минимально возможных показателей времени пребывания сточных вод и осадков сточных вод в системах сбора и хранения, в частности, в анаэробных условиях;

      использование химических веществ для уничтожения или сокращения образования пахучих веществ (например, окисление или осаждение сероводорода);

      оптимизация аэробного разложения (может включать контроль содержания кислорода; надлежащее (частое) обслуживание системы аэрации; использование чистого кислорода; удаление накипи в цистернах);

      покрытие или ограждение объектов сбора и обработки сточных вод и осадков сточных вод с целью сбора пахучих отходящих газов для дальнейшей обработки;

      обработка выбросов/сбросов за пределами основного производства ("на конце трубы") (может включать биохимическую обработку; окисление при повышенной температуре).

4.9. Рекультивация нарушенных земель

      Минимизация негативного воздействия на ландшафты, почвы и биоразнообразие достигается путем применения НДТ, направленных на:

      ресурсосбережение и сокращение эмиссий в окружающую среду;

      уменьшение площади нарушаемых земель;

      восстановление рельефа территории горных работ;

      сохранение малых водотоков в районе горнодобывающей деятельности, переноса их русел за пределы участка добычи, искусственного русла водного объекта, формирование и укрепление берегов, контроль русловых и береговых деформаций, организация водоохранной зоны, создание условий для растительности;

      сохранение водно-болотных угодий прилегающих территорий путем применения рациональных схем осушения горных выработок и направленных на сохранение водного баланса защитных сооружений;

      сохранение почв посредством селективного снятия, складирования и дальнейшего использования ПСП;

      предотвращение загрязнения почв путем профилактики аварийных проливов ГСМ, реагентов и других загрязняющих веществ, сокращение выбросов веществ в атмосферу за счет применения высокоэффективного оборудования по очистке выбросов от загрязняющих веществ и т. д.;

      использование районированных для данных условий видов растительности, предупреждение внедрения видов, угрожающих экосистемам;

      создание соединяющих ненарушенные участки экологических коридоров, позволяющих хранить генетическое и видовое разнообразие местных популяций и пути миграции живых организмов.

      Мероприятия, направленные на рекультивацию и восстановление нарушенных ландшафтов, заключаются в следующем:

      проведение текущей рекультивации нарушенных земель в процессе эксплуатации горнодобывающего предприятия с целью сокращения негативного воздействия на окружающую среду и возврата земель в оборот;

      восстановление рельефа территории горных работ путем рекультивации нарушенных земель с восстановлением стабильных биогеоценозов;

      создание благоприятного корнеобитаемого слоя на рекультивируемой территории с учетом агротехнических и физико-химических свойств почв и возможностей технологии рекультивации путем сохранения технологических гребней, бугров и впадин при выполнении планировочных работ рекультивации, обеспечивающих условия накопления влаги и питания растений; послойного нанесения ПСП; использования отходов для улучшения буферных, водоудерживающих и питательных свойств корнеобитаемого слоя;

      проведение агротехнических и фитомелиоративных мероприятий в процессе биологической рекультивации (создание многовидового сообщества путем посева семян аборигенной флоры, внесение удобрений, способствующих ускорению процесса восстановления плодородия земель).

      В отношении выбора техники и оборудования при рекультивационных работах НДТ предусматривает применение специализированных машин и механизмов, в том числе:

      использование машин с низким давлением на грунт во избежание переуплотнения поверхности слоя;

      использование средств гидромеханизации для подачи на поверхность отвала рекультивационных материалов.

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

      В данном разделе справочника по НДТ приводится описание существующих техник для конкретной области применения, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

      При описании техник учитывается оценка преимуществ внедрения НДТ для окружающей среды, приводятся данные об ограничениях в применении НДТ, экономические показатели, характеризующие НДТ, а также иные сведения, имеющие значение для практического применения НДТ.

      Основной задачей описываемых в данном разделе методов является достижение минимальных показателей выбросов, сбросов, образования отходов с применением одной или нескольких техник, в целях комплексного предотвращения загрязнения окружающей среды.

5.1. Внедрение систем автоматизированного контроля и управления в технологическом процессе

5.1.1. Автоматизированные системы управления горнотранспортным оборудованием

      Описание

      Областью применения системы является диспетчеризация горнотранспортного оборудования: автосамосвалов, экскаваторов, бульдозеров, топливозаправщиков и другой техники, занятой на выемочно-погрузочных работах и в процессах транспортировки горной массы.

      Целью внедрения системы является повышение производительности горнотранспортного комплекса за счет оперативного контроля и оптимизации производственных процессов.

      Техническое описание

      На долю открытого способа приходится примерно 60 % добычи железных руд. Такой удельный вес открытого способа добычи будет сохраняться и в будущем. Между тем с увеличением глубины карьеров и усложнением горно-геологических условий добычи затраты на эксплуатацию карьерного транспорта могут превышать 50 % от себестоимости добычи [14]. Поэтому повышение эффективности карьерного автотранспорта имеет существенное значение для горнодобывающих предприятий.

      Базовая система управления погрузочно-доставочным комплексом (экскаваторы, конвейерный, автомобильный, железнодорожный транспорт) обеспечивает:

      автоматический сбор информации и управление оборудованием в режиме реального времени с использованием высокоточной GPS системы позиционирования на каждой единице техники;

      автоматическая диспетчеризация;

      управление качеством руды;

      контроль эксплуатации (загрузки автосамосвалов, скорости движения, соблюдения маршрутов, работы двигателей, расхода топлива, эксплуатации шин);

      мониторинг технического состояния и обслуживания оборудования;

      автоматизированное составление необходимых отчетных форм.

      Управление качеством полезного ископаемого возможно за счет точного отслеживания каждой погрузки в деталях для контроля качества доставленного полезного ископаемого, выполнение различных требований к качеству полезного ископаемого отдельных приемных бункеров или накопительных складов, межзабойное усреднение – диспетчеризация порожних автосамосвалов по забоям с целью повышения производительности при выполнении требований к качеству полезного ископаемого, управление рудопотоками с усреднительных складов.

      Мониторинг технического обслуживания оборудования возможен за счет регистрации событий и аварий, слежения за критическими узлами оборудования, мониторинга эксплуатации шин (вес загрузки, время движения, вычисление тонно-километров, определение критических значений и сигнализации), мониторинга расхода топлива, ежесменной и накопительной отчетности (в том числе по простоям и их причинам).

      Кроме того, программно-техническое оборудование позволят включать в диспетчерскую систему карьера различное технологическое и инженерное оборудование: карьерный водоотлив, электротехническое оборудование и т.п.

      В 2006 году на карьерах компании ОАО "СУЭК" [15] провели анализ эффективности использования карьерных автосамосвалов, работающих на предприятии. Оценивались различные показатели работы этой техники и в результате был выявлен ряд проблемных моментов. Оказалось, что на различных предприятиях расход топлива по одним и тем же моделям самосвалов может различаться на 70 % при сопоставимых горно-геологических условиях. Также было установлено, что грузоподъемность самосвалов по породе на некоторых предприятиях используется только на две трети, причем самой распространенной проблемой является невозможность оценки недогруза или перегруза. И в целом исследование показало, что коэффициент использования карьерных самосвалов в среднем по компании составляет всего 50 %.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности добычи и транспортировки добываемой руды и снижения расходов моторного топлива и электроэнергии в процессе добычи и транспортировки.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Применение автоматических систем управления горнотранспортным оборудованием позволяют оптимизировать движение самосвалов, как при первоначальном распределении машин в начале смены, так и для автоматического их перераспределения в течение смены в зависимости от текущей ситуации в карьере.

      Система позволяет также осуществлять удаленную диагностику основных узлов и агрегатов автосамосвалов, экскаваторов и других мобильных объектов, например диагностику двигателя автосамосвала, контроль давления в шинах, контроль состояния электрооборудования экскаватора, управление тяговым электроприводом и др.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

      Экономика

      В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. По открытым данным применения автоматических систем управления горнотранспортного оборудования на предприятиях АО "СУЭК" расчетный срок окупаемости данной системы составляет 11 месяцев.

      Движущая сила внедрения

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.1.2. Автоматизированные системы управления технологическим процессом

      Описание

      АСУ технологическим процессом - группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Автоматизация технологического оборудования горнодобывающих и горнообогатительных предприятий, обусловлена спецификой эксплуатации основного оборудования и характеризуется следующими отличительными признаками:

      активное использование ручного труда;

      большая энергоемкость производственных мощностей;

      наличие участков с вредными и опасными условиями труда;

      высокая степень рассредоточения по территории отдельных элементов, объединенных единым технологическим процессом.

      Основные проблемы при создании АСУТП на обогатительных фабриках, как правило, всегда были связаны с решением задач управления отдельными агрегатами секций обогащения, созданием информационных систем контроля хода технологического процесса и учета количества перерабатываемого сырья по секциям рудообогатительных фабрик [16].

      Техническое описание

      К наиболее известным подходам для фабрик обогащения можно отнести системы стабилизации: расхода воды в мельницы и воды в агрегаты, уровня пульпы в технологических зумпфах, плотность пульпы перед магнитной сепарацией, а также системы управления первой стадией измельчения, прогнозирование содержания железа в концентрате.

