Наслідки видобутку з корисними копалинами. Вплив гірничодобувного комплексу на довкілля

Надра

Надра - це верхня частина земної кори, в межах якої можлива видобуток корисних копалин. Надра містять мінеральні ресурси – основу провідних галузей світового господарства.

Сукупність корисних копалин, укладених у надрах становить поняття «мінеральні ресурси», які є основою для розвитку найважливіших галузей промисловості (енергетика, чорна та кольорова металургія, хімічна промисловість, будівництво).

На території Росії відомо кілька тисяч родовищ паливно-енергетичного комплексу, нерудної сировини та підземних вод. Водночас після розпаду СРСР виникла проблема створення власної сировинної бази марганцевих, хромітових, фосфоритових руд, каоліну, великих родовищ яких на території країни практично відсутні. За наявності сировинної бази не добуються титан, ртуть. Значна частка свинцевої, цинкової, сурм'яної, ніобієвої, рідкісноземельної та іншої сировини раніше перероблялася в колишніх союзних республіках. Звідти до Росії надходили залізний концентрат, глинозем, молібден, фосфатна, сірчана, калійна сировина, напівпродукти деяких кольорових та рідкісних металів.

Прогнозні ресурсипрактично всіх видів мінеральної сировини в цілому по країні дуже значніале реалізація їх вимагає систематичних інвестиційу геологічне вивчення надр.

За оцінками ресурс російських надр, і навіть те, що у поверхню нашої країни, становить у грошах 140 трлн. доларів. Для порівняння: це понад 2000 сучасних національних річних бюджетів. Корисних копалин розвідано поки що на 29 трлн. доларів.

Скорочення асигнувань на геолого-розвідувальні роботи в останні роки призвело практично до припинення пошуків відсутніх у Росії корисних копалин, а також робіт з компенсації погашених запасів, розширення та поліпшення мінерально-сировинної бази країни. У результаті приріст запасів практично за всіма видами корисних копаних виявився нижчим, ніж було необхідно для компенсації поглинених запасів, навіть при зменшенні видобутку.

Розподілродовищ біля Росії дуже рівномірно. Найбільший валовий мінерально-сировинний потенціал має Далекий Схід і Примор'я (родовища кольорових, рідкісних, шляхетних металів, бору). Незважаючи на відносно низьку частку розвіданих запасів від загального потенціалу (мінеральних ресурсів (3%), у регіоні видобувається практично все: олово, сурма, алмази, бор, більше половини золота, свинцю, плавикового шпату, третина вольфраму від усього видобутку по Росії).

Важливу роль загальноросійському балансі видобутку грають родовища залізняку Курської магнітної аномалії, нафти Поволжя, вольфраму і молібдену Північного Кавказу.

Вважається, що бідні на мінеральні ресурси Центральний і Волго-Вятський райони. Однак це не означає відсутності достатньої кількості корисних копалин, вони просто можуть бути в глибоких горизонтах.

У Печенському районі поблизу міста Нікель, де зосереджено великі запаси нікелевих руд. До цього тут було пробурено понад мільйон метрів розвідувальних свердловин, але на більшу глибину вони не йшли. Вважалося, що родовища нікелевих руд розташовуються неподалік поверхні - на глибині 100 м. Кольська свердловина 12262 м на глибині 1600-1800 м розкрила рудне тіло з промисловим вмістом міді та нікелю. Одне це виправдало всі витрати на її створення. При подальшому бурінні отримано нові дані. На глибині 10-10,25 км на Кольській надглибокій розкрито нові елементи гранітного шару, де є нікель, мідь, золото, причому з промисловим вмістом. З 1998 р. свердловина працює у режимі геологічної лабораторії світового класу.

Вся сировинна мінеральна базаохоплює глибини до 4 км.Ці запаси швидко виснажуються. Глибоке буріння дозволяє стежити за глибинами Землі та краще зрозуміти, як утворюються запаси корисних копалин.

Вторгнення в надра може іноді дуже відчутний вплив на природу. У ряді випадків виводяться з користування сільськогосподарські угіддя, завдається шкоди лісам, змінюються гідрогеологічний режим районів, рельєф місцевості та рух повітряних потоків, забруднюються відходами виробництва поверхня землі, повітряний та водний басейни.

