Горнодобывающей промышленности

Переработка и использование сопутствующих пород

Ежегодный объем переработки горной массы при добыче полезных ископаемых составляет более десятки млрд т. Однако существующая технология добычи и обогащения полезных ископаемых приводит к тому, что собственно на полезные ископаемые приходится лишь сравнительно небольшая часть этого объема (в угольной промышленности, например, 20 %), остальная масса поступает в отвалы, степень утилизации которых не превышает 4 %. Подобные отвалы занимают многие десятки тысяч гектаров земель и неблагоприятно влияют на окружающую среду.

Между тем вскрышные и попутно извлекаемые породы при добыче полезных ископаемых содержат разнообразные компоненты, являющиеся ценным сырьем для промышленности строительных материалов.

Вскрышные породы как сырье для производства керамзита. Среди попутно извлекаемых и вскрышных пород значительное место занимают пластичные глины. Так, в Никопольском бассейне их запасы оцениваются в 430 млн м³, ежегодный выход составляет 9,5 млн м³. Такие глины являются хорошим сырьем для производства керамзита, служащего искусственным пористым наполнителем для легких бетонов и хорошим теплозвукоизоляционным материалом.

Обычно керамзит получают путем обжига легкоплавких (<1350 °С) глинистых пород с добавками порообразующих материалов (соляровое масло, торф, сульфитно-спиртовая барда и др.). В большинстве случаев керамзит получают в виде гравия с размером зерен 5-40 мм или щебня. Плотность керамзитового гравия составляет 150-800 кг/м³.

Разработаны технологические схемы заводов по производству керамзита (средняя насыпная плотность 500 кг/м³) мощностью. 200 тыс. м³/год.

По одному из вариантов этой схемы глинистое сырье после переработки в камневыделительных вальцах, глиномешалке с фильтрующей головкой и вальцах тонкого помола подают в башни-силосы для гомогенизации, откуда усредненная глиномасса поступает в формующий агрегат. Отформованные сырцовые гранулы вводят в двухбарабанную вращающуюся печь, разделенную перегрузочной камерой. В первой части печи происходит подсушка сырцовых гранул, во второй – их обжиг.

Для опудривания отформовочных гранул с целью предотвращения их спекания предусмотрено специальное устройство для введения в зону вспучивания печи огнеупорного порошка. Контроль и корректировка процесса обжига обеспечиваются при помощи измерителя насыпной плотности керамзита, установленного между обкатной головкой печи и холодильником. Вспученные зерна керамзитового гравия по выходе из печи охлаждают и рассеивают на фракции.

Рекультивация земель. Рекультивация – это комплекс работ, направленных на воспроизводство и улучшение всего нарушенного природно-территориального комплекса в целом. В процессе рекультивации различают два основных этапа: горно-технический и биологический. Задачей первого этапа является подготовка территорий (планировка отвалов, придание откосам нужной формы, покрытие их плодородными грунтами и т. п.) для последующего освоения. Второй этап охватывает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель и созданию благоприятных для жизнедеятельности человека ландшафтов. Рекультивация, таким образом, позволяет не только устранить вредное влияние отвалов горнодобывающих предприятий на биосферу, но и вернуть народному хозяйству значительные земельные площади, которые могут быть использованы для создания лесных массивов, сельскохозяйственного освоения, строительства некоторых объектов и ряда других целей.

Закладка выработанных пространств. С начала 60-х гг. в горнодобывающей промышленности нашей страны развиваются способы шахтной добычи полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. В качестве закладочного материала использовать как отвалы и хвосты обогащения горных предприятий, так и отходы других отраслей промышленности (шлаки, золы и т. п.). Способы добычи с закладкой применяют с целью более полной добычи полезных ископаемых, так как при обычной технологии их выемки для компенсации горного давления требуется оставлять под землей так называемые охранные целики, содержащие десятки и сотни миллионов тонн руд и твердого топлива. Использование закладки выработанного пространства является весьма перспективным, так как позволяет не только увеличить добычу руд и топлива (за счет охранных целиков), но и ликвидировать значительную часть хранящихся на земной поверхности твердых отходов промышленности.