      Основные функции АСУТП обогащения руды:

      автоматизированное и автоматическое управление процессом обогащения руды: самоизмельчение, шаровое измельчение;

      автоматическое управление загрузкой мельниц ГОКа;

      управление подачей воды в мельницы, классификаторы и зумпфы;

      использование математической модели процесса для выбора оптимальных режимов работы агрегатов;

      мониторинг состояния агрегатов.

      АСУТП при производстве окатышей предназначена для управления технологическим процессом термообработки не офлюсованных железорудных окатышей на обжиговых машинах и управления механизмами и электроприводами, входящими непосредственно в состав комплекса оборудования обжиговых машин, включая оборудование участка окомкования и поточно-транспортной системы.

      Целями разработки АСУТП обжиговой машины являются:

      создание условий для устойчивой работы обжиговых машин и гарантированного удержания показателей ее работы;

      обеспечение стабильных значений параметров технологического процесса в области регламентных режимов и минимизация технологических нарушений с целью повышения качества обожженных окатышей;

      обеспечение высокого уровня безаварийного функционирования обжиговой машины и увеличение срока ее эксплуатации;

      снижение расхода газа за счет применения современных, высокоточных средств автоматизации;

      обеспечение проведения исторического анализа технологического
процесса;

      обеспечение возможности передачи необходимых данных в вычислительную сеть предприятия.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов ТЭР.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      На крупнейшем в Европе горнодобывающем предприятии ПАО "Северный ГОК" (ПАО "СевГОК") в г. Кривой Рог, Украина, внедрена АСУ ТП на рудообогатительной фабрике 1 (РОФ-1) [17]. Основная цель автоматизации производства рудообогатительной фабрики состояла в обеспечении максимальной производительности секции обогащения в условиях Saturn Data International 20 лет изменчивости свойств шихты исходного сырья и жестко заданных показателей качества готового продукта.

      Для решения этой задачи при помощи SCADA TRACE MODE были автоматизированы все основные технологические процессы обогащения руды и средствами автоматики было обеспечено:

      дозированное регулирование подачи исходного сырья в мельницы первой стадии измельчения;

      регулирование подачи воды в мельницы первой стадии в заданном соотношении твердое/жидкое;

      оптимизация процесса измельчения железорудного сырья в мельницах первой стадии по критерию максимальной переработки при заданных режимах технологического процесса, путем обработки контролируемых параметров технологического процесса в программном модуле оптимизации и выдаче автоматических заданий по дозированию руды и воды в мельницы (в отличии от задач отраженных в первых двух пунктах, где задания устанавливаются оператором), нахождение условий устойчивого максимума переработки для текущего состояния железорудной шихты;

      регулирование и стабилизацию плотности пульпы на сливе классификатора;

      регулирование и стабилизацию плотностных режимов питания стадий мокрой магнитной сепарации;

      регулирование и стабилизацию уровней технологических и промпродуктовых зумпфов;

      реализация контуров регулирования насос-гидроциклон;

      регулирование и стабилизацию плотности разгрузки песков на дешламации;

      обеспечение технологических защит и блокировок, в том числе от перегрузов в контуре мельница-спиральный классификатор.

      Внедренные АСУТП на базе SCADA TRACE MODE показали высокую эффективность. Производительность секций выросла на 4 %, обеспечено стабильное управление качеством продукции в условиях изменчивости физико-механических свойств исходного сырья.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

      Экономика

      При оптимальной настройке автоматизации снижаются затраты на эксплуатацию оборудования и себестоимость конечного продукта.

      Движущая сила внедрения

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2. НДТ в области энерго- и ресурсосбережения

5.2.1. Применение частотно-регулируемого привода на различном оборудовании (конвейерное, вентиляционное, насосное и т. д.)

      Описание

      Оборудование, позволяющие снизить расход электроэнергии на собственные нужды, снизить прямые и косвенные выбросы вредных веществ в атмосферу. В настоящее время применение ЧРП является оптимальным для целей регулирования производительности конвейерного, вентиляционного и насосного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее рациональное использование электрической энергии при ведении технологического процесса.

      Техническое описание

      Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

      На промышленных предприятиях большую долю потребления электрической энергии приходится на электрические двигатели, как привод различного технологического оборудования (конвейера, вентиляционное и насосное оборудование и т. д.). Достаточно часто такое оборудование требует регулирования, в качестве регулирующих аппаратов применяются шибера, задвижки и т. д. При этом требования к диапазону и точности регулирования скорости могут изменяться в широчайших пределах в зависимости от области применения электропривода. Применение регулируемого частотного электропривода позволяет решать поставленные задачи с большей эффективностью потребления электрической энергии, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования в технологических процессах.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов электроэнергии в процессе производства.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение ЧРП позволяет снизить расход электроэнергии на насосных агрегатах, вентиляторах, конвейерах, дробилках от 20 до 40 %, обеспечить плавный пуск (снижение пусковых токов), повысить надежность и срок службы электродвигателей. Как показал анализ загрузки электродвигателей ряда оборудования АО "Altyntau Kokshetau", на которых установлены ЧРП, выполненный в 2018 году в период проведения энергоаудита, снижение нагрузки в отдельные месяцы достигает 15 – 40 %. Таким образом, при обоснованном использовании ЧРП снижение потребления электроэнергии отдельным технологическим оборудованием может составить 20 – 40 % в год.

      Повышение энергоэффективности конусной дробилки на 25 – 30 % в технологической линии рудоподготовки обогатительной фабрики в условиях ГОК "Вернинское" (Российская Федерация) достигнуто путем правильного выбора камеры дробления и организации питания дробилки [18].

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

      Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в зависимости от режима работы двигателя, в пределах 15 – 40 %. Дополнительно вопрос установки ЧРП должен индивидуально рассматриваться в каждом отдельном случае исходя из глубины регулирования технологического процесса, требований промышленной санитарии на рабочих местах (для вентиляторов приточно-вытяжной вентиляции).

      Применение ЧРП представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности. Однако целесообразность таких мер должна рассматриваться в контексте всей системы, в которой используются двигатели; в противном случае существуют риски: потери потенциальных выгод от оптимизации способа эксплуатации и размера систем и, как следствие, от оптимизации потребностей в электроприводах; потерь энергии в результате применения приводов переменной скорости в неподходящем контексте.

      Наиболее эффективно использовать электродвигатели, оборудованные частотными преобразователями, интегрированные в системы АСУТП. Это, например, позволит обеспечивать включение и регулировку скорости вытяжки в зависимости от фактических выбросов. Так же это касается и регулирования производительности воздуходувок и насосных агрегатов. В среднем, применение таких способов регулирования может снижать потребление электроэнергии от 20 до 40 %.

      Экономика

      В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Так например, применение двигателей с ЧРП целесообразно при резко переменной нагрузке в зависимости, например, от технологии, времени суток, количества людей в здании и др. Применение частотно-регулируемого электропривода вентиляторов позволяет снизить расход электроэнергии на перемещение воздуха вытяжными системами на 6 – 26 %, приточными системами на 3 – 12 %, воздуходувками на 30 – 40 %, при этом срок окупаемости двигателей с ЧРП может составлять от 1 года до 5 – 7 лет.

      Движущая сила внедрения

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2.2. Применение энергосберегающих осветительных приборов

      Описание

      Оборудование, позволяющие снизить расход электроэнергии на хозяйственные нужды, снизить прямые и косвенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В настоящее время применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодных источников света) является оптимальным для целей наружного и внутреннего освещения.

      Техническое описание

      На промышленных предприятиях в хозяйственном потреблении электрической энергии, значительную часть потребления составляет системы наружного и внутреннего освещения. При этом данное потребление электрической энергии напрямую не влияет на энергетическую эффективности производственного цикла. Однако, данное потребление учитывается при определении удельного потребления на единицу продукции.

      Применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодные) позволяет эффективно потреблять электрическую энергию в системах освещения, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных источниках света.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет снижения расходов электроэнергии на нужды освещения.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      По экспертным оценкам и с учетом имеющегося опыта применения энергоэффективных осветительных приборов (светодиодных) снижение потребления электрической энергии снижается на 50 – 90 %, обеспечивается лучшая освещенность, увеличивается срок службы таких осветительных приборов, не оказывают негативного влияния на экологию, по сравнению с ранее применимыми дуговыми ртутными лампами.

      Кросс-медиа эффекты

      Первоначально замена существующих осветительных приборов на энергоэффективные может способствовать образованию большого количества отходов, требующих специальной утилизации (замена ртутных ламп на светодиодные).

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с особенностями предприятия, особых сложностей по внедрению данной техники не выявлено. Внедрение энергосберегающих осветительных приборов стоит рассматривать с учетом модернизации системы освещения в целом (зональность, автоматическое управление и т. д.).

      Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в пределах 50 – 90 %.

      Экономика

      Применение эффективных осветительных приборов позволяет снизить расход электроэнергии на освещение на 50 – 90 %, при этом срок окупаемости данной техники может составлять от 0,5 года до 5 – 7 лет.

      Движущая сила внедрения

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей (не требуется утилизация);

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат.

5.2.3. Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности

      Описание

      Оборудование позволяющие снизить расход электроэнергии на собственные и производственные нужды, снизить косвенные выбросы парниковых газов. В настоящее время применение современных электродвигателей с высоким классом энергоэффективности является оптимальным при модернизации существующего технологического и вспомогательного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее эффективное использование электрической энергии.