На місці відкритих розробок знищуються рослинність тварини, ґрунт, перевертаються, на глибину сотень метрів багатовікові геологічні напластування Породи, винесені з глибин на поверхню, можуть виявитися не тільки біологічно стерильними, а й токсичними для рослин та тварин.Великі території перетворюються на неживі простори – індустріальні пустелі. Подібні землі, вибуваючи із господарського використання, стають небезпечними осередками забруднення.

Суттєві зміни, що вносяться до природних ландшафтів промисловістю, часто не можуть бути відновлені самою природою в короткий термін, особливо на територіях з екстремальними умовами (райони вічної мерзлоти та посушливі області).

При переробці корисних копалин переважна частина гірської маси, що видобувається, йде у відвали.

Протягом багатьох років на високому рівні зберігаються втрати в надрах при підземному способі видобутку вугілля (23,5%), у тому числі коксівного (20,9%), хромової руди (27,7%), калійних солей (62,5%) %).

Значних збитків завдає держава від втрат цінних компонентів і некомплексної переробкивже здобутої мінеральної сировини. Так, у процесі збагачення руд губитьсябільше третини олова та близько чверті заліза, вольфраму, молібдену, оксидів калію, п'ятиокису фосфору з фосфоритної руди.

Незадовільно використовується при видобутку нафтовий газ, якого в Росії (в основному в Тюменській області) лише 1991 р. спалено у смолоскипах понад 10 млрд. м3).

В даний час гірничопромисловий комплексперетворився на один із самих великих джерел порушення та забрудненнядовкілля. Спектр впливу забруднювачів, що утворюються в результаті діяльності підприємств гірничодобувної промисловості на біосферу, настільки широкий, що в ряді районів викликає непередбачувані ефекти, які згубно впливають на стан рослинного та тваринного світу.

У багатьох випадках видобута мінеральна сировина використовується некомплексно, не піддається глибокій переробці. Особливо це стосується цінних попутних компонентів, запаси яких погашаються з надр пропорційно видобутку запасів основних корисних копалин, але вилучення їх з надр руд значно відстає від видобутку основних корисних копалин. Втрати відбуваються в основному на стадії збагачення руд та металургійного переділу через недосконалостізастосовуваних або відсутності необхідних технологій.

Під впливом гірських розробок відбуваються суттєві зміни природних ландшафтів. У районах видобутку корисних копалин утворюється специфічний рельєф, представлений кар'єрами, териконами, відвалами, хвостосховищамита іншими техногенними утвореннями. При підземному способі видобутку відбувається зниження масиву гірських порід у бік виробленого простору, утворюються тріщини, розриви, провали, воронки та осідання земної поверхні, на великих глибинах у гірничих виробках проявляються гірські удари, викиди та промені порід, виділення метану, сірководню та інших токсичних газів , Раптові прориви підземних вод, особливо небезпечні в карстових районах та в зонах великих розломів. При відкритому способівідпрацювання родовищ корисних копалин розвиваються зсуви, осипи, обвали, сілита інші екзогенні геологічні процеси.

Відходи гірничодобувних підприємств забруднюють ґрунт, підземні поверхневі води, атмосферу, негативно впливають на рослинний та тваринний світ, виключають значні площі земель із сільськогосподарського обороту, будівництва та інших видів господарської діяльності. Разом з тим, значна частина відходів гірничодобувних виробництв містить цінні компоненти в концентраціях, достатніх для промислового вилучення, і служить гарною сировиною для виробництва різноманітних будівельних матеріалів. Однак їх використання із цією метою не перевищує 6-7%. Підвищення використання відходів гірничодобувних та металургійних виробництв може дати великий економічний ефект.

При гірничодобувних роботах змінюється гідрогеологічний режим території Найчастіше знижується рівень грунтових вод, відбувається усушення як місць проведення гірничих робіт, а й прилеглих до них територій. Утворюється так звана «депресійна» вирва осушеннядіаметр якої в кілька разів перевищує розміри ділянки гірничих робіт. В окремих випадках (при перекритті поверхневих водостоків або осіданні поверхні землі після підробітку) можливе і заболочування та (підтоплення) території. Висушення районів проведення робіт викликає обмілення та навіть зникнення малих річок.

Щорічно до річок скидаються сотні мільйонів кубометрів недостатньо очищених або зовсім неочищених вод із шахт збагачувальних фабрик та кар'єрів, не кажучи вже про інші промислові підприємства. Ці води несуть мільйони тонн твердих завислих частинок. В результаті багато річки перетворюються, по суті, в стічні колектори, в яких тече вже не вода, а вуглиста суспензія.

