На карьере Калининградского янтарного комбината (КЯК) с целью добычи полезного ископаемого разрабатывается пласт «голубой земли». Для этого, как и при разработке вскрышных пород, применяется гидромеханизированная технология. Размыв пород производится гидромонитором. Гидросмесь, образовавшаяся в результате их размыва, самотеком по пульповодной канаве стекает в забойный зумпф. Далее землесос осуществляет ее транспортирование по трубам к месту назначения: вскрышную породу к месту гидроотвалообразования (намыву), а янтароносную – к обогатительной фабрике. После выделения янтаря хвосты обогащения по напорному трубопроводу транспортируются на берег Балтийского моря и укладываются в хвостохранилище. Под действием гравитации порода оседает, а осветленная вода сбрасывается в Балтийское море.
В опубликованных ранее статьях [1, 2] была обоснована концепция реконструкции предприятия ввиду опасности экологической катастрофы, возникшей в результате складирования хвостов обогащения на берегу Балтийского моря и абразии его берегов (рис. 1).
Рис. 1. Предлагаемая структура гидрокомплекса карьера КЯК
Одной из главных составляющих технического совершенствования является реконструкция системы водоснабжения [3, 4]. Существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК представлена на рис. 2. Она имеет целый ряд недостатков [5].
Рис. 2. Существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК
Прямоточность схемы водоснабжения, т.е. забор воды из Балтийского моря и сброс отработанной воды после осветления гидросмеси при намыве пород. Подобные схемы в случае применения гидромеханизации при добыче полезных ископаемых открытым способом в нашей стране запрещены по условиям охраны окружающей среды и давно не применяются. КЯК в период нереста рыб простаивает (сокращение сезона, неритмичность работы и издержки) и производит ненужные выплаты как за потребление ресурса – воды, так и за её сброс после использования в технологических процессах.
Неиспользование воды карьерного водоотлива. Сравнительно большой приток вод карьерного водоотлива (порядка 24 тыс. м3 в сутки) фактически сбрасывается без использования в интересах предприятия, при этом производятся выплаты за их утилизацию.
Местоположение хвостохранилища – в пляжной зоне Балтийского моря. Абразия, т.е. разрушение берега волнами и прибоем Балтийского моря, может привести к размыву дамб и замутнению воды мелкодисперсными частицами хвостов обогащения, произойдет экологическая катастрофа.
Насосное оборудование не обеспечивает возможность интенсификации и повышения эффективности работы гидромеханизации карьера. Сведения по работе гидромеханизации Приморского карьера свидетельствуют о сравнительно низкой производительности оборудования гидрокомплекса. Опыт эксплуатации подобного оборудования при разработке четвертичных вскрышных пород угольных разрезов в Кузбассе показывает, что резерв производительности установленного оборудования составляет не менее 20–25 % [1].
Можно с уверенностью сказать, что существующая схема водоснабжения гидрокомплекса карьера КЯК во многом определяет экологический и экономический ущерб предприятия.
В 2007–2008 гг. с целью реконструкции существующей схемы водоснабжения за счет организации прудка-накопителя в соответствии с [3] были произведены расчеты по анализу режимов оборудования в горнотехнических условиях карьера КЯК и обеспечению баланса систем водоснабжения и гидротранспортирования. Они позволили определить все параметры системы водоснабжения, максимально используя при этом существующие трубопроводы и оборудование для обеспечения работы гидрокомплекса карьера. Были рекомендованы две схемы: для работы землесосных установок на вскрыше (20ГРуТ-8м) и на добыче (3ГМ-2М) в первую смену, а в третью смену – двух вскрышных землесосных установок (20ГРуТ-8м и 3ГМ-2М), которые приведены на рис. 3, а и 3, б [7, 8].
Рис. 3. а – схема водоснабжения при работе трех забоев единовременно, б – схема водоснабжения при работе двух забоев единовременно
В результате фактический напор воды перед гидромонитором мог быть увеличен с 1,2 МПа до 1,4÷1,6 МПа, что соответствовало бы требованиям существующих норм для пород IV и V групп [4, 9]. В результате реконструкции существующий удельный расход воды 11,2 м3/м3 должен снизиться до 8 м3/м3. По непонятным причинам это техническое решение реализовано не было.
В нынешней ситуации, когда существует угроза экологической катастрофы из-за складирования хвостов обогащения на пляже Балтийского моря и абразии его берегов, требуется объединить перенос хвостохранилища в выработанное пространство карьера и реконструкцию системы водоснабжения.
Выработанное пространство карьера в настоящее время составляет порядка 1000×2000 м (рис. 4) – этой площади вполне достаточно для размещения как хвостохранилища, так и внутреннего отвала вскрышных пород. Дамбы обвалования следует намывать из гидросмеси вскрышных пород, что само по себе сокращает затраты из-за уменьшения расстояния транспортирования гидросмеси и позволит окончательно избавиться от потерь янтаря, который находится во вскрышных породах. Учитывая рекомендации [1], вскрышные породы могут быть использованы и как сырье для производства строительных материалов: песка и гравия [6].
Рис. 4. Выработанное пространство карьера КЯК
В процессе переукладки хвостов обогащения с берега Балтийского моря в новое экологически безопасное хвостохранилище значительно проще организовать выделение из них глауконита по технологии, которая в условиях Янтарного комбината была разработана и апробирована на опытно-промышленной установке еще 25 лет назад.
Таким образом, основными направлениями совершенствования системы водоснабжения карьера Калининградского Янтарного комбината являются:
– исключение прямоточности схемы водоснабжения;
– использование воды карьерного водоотлива;
– обеспечение интенсификации и повышения эффективности работы гидромеханизации карьера [10, 11].
Достижение вышеперечисленных направлений совершенствования системы водоснабжения возможно, на наш взгляд, только путем переноса места намыва вскрышных пород и хвостов обогащения в выработанное пространство. В таком случае может быть обеспечено:
– исключение экологической катастрофы из-за размыва дамб хвостохранилища в результате абразии берегов Балтийского моря;
– попадание неосветленной гидросмеси в Балтийское море;
– исключение потерь янтаря, находящегося во вскрыше;
– комплексное использование всех минеральных ресурсов месторождения;
– резкое сокращение штрафов и повышение экономической эффективности работы карьера.
Библиографическая ссылка
Деревяшкин И.В., Кононенко Е.А., Садыков А.А. НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ КАРЬЕРА КАЛИНИНГРАДСКОГО ЯНТАРНОГО КОМБИНАТА // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 12-2. – С. 225-229;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=35242 (дата обращения: 20.04.2024).