      Техническое описание

      Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

      Основным потребителем большинства промышленных предприятий являются различные электродвигатели. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. В процессе преобразования энергии часть ее теряется в виде тепла. Величина такой потери определяется энергетическими показателями двигателя. Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет существенно снизить потребление электрической энергии.

      Основным показателем энергоэффективности электродвигателя, является КПД.

      H=Р2/Р1=1 – DР/Р1,

      где Р2 – полезная мощность на валу электродвигателя;

      Р1 – активная мощность, потребляемая электродвигателем из сети;

      DР – суммарные потери в электродвигателе.

      Соответственно, чем выше КПД, тем меньше потери и меньше энергии потребляет электродвигатель для выполнение той же работы.

     


      Рисунок .. Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов электроэнергии в процессе производства.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить потребление электроэнергии электродвигателями от 1,5 до 5,0 %, повысить срок службы электродвигателей.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства.

      Повышение срока службы электродвигателя

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем и характер внедрения будет связан с программой модернизации предприятия и заменой выходящих из строя установленных на предприятии электродвигателей.

      Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в зависимости от режима работы двигателя, в пределах 1,5 – 5,0 %.

      Замена существующих электродвигателей энергоэффективными двигателями представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности.

      Экономика

      Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить расход электроэнергии на преобразование электрической энергии в механическую 1,5 – 5,0 %, при этом срок окупаемости таких электродвигателей может составлять от 1 года до 7 лет.

      Движущая сила внедрения

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2.4. Применение устройств компенсации реактивной мощности, а также фильтро-компенсирующих устройств, для фильтрации высших гармоник и компенсации реактивной мощности в электрических сетях предприятий

      Описание

      Оборудование позволяющие снизить потери электроэнергии в сетях предприятия и исключить негативное влияние высших гармоник на электропотребляющее оборудование. В настоящее время применение установок фильтро-компенсирующих установок или УКРМ является оптимальным для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети, снижения потерь с электрических сетей и исключения негативного воздействия высших гармоник на электропотребляющие устройства.

      Техническое описание

      Возможность решения вопросов надежности электроснабжения, как следствие уменьшение использования резервных источников электроснабжения и снижения воздействия на экологию.

      На промышленных предприятиях большую долю потребления электрической энергии приходится на асинхронные электродвигатели, как привод различного технологического оборудования. Асинхронные электродвигатели являются основным потребителем реактивной мощности. Без принятия мер по компенсации коэффициент мощности в сетях может составлять 0,5 – 0,7 о.е., законодательно установленные значения коэффициента мощности в электрических сетях предприятий установлен на уровне 0,89 – 0,93, в зависимости от класса напряжения.

      При применении на предприятиях большого количества цифровой техники (ЧРП, плавный пуск и т. д.) может способствовать появлению в электрических сетях высших гармоник, которые оказывают негативное влияние как на электропотребляющее оборудование, так и на сами электрические сети. Для исключения появления в электрических сетях высших гармоник применяются как отдельно фильтры гармоник, так и объединенные устройства по фильтрации гармоник, так и по компенсации реактивной мощности.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях и оборудовании.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы технологического оборудования применение УКРМ позволяет снизить потери электрической энергии в сетях предприятия до 15 %, повысить надежность электроснабжения предприятия в целом и продлить срок службы электрораспределительного оборудования.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение потерь электрической энергии в сетях. Повышение надежности систем электроснабжения, повышение срока эксплуатации электропотребляющего оборудования.

      Технические соображения, касающееся применимости

      Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки.

      Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии (за счет снижения уровня потерь), в зависимости от существующих уровней коэффициента мощности в электрических сетях предприятия от 0,1 до 1,5 % от общего объема потребления электрической энергии предприятиями.

      Применение УКРМ представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности (снижения потерь в электрических сетях). Однако целесообразность таких мер должна рассматриваться с учетом всей системы электроснабжения.

      Экономика

      В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае срок окупаемости применения УКРМ может составлять от 3 года до 10 лет.

      Движущая сила внедрения

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение качества электроэнергии у электропотребителей;

      уменьшение уровня потерь в распределительных электрических сетях предприятий;

      повышение энергоэффективности.

5.2.5. Применение современных теплоизоляционных материалов на высокотемпературном оборудовании

      Описание

      На обогатительных предприятиях горно-металлургической отрасли часто используется ТЭ в виде пара, который транспортируется по паропроводам. Использование соответствующей изоляции для высокотемпературного оборудования (трубы для пара и горячей воды) позволяет существенно снизить тепловые потери.

      Техническое описание

      Теплоизоляция теплопроводов и паропроводов – актуальная задача для любого промышленного предприятия. Теплоизоляция трубопроводов с перегретым паром (паропроводов) относится к числу достаточно сложных операций, особенно при необходимости обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики для поверхностей с высокими температурами – 200 – 250 °С. Монтаж изоляции нередко приходится вести без остановки действующего оборудования. Традиционные теплоизоляционные материалы, используемые для этой цели, имеют ряд существенных недостатков, которые значительно снижают эффективность их применения.

      Минеральная вата и шамотный кирпич "боятся" влаги и пара, при попадании которых ухудшают свои теплоизоляционные показатели в несколько раз. Под воздействием высоких температур в минеральной вате происходит процесс разрушения связующих (смолы на основе фенола и формальдегида). Это отражается на эксплуатационных характеристиках покрытия, не говоря уже об экологической составляющей. Традиционные утеплители нуждаются в защитном покрытии, при монтаже которого неизбежно возникает проблема качественной изоляции сложных поверхностей: стыков, запорной арматуры, что не только увеличивает стоимость производства работ, но и отражается на их качестве. Как правило, паропроводы, изолированные минеральной ватой, служат недолго и часто приходится частично или полностью заменять теплоизоляционное покрытие.

      Шамотный кирпич является не эффективным теплоизоляционным материалом. Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича (=0,84+0,0006×t Вт/(м °С), = 0,99 Вт/(м °С) при температуре 250 °С) в 10 раз выше, чем у минеральной ваты (=0,05 + 0,0002×t Вт/(м °С), = 0,1 Вт/(м °С) при температуре 250 °С). При этом следует сказать, что для паропроводов следует применять минераловатные маты, полуцилиндры с плотностью не менее 150 кг/м3, так как они имеют более высокий межремонтный период. Нарушение изоляционного слоя паровых сетей, а также и покровного слоя изоляции, приводит к увеличению тепловых потерь.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения потерь тепла в процессе производства.

      Экологические характеристики и эксплуатационные данные

      Замена неэффективной теплоизоляции, например шамотного кирпича на минеральную вату или более энергоэффективную изоляцию позволит снизить тепловые потери паропроводов на 35 % и довести их до нормативных значений. Продукция зарубежных производителей для изоляции трубопроводов и оборудования представлена широкой номенклатурой волокнистых теплоизоляционных материалов фирм: "Rockwool" (Дания), "Сан-Гобэн Изовер" (Финляндия), "Partek", "Paroc" (Финляндия), "Izomat" (Словакия) (цилиндры, маты и плиты без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стеклорогожей, алюминиевой фольгой и т. д.). Применение современных изоляционных материалов позволит снизить потери в паропроводах минимум на 30 – 50 %, снизить эксплуатационные расходы, за счет увеличения межремонтного периода.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

      Технические соображения относительно применимости

      Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

      Экономика

      Снижение тепловых потерь позволит производить дополнительное тепло без сжигания топлива, поэтому процесс является экономически и экологически целесообразным. Мероприятия по замене изоляции из шамотного кирпича на современную окупаются за 3 – 4 года, ремонт изоляции для участков трубопроводов без изоляции или с нарушенной изоляцией окупаются за 1 – 2 года.

      Движущая сила для осуществления

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2.6. Рекуперация тепла из теплоты отходящего процесса

      Описание:

      Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигается за счет применения методов рекуперации тепла отходящих газов.

      Техническое описание

      В настоящее время, часть газа после технологического процесса используется как оборотный газ. Так, например, в сушильных камерах происходит сушка сырых окатышей оборотными газами с температурой 350 – 450 °С, поступающих из третьей охлаждающей камеры. Горячий отходящий газ технологического процесса или полученный в обжиговом аппарате, может также направляться в котел-утилизатор или установку испарительного охлаждения, где газ охлаждают с выработкой пара. Генерируемый пар может использоваться в технологическом процессе или при производстве тепловой или электрической энергии.

      Достигнутые экологические выгоды

      Переработка теплоты, выделяющейся при обжиге окатышей, и превращение ее в электричество пар низкого давления для технологического и производственного отопления.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Снижение потребление топлива, для производства ТЭ.

      Кросс-медиа эффекты

      Не ожидается.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Применяется на предприятиях с топливосжигающими установками (печи, котлы, обжиговые машины).

      Экономика

      Taк как требуется охлаждение газа, дополнительные затраты на восстановление энергии в основном связаны c инвестициями в котел-утилизатор и турбину для выработки электроэнергии.

      Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

      Движущая сила внедрения

      Повышение производительности, сокращение производственных затрат.

5.2.7. Применение неформованных огнеупорных материалов для футеровки обжиговых машин

      Описание

      Изделия из огнеупорных волокон сочетают в себе свойства огнеупоров и изоляции, обладают малой плотностью, просты в монтаже и обработке, имеют значительный ассортимент.