Прямим наслідком підземних гірничих робіт стає усихання лісів у підроблених шахтами місцях. Старі дерева не можуть перебудуватися на сухіший режим водного харчування. До того ж зсуви ґрунтової товщі, що відбуваються при осаді покрівлі, призводять до розриву коренів.

Забруднення атмосферного та водного басейнів у вугледобувних районах частково також пов'язано з порушеннями та нерекультивованими землями, хоча основними джерелами забруднення є технологічні процеси видобутку та збагачення вугілля, хімічні препарати.

Атмосфера забруднюється пилом при буровибухових, розкривних, транспортно-вантажних роботах, від вітрової ерозії відвалів гірської породи. Досить сказати, що тільки за одного середнього за потужністю вибуху повітря викидаються сотні кубометрів пилегазової хмари, що містить десятки тонн пилу. З незакріплених рослинністю породних відвалів вітром здувається у деяких випадках до 200 т пилу з 1 га.

Гірничодобувні роботи викликають справжню «ланцюгову реакцію» негативних змін у навколишньому середовищі. Руйнується грунтовий покрив, зникає рослинний і тваринний світ, порушується гідрологічний і температурний режим у місцях видобутку, а й на прилеглих територіях, відбувається забруднення вод продуктами ерозії, а повітряного басейну пилом і газами. Це суттєво погіршує екологічні умови навколишнього середовища або стосовно людини – санітарно-гігієнічні умови життя.

Специфічні зміни довкілля відбуваються за господарського освоєння північних районів. Порушення умов теплообміну призводить до розвитку кріогенних фізико-геологічних процесів, таких, як термокарст, кріогенне пучення, термоерозія та ін.

На надра кріолітозониприпадає більшість (понад 60%) наших запасів вуглеводневої сировини. Вони сконцентровані у кількох гігантських родовищах, серед яких виділялися Ведмеже, Уренгойське, Ямбурзьке, Заполярне, а також родовища півострова Ямал та ін.

Техногенному впливу під час будівництва та експлуатації об'єктів газової промисловості піддається весь комплекс природних умов: мерзлотний ландшафт, товщі порід, ґрунтовий шар, сніговий покрив, підземні води, атмосферне повітря, а також флора та фауна.

Найбільш відчутних збитків зазнає геологічне середовище і, перш за все, верхній горизонт кріолітозони. Порушення рослинності, ґрунтового та снігового покриву на великій площі створюють сприятливі умови для інтенсивного розвитку ерозійних процесів.

Активізація господарську діяльність людини у Західно-Сибірській тундрі призводить до прискорення природного процесу відступу північного кордону лісів у результаті заболочування рівних ділянок. Внаслідок цього збільшуються тундроподібні території, клімат стає суворішим. Під час будівництва доріг, ліній електропередачі та інших об'єктів біля житлових селищ вирубуються ліси.

Великих збитків природному середовищу завдає застосування у теплий період важкого гусеничного транспорту. Гусениці тракторів та всюдиходів розривають дернину, що веде до протаювання багаторічномерзлого шару, розвитку ерозії та термокарсту. В окремих районах тундри достатньо розчистити ґрунтовий майданчик, щоб через кілька років він перетворився на озеро. Тому для роботи в умовах Крайньої Півночі застосовують нові типи транспортних засобів з низьким питомим тиском на ґрунт, високою прохідністю та вантажопідйомністю, що не порушують ґрунтово-рослинний покрив. Відомо, що сліди важкої техніки зберігаються у тундрі протягом 30-40 років.

Інтенсивне освоєння нафтових і газових родовищ тюменської півночі значно впливає на природне середовище регіону. Видобуток нафти та газу призводить до помітного порушення екологічної рівноваги. , забруднення довкілля. Це відноситься до повітряного і водного басейнів, надр, рослинного та тваринного світу.

Особливо легко порушується природна рівновага в умовах Крайньої Півночі. Знищений автомашиною ягель відновлюється лише за кілька десятиліть, тракторний слід на вічній мерзлоті поступово перетворюється на глибокий яр. Освоєння найбагатшого газоконденсатного родовища, розвідка нових покладів вуглеводнів, будівництво трубопроводів, поява вахтових та трасових селищ перетворили півострів Ямал на район інтенсивної індустріалізації.

