Обоснование технологии разработки угольных месторождений разрезами малой производственной мощности с землесберегающим отвалообразованием.

Актуальность работы. Программа развития угольной промышленности Российской Федерации до 2030 года предусматривает увеличение добычи угля до 530 млн. т. при сохранении структуры основных добывающих регионов. При этом основной уровень увеличения добычи угля будет осуществляться за счет угольных месторождений расположенных в Сибирском и Дальневосточном федеральных округах РФ. В Российской Федерации открытую разработку угольных месторождений осуществляют 119 разрезов, которые входят в состав крупных угольных компаний и 80 самостоятельных акционерных обществ (75 %). Годовая добыча угля открытым способом достигла 331 млн.т (2018 г), что составляет 75,3 % от всей добычи в Российской Федерации. Одной из основных тенденций развития угледобывающей отрасли страны, проявившейся в последние двадцатилетие (1998–2018 гг.), является увеличение доли участия угольных разрезов (23 %), имеющих относительно небольшую годовую производственную мощность (до 1,5 млн.т). Данная тенденция объясняется горно-геологическими условиями месторождений, потребностью региона и экономическими возможностями инвесторов. Огромный потенциал угольных месторождений приемлемых для открытого способа разработки характеризуются преимущественно свитовым залеганием пластов наклонного и крутого падения, представленных малой и средней мощностью (0,5–8 м, реже 10–14 м), которые могут в полной мере обеспечить потребности углем, в том числе, труднодоступные регионы Российской Федерации. Далеко не все пользователи недр (акционерные общества) имеют достаточные возможности вложение инвестиций для освоения крупных угольных месторождений, что объясняет рост в общей угледобыче доли малых угольных разрезов. Угольные разрезы малой производственной мощностью характеризуются и отличаются небольшими параметрами карьерных полей 6 (глубиной от 50 до 100 м), минимальным сроком ввода в эксплуатацию (три месяца), низкими удельными капитальными затратами, высокой производительностью труда, небольшим коэффициентом вскрыши, менее энергоемким горным оборудованием, характеризуемым маневренностью, универсальностью и обеспечивающим возможность его использования на добычных, вскрышных и отвальных работах. В настоящее время совмещение технологических операций (процесса отвалообразования в карьерной выемке) при проектировании и разработке малых карьерных полей открытой угледобычи учитывается не в полной мере. В настоящее время в угольных регионах Российской Федерации после открытой разработки месторождений остаются карьерные выемки, что ведет к существенному возрастанию площади изъятия земель из оборота. Снизить данную негативную тенденцию предлагается за счет разработки и внедрения технологических решений по складированию вскрышных пород в карьерных выемках оставшихся от разных пользователей недр, что позволит восстановить (рекультивировать) нарушенные земельные ресурсы, снизить их изъятия из оборота и, в целом, повысить эффективность открытой угледобычи. Наиболее перспективным технологическим решением, направленным на сбережение ресурсов открытой угледобычи при групповом расположении угольных разрезов, является ведение горных работ с отвалообразованием вскрышных пород в карьерной выемке смежного участка. Минимизация площадей, занимаемых под открытые горные работы, за счет использования выработанного пространства в качестве емкости для размещения вскрышных пород является важной проблемой с точки зрения землесбережения. Известные в настоящее время научные исследования и проектные проработки связаны с крупными разрезами и предусматривают отвалообразование в собственном выработанном пространстве. Особенности взаимного расположения месторождений, разрабатываемых малыми карьерными полями, создают предпосылки использования 7 землесберегающей технологии за счет размещения отвалов в смежных карьерных выемках. Возможность и условия использования выработанного пространства смежных малых карьерных полей для складирования вскрышных пород изучены не в полной мере, что обосновывает актуальность настоящих исследований. Работа выполнена в соответствии с формированием государственных заданий высшим учебным заведениям (2012–2013 гг.) НИР (№ 5.2741.2011) на тему «Разработка моделей безопасных технологий добычи и обогащения углей в Кузбассе».