      Высокотемпературные волокнистые огнеупоры выпускаются по безобжиговой технологии в виде плит, картона, блоков и различных фасонных деталей сложной конфигурации. Материалы выпускаются также в виде "мокрого" войлока и набивных масс (для изоляции криволинейных поверхностей, заделки швов, выравнивания лицевой поверхности, углублений под крепежные детали и т. д.). Предельная температура применения: 1200 °С и 1350 °С.

      Техническое описание

      Теплоизоляция различного высокотемпературного оборудования заводов по производству окатышей (обжиговые машины, печи и т. д.) – актуальная задача для любого промышленного предприятия. Температура в таком оборудовании достигает 900 – 950 °С.

      Применение высокотемпературных волокнисты огнеупоров обеспечивает:

      снижение толщины футеровочного слоя до 1,5 раз;

      уменьшение общей массы футеровки до 6 – 8 раз;

      увеличение ресурса эксплуатации печей до 2 – 3 раз;

      снижение энергопотребления до 30 %.

      значительное снижение трудоемкости футеровки и высокую ремонтопригодность.

      Свойства этих материалов и изделий позволяют создавать принципиально новые легкие конструкции сводов перекрытий печей: плоских подвесных, арочных. При этом свод является одновременно перекрытием и теплоотражающим экраном (коэффициент черного тела материалов составляет 0,95 – 0,96). Особенно эффективно применение изоляции на основе волокнистых огнеупоров в термических печах периодического действия, так как они практически безинерционны (имеют низкую теплоемкость), не критичны к циклам "нагрев – охлаждение", обеспечивают выход на температурный режим при значительно меньших энергозатратах.

      Достигнутые экологические выгоды

      Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения потерь тепла в процессе производства.

      Экологические характеристики и эксплуатационные данные

      Применение неформованных огнеупоров позволяет снизит потребление газа на 10 – 30 %, снизить эксплуатационные расходы за счет увеличения межремонтного периода.

      Кросс-медиа эффекты

      Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

      Технические соображения относительно применимости

      Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

      Экономика

      Снижение энергопотребления (топлива) до 30 %, снижение эксплуатационных затрат и увеличение срока службы материалов, поэтому процесс является экономически и экологически целесообразным.

      Движущая сила для осуществления

      Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

      улучшение экологических показателей;

      повышение энергоэффективности;

      дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.3. НДТ для технологических процессов открытой и подземной добычи, обогащения и производства окатышей

      В современном горнодобывающем и горно-обогатительном комплексе все чаще возникает потребность в применении технологий и материалов, которые позволяют развивать добычу и переработку продукции с учетом требований экологичности и экономичности производства.

      Современные технологии производственных работ должны основываться на принципах ресурсосбережения, природосбережения и малоотходности. Эти принципы взаимосвязаны, тесно переплетены и должны определять направленность технологии. Проблемы создания современных технологий на этих принципах носят комплексный характер и должны решаться совокупно как на уровне ведения горных работ, так и переработки полезных ископаемых.

      В данном разделе описаны общие методы, техники или их совокупность для обеспечения стабильности производственного процесса на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях.

5.3.1. НДТ производственного процесса добычи руд

      Техническое описание

      К техникам, обеспечивающим стабильность производственного процесса, на горнодобывающих предприятиях относятся:

      применение большегрузной высокопроизводительной горной техники;

      проведение горных выработок и применение систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования;

      применение современных, экологичных и износостойких материалов;

      применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы.

      Достигнутые экологические выгоды

      Переход на высокопроизводительное оборудование большой единичной мощности положительно сказывается на экологической обстановке: снижается количество выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов в атмосферный воздух, уменьшается образование отходов от использования крупногабаритных шин.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Техника производственного процесса добычи железных руд открытым и подземным способом, в том числе при работе на глубоких горизонтах, состоит в эффективном технологическом процессе добычи железных руд открытым и подземным способом путем снятия ПСП, выбора способа и схемы вскрытия рудных тел, определения и применения оптимальной системы разработки и технологии вскрышных и добычных работ, транспортного обеспечения карьеров и шахт для эффективного направления потоков на обогатительные переделы. (см. пункты 3.1 и 3.2).

      Для современной техники, используемой на подземных и открытых горных работах, характерно применение высоких скоростей, наличие больших нагрузок, давлений и др. Постоянное изменение горно-геологических и горно-технических условий разработки полезных ископаемых, усложнение технических средств из-за многообразия и ответственности, возлагаемых на них функций, высокие нагрузки на забои, многозвенность и последовательность цепи работающего оборудования, когда выход из строя любого из элементов приводит к остановке всего комплекса, необходимость обеспечения для горнорабочих благоприятных эргономических условий труда предъявляют серьезные требования к качеству горной техники и оборудования.

      Однако в настоящее время по оценкам специалистов, оборудование и технологии, применяемые горнодобывающими компаниями СНГ, по своему технологическому уровню и производительности на 15 – 20 лет отстают от аналогов, используемых компаниями Канады, Великобритании, ЮАР и США. Такое отставание обусловлено как малоэффективными технологиями отработки и инженерной подготовки массива к отработке, так и техническими характеристиками применяемого оборудования.

      Представленная техника состоит в применении большегрузной карьерной техники для добычи и транспортировки горной массы в железорудных карьерах. Происходит увеличение размеров ковшей экскаваторов, погрузчиков, пропорциональное увеличение грузоподъемности большегрузных автосамосвалов с сохранением оптимального соотношения количества ковшей для погрузки одного самосвала. Переход на большегрузную технику позволит уменьшить на 10% удельные эксплуатационные затраты на экскавацию и транспортировку горной массы в железорудных карьерах, а также добиться уменьшения количества единиц технологического оборудования в карьере, снижения эмиссий в окружающую среду, снижения энергопотребления и потребления топлива в процессах экскавации и транспортировки горной массы в железорудных карьерах.

      Мировой рынок большегрузной техники представлен крупными производителями: Komatsu, Caterpillar, Hitachi, Terex, Liebherr и БелАЗ.

      В целях снижения себестоимости транспортировки горной массы и транспортно-добывающего цикла в целом, в условиях ТОО "Богатырь Комир" проводилось технико-экономическое сравнение применения карьерного самосвала БелАЗ 75600 грузоподъемностью 320 тонн с эксплуатируемым БелАЗом грузоподъемностью 220 тонн. Результаты испытаний показали следующее: производительность повысилась в 1,5 раза; себестоимость транспортировки снизилась на 20 %; удельный расход топлива уменьшился на 22 %. Погрузку карьерного самосвала осуществлял экскаватор Р&Н2800 с емкостью ковша 33 м3. Количество ковшей для полной загрузки – 6. Плечо транспортировки – 0,5 км. Объем выработки горной массы – до 10 тыс. мв сутки.

      Проведение горных выработок и применение систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования состоит в переходе на современную высокопроизводительную горную технику для бурения, крепления, добычных операций и транспортировки горной массы в подземных условиях отработки железорудных месторождений. Обеспечивает значительное снижение доли постоянных затрат, безопасность, эргономику, комфортные условия работы для операторов и обслуживающего персонала, экономию энергоресурсов и материалов

      Основные преимущества современного самоходного оборудования – улучшение безопасности и производительности, минимизация потерь и разубоживания руды, эргономика и комфортные условия. Эксплуатация установок очистного бурения с высоким уровнем автоматизации технологического процесса и позиционированием позволяет достичь беспрецедентно высокой производительности, точности и прямолинейности скважин. Передовые механизированные комплексы для установки анкеров, нанесения бетонных смесей обеспечивают оперативное крепление значительных площадей обнажений горных выработок, в большинстве случаев позволяют вытеснить тяжелые виды крепей и использование крепежного леса, деревянных затяжки и забутовки.

      Машины для бурения восстающих вертикальных и наклонных скважин круглого сечения диаметром до 3000 мм длиной до 100 м в длину и под углом до 70 °С способны бурить по очень крепким породам и идеально подходят для сооружения рудоспусков, вентиляционных скважин, ходков и т. п. (без применения взрывных работ). Погрузочно-доставочные машины способны преодолевать большие уклоны и быстро перемещаться на существенные расстояния, обеспечивать высокую производительность с низкой удельной себестоимостью погрузки и транспортировки. ПДМ и буровые установки с электрическим приводом используют экологически чистую электрическую энергию и обеспечивают лучшие условия труда за счет отсутствия выхлопных газов, меньшего уровня вибраций и шума.

      Кроме того, снижаются требования к вентиляции выработок, происходит сокращение расходных материалов, таких как моторное масло и фильтры, увеличиваются интервалы между техническим обслуживанием.

      Использование износостойких, коррозионностойких, жаростойких, теплоизоляционных и других видов покрытий позволяет резко сократить потери металлов, расход ресурсов на их возмещение и даст возможность повысить качество, надежность и долговечность машин, оборудования и сооружений. Техника состоит в применении износостойких элементов и накладок на рабочие органы горного оборудования и обеспечивает дополнительную конструкционную прочность и износостойкость, а также повышает коэффициент технической готовности машин и оборудования. Применение буровых коронок и штанг из современных высокопрочных сплавов позволяет достичь высокой производительности и точности бурения, снижения себестоимости на 3 – 10 %.

      Применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы более подробно описано в пункте 5.3.6.