Гірничопромисловий комплекс- одне з найбільших джерел порушених земель та забруднення навколишнього середовища в Росії. У 7 із 15 районів із вкрай неблагополучною екологічною обстановкою концентрується велике видобувне виробництво, а в 5 - видобуток поєднаний із переробкою мінеральної сировини. У деяких районах Уралу та Кузбасу висока забрудненість та деградація природного середовища досягли критичних значень. Причинами порушення екологічної рівноваги на половині вилучених для промислового використання площ стали видобуток і геологорозвідувальні роботи. Під них відчужуються великі площі орних земельі екологічно вразливих тундрових та тайгових угідь. Виникнення кар'єрних западин, провалів та депресій у районах підземних розробок, а також відвалів та відстійників призводить до незворотних ландшафтних змін, а порушення гідрогеологічного режиму – до утворення депресійних вирв на околицях великих кар'єрів, копалень та шахт.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра геоекології

РЕФЕРАТ

на тему «Вплив відкритого способу видобутку корисних копалин на довкілля»

Санкт-Петербург 2016

• Вступ
• 1. Впливи гірничого виробництва на довкілля
• 2. Забруднення навколишнього середовища при відкритих гірничих роботах
• 3. Захист навколишнього середовища від негативного впливу відкритих розробок
• 4. Рекультивація земель, що порушуються відкритими гірничими роботами
• 4.1 Гірничотехнічна рекультивація
• 4.2 Біологічна рекультивація
• Висновок
• Список літератури

Вступ

гірський навколишній забруднення рекультивація

Гірське виробництво технологічно взаємопов'язане із процесами впливу людини на навколишнє середовище з метою забезпечення сировинними та енергетичними ресурсами різних сфер господарської діяльності.

Відкриті гірничі роботи - область гірничої науки та виробництва, яка включає сукупність методів, способів та засобів людської діяльності з проектування, будівництва, експлуатації та реконструкції гірничодобувних підприємств, котлованів, насипних споруд та інших об'єктів різного функціонального призначення.

При виробництві відкритих гірських робіт у повітряне середовище надходить значна кількість забруднювачів, причому основною забруднювальною речовиною є неорганічний пил. Поширення цієї речовини призводить до поступової деградації зелених насаджень, зниження їх продуктивності та втрати стійкості. Під впливом «чужих» для організму речовин, порушується структура клітин, знижується тривалість життя організмів, прискорюються процеси старіння. Для людини особливу небезпеку являють собою порошинки, здатні проникати в периферії легені.

З кожним роком техногенний вплив на навколишнє природне середовище зростає, тому що добувати мінеральні ресурси доводиться в дедалі складніших умовах - з більшої глибини, у складних умовах залягання, з невисоким вмістом цінного компонента.

Найважливішою стороною проблеми взаємодії гірничого виробництва з навколишнім середовищем у сучасних умовах є і зворотний зв'язок, що все більш посилюється, тобто вплив умов навколишнього середовища на вибір рішень при проектуванні, будівництві гірничих підприємств та їх експлуатації.

1. Впливгірничого виробництва на довкілля

Для всіх способів розробки родовищ характерно вплив на біосферу, що стосується практично всіх її елементів: водний і повітряний басейни, землю, надра, рослинний і тваринний світ.

Цей вплив може бути як безпосереднім (прямим), так і непрямим, що є наслідком першого. Розміри зони поширення непрямого впливу значно перевищують розміри зони локалізації прямого впливу, і, як правило, до зони непрямого впливу потрапляє не тільки елемент біосфери, що піддається безпосередньому впливу, а й інші елементи.

У процесі гірничого виробництва утворюються і швидко збільшуються простори, порушені гірськими виробками, відвалами порід і відходів переробки і є безплідними поверхнями, негативний вплив яких поширюється на навколишні території.

У зв'язку з осушенням родовища та скиданням дренажних та стічних вод (відходів переробки корисних копалин) у поверхневі водойми та водотоки різко змінюються гідрологічні умови в районі родовища, якість підземних та поверхневих вод. Атмосфера забруднюється пилогазовими організованими та неорганізованими викидами та виділеннями різних джерел, у тому числі гірничих виробок, відвалів, переробних цехів та фабрик. В результаті комплексного впливу на зазначені елементи біосфери істотно погіршуються умови зростання рослин, проживання тварин, життя людини. Надра, будучи об'єктом та операційним базисом гірничого виробництва, зазнають найбільшого впливу. Оскільки надра відносяться до елементів біосфери, які не мають здатності до природного відновлення в найближчому майбутньому, охорона їх повинна передбачати забезпечення науково обґрунтованої та економічно виправданої повноти та комплексності використання.

Вплив гірничого виробництва на біосферу проявляється у різних галузях народного господарства та має велике соціальне та економічне значення. Так, непрямий вплив на землі, пов'язаний із зміною стану та режиму ґрунтових вод, осадженням пилу та хімічних сполук із викидів в атмосферу, а також продуктів вітрової та водної ерозії, призводить до погіршення якості земель у зоні впливу гірничого виробництва. Це проявляється у пригніченні та знищенні природної рослинності, міграції та скороченні чисельності диких тварин, зниженні продуктивності сільського та лісового господарства, тваринництва та рибного господарства.

На сучасному етапі розвитку вітчизняної та зарубіжної науки та техніки родовища твердих корисних копалин розробляються в основному трьома способами: відкритим (фізико-технічна відкрита геотехнологія), підземним (фізико-технічна підземна геотехнологія) та через свердловини (фізико-хімічна геотехнологія). У майбутньому значні перспективи має підводний видобуток корисних копалин із дна морів та океанів.

2. Забруднення навколишнього середовища при відкритих гірничих роботах

На підприємствах із відкритим способом розробки джерелами найбільшого екологічного ризику є викиди та скиди від технологічних процесів на кар'єрах: від процесів, пов'язаних із збагаченням руд; з поверхні відходів виробництва.

Процеси від впливу гірничих робіт на довкілля можуть бути інженерні, екологічні та соціальні. Залежать вони від ступеня порушення та забруднення ґрунтів, земель, надр, підземних та поверхневих вод, повітряного басейну, внаслідок чого виникає економічна та соціальна шкода, яка змінює ефективність виробництва та потребує експертизи на предмет екологічної безпеки виробничої діяльності гірничодобувного підприємства.

При розробці родовищ відкритим способом виникають геомеханічні, гідрогеологічні та аеродинамічні порушення. Геомеханічні порушення є результатом прямого впливу технологічних процесів на навколишнє природне середовище. Гідрогеологічні порушення пов'язані зі зміною розміщення, режиму та динаміки поверхневих, ґрунтових та підземних вод внаслідок геомеханічних порушень. Аеродинамічні порушення виникають у результаті спорудження високих відвалів та глибоких виїмок і також тісно пов'язані з геомеханічними порушеннями.

До джерел геомеханічних порушень належать:

Проходження розкривних та підготовчих виробок;

Видобуток корисних копалин;

Відвалоутворення.

Основними кількісними характеристиками джерел геомеханічних порушень є:

швидкість просування фронту робіт;

Довжина або площа фронту робіт (довжина та ширина кар'єру);

Потужність шару грунту, що порушується;

Глибина кар'єру;

Висота відвалів;

Обсяги видобутих корисних копалин, супутніх природних ресурсів (добові, річні).

До джерел гідрогеологічних порушень належать:

осушення площі земельного відведення;

Видобуток корисних копалин.

До джерел аеродинамічних порушень відносяться:

створення відвалів гірських порід;

Створення великих порожнин, заглиблень у рельєфі.

У процесі впливу відкритих гірничих робіт відбувається забруднення різних компонентів навколишнього природного середовища (літосфери, гідросфери та атмосфери). Літосферні забруднення характеризуються засміченням земної поверхні твердими речовинами, пилом, забрудненням нафтопродуктами, а також закисленням та розкисленням ґрунтів різними розчинами (рідкими речовинами). Гідросферні забруднення обумовлені проникненням у поверхневі та підземні води різних речовин як органічного, так і неорганічного походження. Забрудненими атмосферу є газоподібні, пароподібні, рідкі та тверді речовини. Ареал забруднення атмосфери може змінювати свій напрямок відповідно до напряму вітру, утворюючи зони свого впливу та впливу. Конфігурація ареалів забруднення атмосфери залежить від параметрів джерел викиду забруднюючих речовин (точковий, лінійний, майданний), метеорологічних умов атмосфери та інших факторів.