      Кросс–медиа эффекты

      Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Применимость определяется конкретными горно-геологическими, горнотехническими и эксплуатационными условиями разрабатываемого месторождения и экономической целесообразностью. Представленные методы могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

      Экономика

      Использование большегрузной техники повышает эффективность ведения горных работ и оптимизирует затраты (за счет экономии топлива и затрат на техобслуживание), позволит снизить себестоимость продукции и стать более конкурентоспособными на рынке, повышает безопасность на технологических дорогах. Для примера эксперты компании ООО "Комек Машинери" сравнивали, сколько экономит машина, грузоподъемностью 40 тонн по сравнению с 20-тонником – 15 центов на тонне груза за счет экономии топлива, амортизации, человеко-часов и других факторов. Если говорить о большегрузной технике в объемах горнодобывающей промышленности, экономия составит десятки миллионов долларов ежегодно.

      Движущая сила внедрения

      Требования экологического законодательства. Снижение нагрузки на экосистемы (воздух, вода, почвенный покров). Экономическая эффективность открытых и подземных горных работ.

5.3.2. НДТ производственного процесса обогащения руд

5.3.2.1. Использование грохотов с высокой удельной производительностью для мокрого грохочения с полиуретановыми панелями при классификации

      Техническое описание

      Модели многодековых высокочастотных грохотов с параллельно расположенными друг над другом дек и оснащенные высокоэффективными долговечными полиуретановыми панелями (ситами), предназначены для разделения материала по крупности в операциях измельчения и обогащения.

      Исключительную эффективность классификации и, в то же время, высокую производительность по питанию при значительном содержании в нем "плюсового" материала, обеспечивают такие конструктивные особенности, как линейная вибрация, генерируемая вибродвигателями, угол наклона дек в 15 – 25° и др. Для повышения эффективности отмывки тонких классов на грохоте может устанавливаться система дополнительного распульповывания материала непосредственно на деках грохота, например, пульподелители и системы распределения питания. Пульподелители и системы распределения изготовляются для репрезентативного разделения питания, то есть каждая точка питания получает одинаковый (в смысле массового и объемного расхода, плотности пульпы, гранулометрии и т. д.) материал. Производительность от 125 до 180 тонн в час по твердому. Помимо этого, данный грохот создает прямолинейное вибрационное движение материала, вместо эллиптического, наиболее часто используемого при грохочении.

     


      Рисунок .. Грохот Stack Sizer

     


      Рисунок .. Схема грохота

      Основные технические характеристики:

      тип просеивающей поверхности – полиуретановая сетка;

      коэффициент живого сечения просеивающей поверхности - 35,0 %;

      размер отверстий просеивающей поверхности - до 38 микрон;

      ширина рабочей зоны просеивающей поверхности - до 5,3 м;

      площадь просеивающей поверхности -1,5Х5, S=7,5м2;

      удельная производительность по исходному питанию -150т/ч

      Достигнутые экологические выгоды

      Снижение потребления воды и электроэнергии в 2 – 4 раза за счет эффективности разделения. При этом на 1 тонну концентрата снижается удельный расход электроэнергии на 8,38 кВт*ч и шаров на 0,54 кг.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      На предприятии А в настоящее время общее количество установленных машин составляет 32 единицы. На предприятии А данная технология позволила производить концентрат с содержанием железа 68,5 %.

      Двойные вибрационные двигатели Super G® мощностью 2,5 л.с. (1,9 кВт, двигатели Super G предлагают подшипники, не требующие технического обслуживания и смазанные на весь срок службы (двухлетняя гарантия). Вода подается через форсунки на просеивающую поверхность. Потребление от 0,2 до 1мна тонну концентрата.

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Данная техника применяется на предприятии А.

      Есть большие перспективы по применению на предприятиях по обогащению хромитовых руд, а именно для классификации хромитовых шламах. Потери по Cr2Oв шламах можно было бы снизить до 50 %, применив классификацию по определенному классу крупности. Эффективность этого типа грохотов применима для крупности в диапазоне от 10 мм до 38 мкм.

      Предприятие А предполагает провести модификацию обогатительного комплекса так, чтобы использовать только две стадии измельчения (вместо трех) для переработки руды с размером – 12 мм. Четыре стадии магнитной сепарации будут использоваться наряду с тонким грохочением магнитного концентрата 3-й стадии.

      Не требует больших площадей для размещения.

      Полиуретановые сита Derrick имеют длительный срок службы, служат в 10 – 20 раз дольше проволочных, уникальная незабиваемость этих панелей позволяет грохотить материалы, для которых ранее грохочение рассматривалось как невозможное.

      Экономика

      Стоимость высокочастотного грохота "Стек Сайзер" в данное время на рынке колеблется от 250 000 до 320 000 $. Замена полиуретановых панелей колеблется от 6 до 12 месяцев. Стоимость замены сит составляет до 9 000 $.

      При внедрении грохотов тонкого грохочения производства "Деррик" на дробильно-обогатительной фабрике ОАО "Карельский Окатыш" на питании головной мельницы получена экономия по электроэнергии 14 156,8 кВт*ч (или 11,5 млн рублей), по помольным шарам 1 076,8 тонн (14,32 млн рублей), прирост по выпуску дополнительного концентрата 119 167,9 тонн.

      Эксплуатационные расходы более низкие, чем использование проволочных панелей.

      Движущая сила внедрения

      Увеличение производительности, улучшение качества продукции, экономические стимулы в виде эффекта, выраженного в сокращении потребления электроэнергии и приросту по выпуску дополнительного концентрата, низкие эксплуатационные расходы.

5.3.2.2. Использование вертикальных мельниц при доизмельчении черновых концентратов

      Наименование

      Вертикальные мельницы доизмельчения промпродуктов обогащения, черновых концентратов.

      Техническое описание

      Принцип работы в мельнице: мелющая среда в виде стальных шаров, керамической или натуральной гальки или других материалов вращается с помощью помещенной в нее винтовой двухзаходной спирали (или агитатора загрузки). Создается типичный замкнутый цикл измельчения. Измельчаемый материал подается сверху вместе с водой. Непрерывный восходящий поток пульпы поддерживается внешним насосом для рециркуляции. Насос выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить заранее рассчитанную скорость восходящего потока, которая вызывает классификацию частиц в верхней части корпуса мельницы. Мелкие частицы питания поднимаются, а большие частицы падают на мелющую загрузку, где они попадают внутрь среды для измельчения. Среда поднимается лопастями шнека и падает в кольцевое пространство между лопастями и внутренними диаметрами корпуса мельницы. Глубина стальной мелющей среды – 2 – 2,5 м. Накоплению среды в нижней части корпуса мельницы препятствует малая площадь непосредственно под лопастями шнека.

     


      1- питание; 2 – вода; 3 – продукт; 4 – сборный классификатор; 5 – насос; 6 – футеровка шнека; 7 – мелкие частицы; 8 – крупные частицы; 9 – измельчающая среда; 10 – нижнее крепление футеровочных стержней; 11 – вид сверху на футеровочные стержни; 12 – крепление футеровочных стержней в средней части; 13 – футеровочные стержни; 14 – верхнее крепление футеровочных стержней.

      Рисунок .. Схема измельчения и принципиальное устройство вертикальной мельницы

      Пульпа сливается из корпуса в сборный классификатор или делитель. Слив является либо готовым продуктом, либо питанием для соответствующей классификации. Крупная фракция рециркулирует через мельницу. Измельчение осуществляется за счет трения и истирания. Эффективность измельчения повышается путем относительно высокого давления среды на измельчаемые частицы. Предварительная классификация и удаление из питания мелких частиц снижают переизмельчение и еще более увеличивают эффективность. Низкий шум и малое количество производимого тепла уменьшают непроизводственные потери энергии. Внутреннюю поверхность корпуса мельницы предохраняют от износа с помощью системы ребер, набранных в виде решетки; она же удерживает среду. Среда сама выступает в роли изнашиваемой поверхности. Первичными изнашиваемыми поверхностями являются специальные металлические или резиновые сменные плиты, закрепленные болтами на шнеке. Некоторые из этих элементов требуют замены через 6 – 12 месяцев.

      Таблица 5.1. Технические характеристики вертикальных мельниц


п/п

Типоразмер

Габаритные размеры, мм

Масса, т

длина

ширина

высота

1

2

3

4

5

6

1

VTM-20

4115

1320

7060

11,25

2

VTM-30

4115

1320

7190

12,00

3

VTM-50

4130

1525

7470

16,60

4

VTM-75

4130

1525

7595

17,80

5

VTM-100

4210

1690

7910

25,40

6

VTM-150

4560

2320

8610

36,30

7

VTM-200

4560

2320

9770

40,00

8

VTM-250

4560

2320

9770

41,70

9

VTM-300

5000

3175

10160

68,00

10

VTM-350

5000

3175

10160

72,60

11

VTM-400

5600

3480

10340

101,60

12

VTM-500

5600

3480

10570

104,00

13

VTM-600

6520

3650

11685

127,00

14

VTM-800

6850

3860

12190

158,70

15

VTM-1000

7425

4270

12400

220,40

16

VTM-1250

7425

4270

13460

226,80


      Вертикальные мельницы, которые уже получили всемирное признание как энергоэффективное оборудование для измельчения, способны работать с питанием до 6 мм и измельчать его до 20 мкм и ниже. Стандартные размеры мельницы от 15 л.с. (11 кВт) до 4500 л.с. (3,3 МВт). Вертикальные мельницы с мощностью двигателя 3,3 МВт способны выполнять те задачи, что и шаровая мельница с мощностью двигателя 4000 кВт и выше.