До джерел забруднення земель, ґрунтів, надр належать:

Складування сипких та розчинних розкривних порід безпосередньо на ґрунтах;

Скидання стічних вод на землю;

Складування твердих відходів;

Поховання відходів виробництва у надрах;

Пиляння породних відвалів хвостосховищ.

До джерел забруднення підземних та поверхневих вод відносяться:

Скидання стічних вод побутового та промислового господарства кар'єру;

Змив атмосферними опадами ЗВ з проммайданчиків;

Випадання забруднених опадів та пилу атмосфери.

До джерел забруднення атмосферного повітря належать:

Дроблення та усереднення корисних компонентів під час переробки руди;

Горіння та пилення породних відвалів;

Вантажні та транспортні роботи;

Буровибухові роботи;

Виділення газів із підірваної гірничої маси;

Пиляння під час відвалоутворення.

Основні форми порушення та забруднення навколишнього природного середовища при розробці родовищ корисних копалин у відкритий спосіб представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Основні форми порушень та забруднень при видобутку корисних копалин у відкритий спосіб

3. Защіт довкілля від негативного впливу відкритих розробок

Охорона повітряного середовища. При виконанні відкритих гірничих робіт у повітряне середовище надходить велика кількість мінерального пилу та газів, які поширюються на значні відстані, забруднюючи повітря у неприпустимих межах. Найбільше пилоутворення відбувається в процесі масових вибухів, при бурінні свердловин без пиловловлення, при завантаженні сухої гірничої маси екскаваторами. Основними, постійно діючими джерелами пилу на кар'єрах з автотранспортом є автодороги, частку яких припадає до 70-80 ° про всю пилу, що виділяється на кар'єрі. При масових вибухах на висоту до 20-300 м виділяється одночасно 100-200 т пилу та тисячі кубічних метрів шкідливих газів, значна частина яких поширюється за межі кар'єрів до кількох кілометрів. За вітряної сухої погоди велика кількість пилу здувається з робочих поверхонь кар'єрів і особливо відвалів.

Забруднення атмосфери кар'єру газами відбувається у результаті вибухів, але й при виділеннях газів з гірських порід особливо за самозаймання і окисленні руд. а також внаслідок роботи машин із двигунами внутрішнього згоряння.

Основним напрямом боротьби з пилом та газами в кар'єру є попередження їх утворення та придушення поблизу джерела. Наприклад, використання пиловловлювачів на бурових шарошечних верстатах знижує виділення пилу з 2000 до 35 мг/с. Покриття автомобільних щебеневих доріг пилозв'язуючими речовинами знижує пиловиділення на 80-90%. Термін знепилення доріг при застосуванні води становить 1.5 год. сульфатно-спиртової барди – 120 год.

Зниження пиловиділення з породних відвалів досягається завдяки їх рекультивації, покриттю пилозв'язуючими розчинами та емульсіями, гідропосіву багаторічних трав.

Пиляння поверхні відвалів і шламосховищ завдає значної шкоди навколишньому середовищу.

Для закріплення поверхонь шламохраннлищ і відвалів використовуються водні розчини полімерів та поліакриламіду з витратою 6-8 л/м2 або бітумна емульсія концентрації 25-30% з витратою 1.2-1,5 л/м2. Нанесення закріплювачів може здійснюватися за допомогою поливальних машин або автогудронавтів. Може також застосовуватися розбризкування з гелікоптерів. Термін нормальної служби закріплювачів – 1 рік.

Наявність ендогенних пожеж, тобто. пожеж від самозаймання в кар'єрах та на відвалах порожніх порід, є однією з причин запиленості та загазованості атмосфери. Ендогенні пожежі виникають у вугільних ціликах, вугільних навалах, відвалах порожніх порід, до яких примішане вугілля. Сприяє самозайманню вугілля пошаровий порядок відпрацювання потужних пластів, використання розпушеної гірничої маси як основа залізничних колій.

Для придушення та профілактики пожеж застосовується нагнітання води у вугільний масив, заливання укосів вугільних уступів та поверхні відвалів, покриття їх глинистою кіркою, зміна технології виїмки вугілля, щоб зменшити час контакту оголених вугільних пластів з повітрям.