     


      Рисунок .. Описание комплектующих мельницы Vertimill

      Достигнутые экологические выгоды

      При переработке различных типов руд экономия энергии при использовании установок увеличивается на 35 – 40 % по сравнению с традиционными шаровыми мельницами. Чем меньше крупность готового продукта, тем больше преимуществ имеет по сравнению с шаровыми мельницами. В процессе измельчения большое значение имеют характеристики рабочей (мелющей) среды. В вертикальных гравитационных мельницах, при измельчении затрачивается меньше энергии, что означает меньший расход мелющей среды. Поскольку процесс измельчения не предусматривает взаимный ударный контакт между мелющими телами и футеровкой, рабочая среда внутри мельницы подвергается меньшему износу и сохраняет свою форму и характеристики. Мельница позволяет не только снизить эксплуатационные расходы, но и сократить выбросы углерода. Конструкция мельницы влияет на эффективность измельчения и позволяет значительно сократить объем технического обслуживания.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Применение вертикальных мельниц позволить сократить электропотребление до 40 %, снизить расход помольных шаров до 50 % и футеровки, сократить техническое обслуживание. Мельница позволяет не только снизить эксплуатационные расходы, но и сократить выбросы углерода.

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      На рынке России и СНГ технология Vertimill была впервые применена в 2009 г. на ОАО "Учалинский ГОК", где была установлена мельница Vertimill-1500-WB в узле дообогащения хвостов флотации. В настоящее время реализуются проекты с применение технологии Vertimill на ГМК "Норильский никель" (Россия), ОАО "Полтавский ГОК" (Украина) и ТОО "Алтай Полиметаллы" (Республика Казахстан) с использованием самых мощных мельниц Vertimill.

      Данные вертикальные мельницы применимы на предприятиях по переработке руд черных металлов вместо существующих шаровых мельниц, что ощутимо скажется на экономике предприятий.

      Экономика

      На предприятии Anglo American потребление энергии сокращено на 30 % при процессе доизмельчения по сравнению с применявшейся ранее технологией. Экономия общих эксплуатационных расходов – около 5,5 млн евро в год. Компания Metso поставила на предприятие Anglo American 16 мельниц Vertimill модели VTM-1500-WB. Переход на мельницы Vertimill привел к сокращению объемов образующихся сверхмелких частиц, снижению уровня шума на производстве и сокращению количества необходимых периферийных устройств, а также позволил упростить и повысить безопасность всех штатных устройств за счет сокращения воздействия на подвижные детали.

      Стоимость VERTIMILL с винтовым транспортером Metso VTM – 3000 - WB VERTIMILL - 5 623 000 доллара.

      Движущая сила внедрения

      Снижение эксплуатационных затрат, повышение эффективности измельчения и качества выпускаемой продукции

5.3.2.3. Переработка богатой руды дроблением с последующим разделением, сортировкой по классам крупности товарной продукции

      Техническое описание

      Дробильно-сортировочные установки представляют собой комплекс оборудования, предназначенного для дробления руд и пород, сортировки продуктов дробления, промывки их (в случае загрязнения исходного сырья), транспортировки и складирования готовой продукции. Богатые руды обычно направляют на дробильно-сортировочные фабрики, где их сортируют на грохотах. Крупные фракции руд (более 100 мм) дробят до кусков средних размеров (30 – 80 мм) и снова сортируют.

      Дробильно-сортировочный комплекс может быть в исполнении как открытого исполнения, непосредственно на месте добычи, так и непосредственно на обогатительном объекте в помещении. Переработка и сортировка осуществляется под требуемые параметры по готовой продукции.

     


      Рисунок .. Дробильно-сортировочный комплекс

      Достигнутые экологические выгоды

      Богатая руда содержит более 50 % железа, в связи с чем уменьшается количество образуемых пустых пород.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Производительность комплексов колеблется от 20 до 800 тонн в час. Крупность питания 1000 – 0 мм, энергопотребление от 2 до 3,5 кВт на тонну дробленной руды. Вода не применяется. Классификация от 160 мм до 10 мм.

      Кросс-медиа эффекты

      Образование пыли, шума, сухих отходов.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Общеприменимо.

      Экономика

      Данная техника не является новой. Схема дробления и сортировка рассчитывается в этапах проектирования. Стоимость, затраты, экономика рассчитывается при проектных работах и закладываются в эксплуатационные параметры предприятия.

      Движущая сила внедрения

      Техника закладывается на этапе проектирования.

5.3.2.4. Переработка руды тяжелосредной сепарацией

      Техническое описание

      Тяжелосредная сепарация, иначе называемая обогащением в тяжелой среде, наиболее простой и применяемый процесс гравитационного обогащения. Это метод, основанный на разделении минеральных компонентов руды (песков) по их удельному весу в устойчивой тяжелой среде, заданная плотность которой больше плотности самого легкого минерала и меньше плотности самого тяжелого минерала.

      Как правило, тяжелосредная сепарация используется в цикле предварительного обогащения для отделения пустого породного материала перед основным процессом или циклом измельчения с целью сокращения капитальных и эксплуатационных расходов на последующие процессы.

      Методом тяжелосредного обогащения перерабатывают хромовые руды, угли, крупновкрапленные окисленные железные руды и другое сырье.

      Основные узлы сепаратора корпус с рабочей ванной, элеваторное колесо, гребковое устройство, приводы вращения элеваторного колеса и гребкового устройства. Исходный материал по загрузочному желобу поступает в рабочую ванну сепаратора. Суспензия подается либо сбоку и попадает вниз корпуса, либо через нижний патрубок. Подача суспензии обеспечивает ее непрерывную циркуляцию в ванне. В зависимости от производительности сепаратора высота слоя суспензии, переливающейся через порог разгрузочного желоба, составляет 30 – 80 мм. В ванне сепаратора исходный материал разделяется на всплывший (легкий) и утонувший (тяжелый) продукт. Передвижение всплывшего продукта в ванне осуществляется потоком суспензии, а разгрузка – гребковым устройством. Утонувший продукт разгружается со дна ванны при помощи элеваторного колеса.

     


      1 – корпус с ванной; 2 – подача суспензии; 3 – исходный материал; 4 – привод элеваторного колеса; 5 – гребковое устройство; 6 – элеваторное колесо;7 – легкий продукт; 8 – тяжелый продукт; 9,10 – сброс суспензии

      Рисунок .. Тяжелосредный колесный сепаратор

      Аппараты, применяемые для обогащения руд (песков) в тяжелой среде, подразделяются на два основных вида: статические и динамические. Статические аппараты подразделяют на конусные, барабанные, корытные и комбинированные, а динамические аппараты представлены гидроциклонами. В настоящее время статические аппараты работают лишь на старых предприятиях и при реконструкции, как правило, заменяются на гидроциклоны.

      Достигнутые экологические выгоды

      Снижение эксплуатационных затрат, снижение выбросов.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Отличительной особенностью этого процесса, по сравнению с другими методами гравитационного обогащения, является то, что он характеризуется наибольшей точностью разделения по плотности, что позволяет получить высокое извлечение ценного компонента при минимальном выходе концентрата.

      Поскольку руда не перекачивается вместе с суспензией, это существенно сокращает требуемую для перекачки мощность, износ компонентов, нежелательное измельчение руды и шламообразование.

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Две главные области применения тяжелосредной сепарации:

      получение отходов (хвостов) с низким содержанием ценных компонентов на стадии предварительного обогащения, дальнейшая переработка которых не оправдана, и они могут быть направлены в отвал;

      получение продуктов с высоким содержанием ценных компонентов для переработки их по отдельным схемам или получения товарных концентратов.

      Экономика

      Данная техника не является новой. Схема и технология рассчитывается в этапах проектирования. Стоимость, затраты, экономика рассчитывается при проектных работах и закладываются в эксплуатационные параметры предприятия.

      Движущая сила внедрения

      Извлечение ценных компонентов при минимальном выходе концентрата.

5.3.2.5. Обогащение железных руд методом магнитной сепарации на барабанных сепараторах

      Наименование

      Магнитные барабанные сепараторы являются обогатительным оборудованием с барабанной конструкцией, предназначенные отделять минералы с повышенной магнитной восприимчивостью от немагнитной пустой породы.

      Техническое описание

      Магнитная сепарация рудных полезных ископаемых – это метод обогащения добываемого природного материала, основанный на применении неоднородного постоянного или переменного магнитного поля. Метод применим как к слабомагнитным, так и к сильномагнитным рудам. Физический процесс магнитной сепарации происходит следующим образом: на механическую смесь, состоящую из минеральных зерен с разными показателями магнитной восприимчивости, воздействуют магнитным полем специального устройства – так называемого магнитного сепаратора. Наиболее восприимчивые к магнитному воздействию зерна притягиваются к полюсам системы, после чего транспортирующими устройствами переносятся в приемники. Оставшиеся не притянутыми частицы потоком перемещаются в отдельные приемники.

      Классификация типов магнитной сепарации основывается на типе среды, в которой протекает процесс обогащения (сухая и мокрая магнитная сепарация), а также на степени восприимчивости обрабатываемого материала к магнитному воздействию – по этому признаку выделяют слабо- и сильномагнитную сепарацию.

      При мокром обогащении крупность материала не должна превышать 6 мм. В настоящее время в практике мокрого магнитного обогащения используются в основном барабанные сепараторы типа ПБМ, имеющие многополюсную систему из постоянных магнитов. Сепараторы типа ПБМ предназначены для обогащения сильномагнитных руд, для обезжелезнения различных материалов и регенерации тяжелых суспензий в промышленных условиях, а также обогащения нерудных материалов. Обогащение происходит в водном режиме.

     


      Рисунок .. Барабанный сепаратор типа ПБМ [19]

      Принцип работы сепараторов.

      Пульпа поступает в короб, откуда самотеком льется в ванну, в которой устанавливается уровень пульпы, определяемый сливным порогом.

      Магнитные частицы пульпы в рабочем пространстве ванны под действием магнитного поля притягиваются к поверхности барабана и при вращении барабана транспортируются в сторону разгрузки, где магнитное поле ослаблено, и под действием воды из смывного устройства смываются в желоб.

      Смывная вода способствует отмывке магнитного продукта от немагнитных частиц в пространстве между барабаном и разгрузочным лотком ванны. Чередование полярности в направлении вращения барабана приводит к тому, что удерживаемые на барабане флоккулы магнитного продукта при своем движении к зоне смыва несколько раз переворачиваются, что также способствует очистки их от немагнитных частиц.

      Немагнитные частицы проваливаются через разгрузочную щель на дне ванны в хвостовую полость, где крупная, тяжелая фракция оседает на дно полости и разгружается через отверстия насадок. Мелкая, легкая фракция немагнитного продукта (слив) вместе с водой переливается через сливной порог и по сливному карману выливается из ванны.

      Необходимое качество продуктов разделения достигается изменением количества подаваемой в сепаратор пульпы, изменением положения магнитной системы, сменой насадок с различными диаметрами отверстий и изменением количества смывной воды.

      Для сухого обогащения сильномагнитных руд крупностью до 50 мм с целью выделения отвальных хвостов применяют одно-, трех- и четырехбарабанные сепараторы с магнитными системами с постоянными магнитами (типа ПБС и ПБСЦ - с центробежной разгрузкой) и электромагнитами (типа ЭБС), питающимися постоянным током.

      Для сухой сепарации мелкого сильномагнитного материала применяются сепараторы типа ПБСЦ. Пример барабанного сепаратора ПБСЦ-63/50 для сухого обогащения руд приведен на рисунке ниже.





      Рисунок .. Барабанный сепаратор ПБСЦ-63/50 для сухого обогащения руд [20]

      Обечайка барабана (3) сепаратора выполнена из немагнитной нержавеющей стали толщиной 1,2-2 мм, постоянные магниты неподвижной магнитной системы (4) изготовлены из сплава ЮНДК-24. Полярность полюсов чередуется по периметру барабана. Полюса установлены с шагом 50 мм. Напряженность магнитного поля у поверхности барабана составляет: против середины полюсов- 115 - 125 кА/м, против зазора между полюсами- 84 – 92кА/м.

      Сепаратор работает следующим образом: исходная руда из бункера (1) с помощью вибролотка (2) с приводом (7) подается в верхнюю часть барабана. Магнитная фракция притягивается к поверхности барабана и разгружается в бункер (5) для магнитного продукта в тот момент, когда участок барабана выходит из зоны действия магнитной системы. Немагнитная фракция транспортируется барабаном и разгружается в бункер для немагнитного продукта. Все узлы сепаратора крепятся на раме (6).

      Быстроходный режим вращения барабана (300 мин-1) при малом шаге полюсов магнитной системы создает бегущее магнитное поле, частота которого равна 90 Гц. При этом происходит разрушение прядей и флоккул из магнитных частиц и отделение свободных рудных зерен от сростков.

      В настоящее время разработаны сепараторы ПБСЦ-63/100 и ПБСЦ - 63/200, аналогичные по конструкции сепаратору ПБСЦ-63/50, но имеющие большую длину барабана.

      Достигнутые экологические выгоды

      Снижение потребления энергии.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Получение высококачественных концентратов при высокой степени извлечения полезного компонента, экологически чистый процесс, высокая селективность и универсальность, низкая энергоемкость.

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Общеприменимо для всех предприятий по обогащению руд черных металлов. Сепаратор может эксплуатироваться как в периодическом режиме, так и в непрерывном – в составе небольших установок [21].

      Экономика

      Мероприятия по разработке и внедрению новых магнитных систем сепараторов на все фабрики предприятий ОАО "Евразруды" позволили повысить извлечение железа в первичный концентрат на 0,9 % при одновременном повышении качества первичных концентратов на 0,6 % и снижении потерь железа с отвальными хвостами на 0,6 %. Утвержденный экономический эффект от внедрения сепараторов с новыми магнитными системами составил 163000 тыс. руб.

5.3.2.6. Применение магнитной дешламации перед магнитной сепарацией

      Наименование

      Магнитные дешламаторы (МД) применяют на обогатительных фабриках для обесшламливания сливов гидроциклонов с выводом в хвосты шламов пустой породы и мелких бедных сростков и для сгущения магнетитовых концентратов перед фильтрованием.

      Техническое описание

      Дешламатор (Slugcatcher) - устройство, предназначенное для удаления шлама из пульпы путем отмывки, декантации, классификации и сгущения пульпы различных горных пород.

      Предназначены для обесшламливания, сгущения и классификации сильномагнитных руд крупностью 1 -0 мм при содержании в питании твердого продукта 12 -28%.

     


      Рисунок .. Магнитный дешламатор МД-9АК [22]

      Магнитный дешламатор - это сгуститель с центральным приводом, который состоит из чана цилиндрической формы, гребковой рамы, закрепленной на валу, приемного бака, кольцевого сливного желоба и разгрузочного отверстия. Особенностью дешламаторов является наличие намагничивающих устройств для исходной пульпы. В качестве намагничивающих устройств в основном используются плоские замкнутые магнитные системы из постоянных магнитов, создающие горизонтальное магнитное поле, через которое проходят частицы.

      Исходный материал в виде пульпы по питающему желобу поступает в загрузочный бак и через намагничивающие аппараты – в чан. При прохождении через магнитное поле частицы магнетита соединяются и образуют флоккулы. Скорость их осаждения выше, чем у легких частиц шлама. Поэтому магнетитовые флоккулы быстрее осаждаются на дно дешламатора и выводятся через разгрузочное отверстие. Вращающаяся гребковая рама способствует получению более плотного сгущенного продукта (песков) и взмучиванию оседающего шлама. Вода вместе со шламами переливается через кромки кольцевого сливного желоба и выводится из дешламатора в хвосты.

      У намагничивающих устройств дешламаторов индукция магнитного поля составляет порядка 0,05 Тл.

      Дешламаторы могут иметь дополнительные намагничивающие устройства, закрепленные на вращающейся гребковой раме. Также используются конструкции дешламаторов с созданием восходящего потока воды и с сифонной разгрузкой сгущенного продукта. Встречный поток воды позволяет удалить в хвосты большее количество шламов.

      Достигнутые экологические выгоды

      Снижение потерь ценных минералов железа с отходами. Низкий удельный расход электроэнергии.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      При дешламации обеспечивается прирост массовой доли железа в сгущенном продукте по сравнению с исходным продуктом от 0,3 до 10 %. Выход слива (шламов) составляет до 20 % с массовой долей железа магнетитового в нем до 2 – 3 %. Удельная производительность на 1 мплощади зеркала сгущения составляет 1 – 5 т/(ч⋅м2), что значительно выше, чем у обычных сгустителей. Содержание твердого в питании составляет 10 – 40 %, в сгущенном продукте – 30 – 60 %, в сливе – 0,3 – 10 %.

      Для обесшламливания магнетитовых пульп разработан магнитный гидроциклон, принципиально отличающийся от обычного гидроциклона наличием намагничивающих устройств на входе пульпы в гидроциклон и на входе слива в сливной патрубок. Магнитные гидроциклоны не получили промышленного применения.

      Преимущества:

      большая удельная (по площади осаждения) производительность;

      низкий удельный расход электроэнергии;

      низкая удельная масса.

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Общеприменимо для всех предприятий по обогащению руд черных металлов.

      Экономика

      Цена может варьироваться в пределах от 500 USD до 15 000 USD.

      Движущая сила внедрения

      Сокращение объемов образования отходов.

5.3.2.7. Применение сгустителей перед фильтрованием

      Наименование

      Процесс осуществляется с целью повышения концентрации твердого сгущенной суспензии с заданным содержанием твердого и осветленной воды (слива).

      Техническое описание

      Сгуститель - машина или аппарат для разделения пульп (суспензий) на твердую и жидкую фазы под действием сил тяжести, центробежной силы, магнитного поля. Конечный продукт в результате содержит порядка 60 % твердого вещества, его количество в сливе составляет около 0,1 г/л.

      Технологические схемы многих современных рудников включают стадию сгущения с получением двух продуктов - уплотненного твердого материала с низким содержанием влаги и отработанной воды, возвращаемой в производственный цикл.

      Сгущение жидких продуктов производят преимущественно в одно- и многоярусных цилиндрических (радиальных) аппаратах диаметром 2,5 – 30 м. Для сгущения пульп, содержащих быстрооседающую твердую фазу, применяют гидросепараторы (небольшие сгустители с центральным приводом). Если при сгущении не требуется получения чистого слива, используют гидроциклоны. При их установке перед сгустителями, питанием последних служит слив из гидроциклонов; сгущенные продукты, выходящие из аппаратов, объединяются.