Пригнічення пилегазових виділень, що виникають при масових вибухах, здійснюється шляхом вентиляторного або гідромоніторного створення водоповітряної хмари. Зменшення виділення кількості газів і пилу досягається за рахунок скорочення кількості свердловин, що підриваються, застосування гідрогелів для забійки свердловинних зарядів, а також при виробництві вибухів під час дощу або снігопаду. Інтенсивність пиловиділення при роботі екскаваторів у процесі вивантаження, перевалки, дроблення порід скорочується завдяки зволоженню гірської маси, зрошенню із застосуванням розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР).

Охорона водних ресурсів. Скорочення кількості стічних вод та їх очищення є основними заходами щодо охорони водних ресурсів. Виробництво гірничих робіт, як правило, пов'язане зі скиданням великої кількості забруднених вод, одержуваних при осушенні родовища, внаслідок водовідливу з кар'єру, дренажу відвалів та шламосховищ. струмів збагачувальних фабрик.

Підземні води, вступаючи в контакт з гірськими породами, набувають підвищеної кислотності, збільшують вміст іонів важких металів цинку, свинцю та різних солей. Атмосферні опади, проходячи через тіло відвалу, набувають властивостей рудничних вод.

Для очищення забруднених вод застосовують освітлення, нейтралізацію та знезараження. Освітлення води досягається шляхом відстоювання чи фільтрації. Відстоювання здійснюється у водовідстійниках різної конструкції, фільтрація – за допомогою фільтрів, заповнених кварцовим піском, подрібненим гравієм, коксовою дрібницею. Якщо в забрудненій воді містяться дрібнодисперсні та колоїдні частинки, які не осаджуються навіть у нерухомому потоці і не затримуються у фільтрах, то додають до неї коагулянти, що переводять дрібні частинки в відносно великі пластівці.

Скорочення кількості стічних вод досягається в технологічних процесах завдяки застосуванню оборотного водопостачання та більш досконалої техніки та технології збагачення. а при осушенні родовища – завдяки ізоляції кар'єрного поля чи його частини від водоносних горизонтів шляхом створення протифільтраційних завіс. Для цього навколо ділянки, що ізолюється, проводяться вузькі глибокі траншеї (щілини), які заповнюються водонепроникним матеріалом.

У сучасній практиці застосовуються протифільтраційні траншеї або баражні щілини шириною 0,3-1,2 м та глибиною до 100 м, які заповнюються нетвердіючими глино-грунтовими сумішами або твердіючими матеріалами на основі цементу. Нерідко використовуються синтетичні плівки.

У бортах кар'єрів, представлених тріщинуватими сильнопористими або пухкими водопроникними породами, можна створювати ін'єкційні прогівофільтраційні завіси за допомогою зближених свердловин, в які нагнітають тампонажні цементні або силікатні розчини. Це один із найбільш економічних способів огородження підземних вод.

Іншим способом зменшення масштабів порушення гідрологічного режиму є осушення родовищ із зворотним закачуванням води. Кар'єр захищається від припливу підземних вод рядами водознижувальних свердловин, за ними у напрямку від кордонів кар'єрного поля обладнуються ряди свердловин, що поглинають. Завдяки виникненню циркуляції води (відкачування з водознижувальних свердловин - скидання в поглинаючі свердловини - фільтрація та повторне відкачування з водознижувальних свердловин) приплив води з навколишнього басейну скорочується або взагалі ліквідується, що веде до загального збереження гідрологічного режиму на прилеглій території. При цьому важливою умовою є суворе дотримання балансу відкачування та закачування вод, оскільки створення розрідження в свердловинах, що поглинають, може викликати приплив води з глибоких горизонтів, порушити гідрологічний режим району.

Охорона земельних ресурсів. При відкритій розробці родовищ покривають корисні копалини породи становлять, як правило, третинні і четвертинні відкладення, у верхній частині яких розташований ґрунтовий шар потужністю від 0,1 до 1,8 м. Нижче ґрунтового шару розташовані підстилаючі його суглинки, супіски, глини, піски та інші пухкі гірські породи. Потужність підстилаючих порід може досягати десятків метрів. Вони згідно з придатністю їх до біологічного освоєння поділяються на три групи - потенційно родючі, індиферентні та токсичні, тобто відповідно придатні, мало придатні та непридатні для росту рослин.

Грунт є особливе природне освіту, найважливішим властивістю якого є родючість. Ґрунти формуються на продуктах вивітрювання гірських порід, найчастіше пухких четвертинних відкладень. Тривале протягом сотень і тисяч років. взаємодія порід з рослинними та живими організмами, біологічна діяльність мікроорганізмів та тварин створюють різні види ґрунтів.