     


      Рисунок .. Сгуститель высокой степени сжатия [23]

      Достигнутые экологические выгоды

      Использование оборотного водоснабжения. Экономия водопотребления. Сокращение объема отходов и использования химических реагентов.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Повышение качества концентрата, снижение энергетических затрат до 3 %

      Кросс-медиа эффекты

      Отсутствуют.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Применимо при наличии производственных площадей для установки сгустителя и при технологической целесообразности.

      Экономика

      Рассчитывается согласно проектно-сметной документации. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

      Снижаются капитальные затраты и сокращаются операционные затраты до 20 %.

      Движущая сила внедрения

      Экономия водопотребления, сокращение объема отходов.

5.3.2.8. Использование винтовых сепараторов для гравитационного обогащения хромсодержащих руд

      Наименование

      Использование винтовых сепараторов для гравитационного обогащения хромсодержащих руд.

      Техническое описание

      Винтовой сепаратор представляет собой аппарат, работающий по принципу разделения материала в наклонном безнапорном потоке малой глубины.

     


      Рисунок .. Внешний вид сепаратора

      В винтовых сепараторах имеется неподвижный наклонный гладкий желоб, выполненный в виде спирали с вертикальной осью. Пульпа загружается в верхнюю часть желоба и под действием силы тяжести стекает вниз в виде тонкого, разной глубины по сечению желоба потока. При движении в потоке кроме обычных гравитационных и гидродинамических сил, действующих на зерна, развиваются центробежные силы. Тяжелые минералы концентрируются у внутренней границы желоба, а легкие - у внешней. Желоб винтовых сепараторов в поперечном срезе представляет собой ¼ окружности или вытянутого эллипса. На конце желоба находится разделяющие ножи, которые делят поток на две части, содержащие разные продукты. Внешний вид винтового сепаратора приведен на рисунке 5.13.

     


      Рисунок .. Комплекс винтовых сепараторов

      Наиболее эффективно на винтовых сепараторах обогащается материал крупностью 0,1 – 1,5 мм. Значительно хуже происходит обогащение зерен крупностью 0,1 – 0,074 мм. Винтовой сепаратор, как и большинство аппаратов, где происходит разделение материала по плотности в водной среде, чувствителен к ширине классификации по крупности зерен питания и намного лучше работает на узко классифицированном материале, что и предусматривается при проектировании.

      Особенностью движения потока по винтовому желобу является то, что минеральное зерно, двигаясь по винтовому желобу, испытывает одновременно действие сил, разных по величине и направлению. Их равнодействующая определяется траекторией движения зерна и его положением в поперечном сечении потока.

      В отличие от поведения зерен в прямых наклонных потоках в винтовом потоке зерна перемещаются друг относительно друга не только вдоль желоба, но и в поперечном направлении. В результате легкие зерна, имеющие большую скорость перемещения по потоку, не только обгоняют зерна придонного слоя потока, но и смещаются под влиянием большей центробежной силы и поперечной циркуляции к внешнему краю потока, создавая веер продуктов в желобе.

      Средняя продольная скорость зерен по желобу винтового сепаратора мало отличается от скорости воды. Фактор крупности имеет для винтовых сепараторов большее значение, чем фактор плотности. Мелкие классы всех минералов задерживаются на желобе более продолжительное время, чем крупные.

      Основным конструктивным параметром сепаратора является диаметр винтового желоба, который определяет размеры аппарата, его массу и производительность. Выбор диаметра сепаратора зависит от производительности по твердому, крупности и плотности разделяемых минералов.

      С увеличением диаметра сепаратора крупность эффективно выделяемых на нем зерен увеличивается. Сепараторы малого размера эффективно выделяют мелкие зерна.

      Достигнутые экологические выгоды

      Экологические выгоды достигаются за счет энергосбережения, высокой производительности и минимального расходом воды.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Из-за простоты устройства и неприхотливости в работе винтовые сепараторы в настоящее время широко применяются в практике обогащения полезных ископаемых, в том числе:

      не имеют движущихся частей и не требуют приводных устройств;

      процесс обогащения можно наблюдать визуально;

      легко регулируются, не требуют высокой квалификации персонала;

      разгрузка продуктов обогащения производится непрерывно;

      малочувствительны к колебаниям нагрузки;

      могут работать в широком диапазоне плотности пульпы;

      имеют высокую удельную производительность на 1 квадратный метр занимаемой площади;

      имеют низкие эксплуатационные затраты.

      Кросс-медиа эффекты

      Не обнаружено.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Винтовые сепараторы широко применяются для обогащения мелкозернистых песков, содержащих ильменит, циркон, рутил, касситерит, золото и другие полезные минералы, а также для обогащения коренных руд редких и благородных металлов, железных руд, фосфоритов, хромитов и т. д.

      Экономика

      Данная техника не является новой. Схема и технология рассчитывается в этапах проектирования. Стоимость, затраты, экономика рассчитывается при проектных работах и закладываются в эксплуатационные параметры предприятия.

      Движущая сила внедрения

      Высокая производительность, экономия водопотребления и энергосбережение.

5.3.3. НДТ для процесса производства окатышей

5.3.3.1. Использование кольцевого охладителя гранулированного материала

      Описание

      Устройство для охлаждения кусковых материалов после их термической обработки в промышленных печах.

      Техническое описание

      Кольцевой охладитель предназначен для охлаждения горячих окатышей, поступающих из обжиговой печи, и является последней технологической машиной в комплексе оборудования по производству окатышей из железорудного концентрата.

      Кольцевой охладитель представляет собой конвейерную решетку в виде кольца. Разнообразные формы уплотнения включают водонепроницаемые, песочные уплотнения, термостойкую резину и лабиринтные уплотнения, они обеспечивают надежный эффект, более способствуют экономии энергии, сокращению выбросов и утилизации и утилизации отработанного тепла.

      В загрузочной части охладителя установлена разравнивающая стенка для формирования равномерного слоя окатышей определенной высотой. Охладитель имеет привод бесступенчатой регулировки скорости, за счет чего осуществляется автоматическая регулировка высоты слоя окатышей. Охладитель вращается в горизонтальной плоскости со скоростью до 2,7 об/час и конструктивно разделен на три зоны: рабочую зону, где происходит охлаждение окатышей (составляет 303°окружности); загрузочную зону – дуга в 25°, разгрузочную зону – дуга в 32°. Охлаждение окатышей осуществляется продувом холодного воздуха снизу вверх.

     


      Рисунок .. Кольцевой охладитель окатышей

      Конструкция для охлаждения окатышей путем продувания определенного объема воздуха через пазы паллетного поля, обеспечивает синхронное перемещение и примыкание подвижных элементов охладителя, их взаимодействие, а также требуемую температуру окатышей для дальнейшей транспортировки.

      Достигнутые экологические выгоды

      Предотвращение выбросов и максимальная рекуперация энергии.

      Экологические показатели и эксплуатационные данные

      Использование отработанных газов (рекуперация) при обжиге окатышей снижают расход газа на 27 – 32 % [24].

      На Полтавском ГОКе [25] (Украина) установлены три конструкции 400-тонных концевых охладителей железорудных окатышей. Кольцевой охладитель представляет собой конвейерную решетку в виде кольца, разделенного на четыре зоны. Он выполняет охлаждение окатышей до температуры 120 ºС.

      Кросс–медиа эффекты

      Капитальные затраты. Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

      Технические соображения, касающиеся применимости

      Общеприменимо.

      Экономика

      По сравнению с ленточным охладителем кольцевой охладитель занимает меньшую площадь, экономит инвестиции и имеет высокий коэффициент использования оборудования.

      Движущая сила внедрения

      Требования экологического законодательства.

      Повышение производительности и сокращение использования ТЭР, экономия материальных ресурсов.

5.3.3.2. Совершенствование технологии и тепловых схем обжига окатышей (интенсификация процессов сушки и обжига, применение эффективных горелочных устройств)

      Техническое описание

      Для подавления формирования оксидов азота существует несколько первичных мер (модификаций процессов горения). Все эти меры направлены на модификацию эксплуатационных и конструктивных параметров установок, таким образом, чтобы образование оксидов азота снижалось, или чтобы оксиды азота, которые уже образовались, преобразовывались перед их выбросом.

      Тепловое образование NОх экспоненциально увеличивается с температурой и имеет более слабую зависимость от концентрации кислорода. Следовательно, модификация процесса горения для снижения содержания термических NОх наиболее эффективна при снижении пиковых температур пламени. Это может быть достигнуто за счет ограничения скорости смешивания воздуха и топлива, а также может включать либо подачу топлива, либо подачу воздуха. Ступенчатое регулирование контролирует как топливо, так и тепловые NОх, уменьшая доступность кислорода в высокотемпературных областях пламени.

      Ступенчатая подача воздуха создает более низкие температуры на начальной стадии обогащения топливом, чем в пламени с избытком воздуха, за счет ограничения скорости реакций горения из-за низкой доступности кислорода. Как следствие, ступенчатая подача воздуха является эффективным средством снижения тепловых выбросов NОх. Ступенчатая подача воздуха также широко используется для снижения содержания топливных NОх, при этом было показано, что подача примерно 60 % стехиометрического количества воздуха на ступень обогащения топлива является оптимальным уровнем