Ґрунтовий шар характеризується комплексом агрохімічних. фізико-механічних та біологічних показників: вмістом гумусу (перегною) та поживних речовин (фосфору. азоту, калію), кислотністю pH. вмістом водорозчинних сульфатів натрію, магнію та хлоридів, щільністю, вологоємністю, водопроникністю, вмістом фракцій менше 0.01 мм. кількістю мікроорганізмів.

Якість ґрунтів у різних природних зонах значно відрізняється. Наприклад, темно-каштанові ґрунти сухих степів мають вміст гумусу 250 т/га. а потужність шару гумусу 30 см. Підзолистий ґрунт лісової зони має потужність шару гумусу всього 5-15 см.

Розрізняється два шари ґрунту - родючий і підлога родючий або потенційно родючий. Родючим називається шар, що має певні показники і насамперед вміст гумусу не менше 1-2%. Потужність цього шару в залежності від типу ґрунтів знаходиться в межах від 20 до 120 см. Наприклад, у дерново-підзолистих ґрунтах потужність родючого шару 20 см. а в чорноземних 60-120 см. Ґрунти родючого шару, як правило, виймаються окремо і використовуються в сільськогосподарських цілях на формування та поліпшення орних земель.

Потенційно родючим шаром називається нижня частина ґрунтового покриву із вмістом гумусу 0,5-1 %. Він використовується для створення земель під сіножаті, лісонасадження. а також як підстилаючий під родючі ґрунти. Потужність його знаходиться в межах 20-50 см.

Ґрунти є практично невідновлюваним цінним продуктом. Повне зняття ґрунту при виробництві гірничих робіт та подальше його використання, у тому числі нанесення на землі, що рекультивуються, є головним фактором швидкого відновлення порушених земель та локалізації негативного впливу відкритих робіт на навколишнє середовище.

Роботи зі зняття родючого шару виконуються бульдозерами. скреперами, грейдерами та екскаваторами. У ряді випадків для доставки ґрунтової маси на великі відстані та укладання її на поверхню території, що відновлюється, використовується гідротранспорт.

Основним показником технології зняття ґрунту є потерн від неповноти його виїмки, при транспортуванні (1-1.2 %), при зберіганні та перевалках на тимчасових складах (0,8-1,5 %), при нанесенні її на поверхню відвалу, при роботі у несприятливих кліматичних умовах, внаслідок розбіжності та погіршення біологічної якості ґрунту.

Зняті родючі та напівродючі ґрунти зберігаються окремо в штабелях протягом тривалого часу (10-15 років і більше) і при потребі використовуються.

Найбільш родючі гумусові ґрунти при їх зберіганні у високих штабелях і протягом тривалого часу погіршують свої якості. Висота штабеля повинна бути не більше 5 м для родючих ґрунтів і не більше 10 м для напівродючих. Склади повинні бути на рівних сухих піднесених ділянках або мати ефективну дренажну систему. Від водної та вітрової ерозії склади ґрунту доцільно захищати шляхом засіву травами.

Розубоювання ґрунту найчастіше відбувається при підробітку підстилаючих порід у процесі зняття ґрунтового шару, а також при покритті ґрунтом поверхні відвалів, у тому випадку, коли вони недостатньо добре сплановані і коли не повністю закінчилася їхня усадка.

4. Рекультивація земель, які порушують відкриті гірничі роботи

Рекультивація - це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності та цінності земель, а також на покращення умов довкілля. До складу рекультивації на кар'єрах входять гірничі, меліоративні, сільськогосподарські та гідротехнічні роботи.

В результаті рекультиваційних робіт можуть створюватися землі, придатні для сільського та лісового господарства, організації зон відпочинку, улаштування водойм різного призначення, житлового та промислового будівництва.

Рекультивація проводиться у два етапи: на першому – гірничотехнічна та на другому – біологічна.

4 .1 Гірничотехнічна рекультивація

Гірничо-технічна рекультивація - це комплекс гірничих робіт, що виконуються для підготовки порушених земель до використання в різних галузях народного господарства.

У гірничотехнічну рекультивацію входять виїмка, складування та зберігання придатних для рекультивації ґрунтів, підготовка (планування, меліорування) відвалів, інженерна підготовка відновлюваних земельних площ, нанесення ґрунту на поверхню відвалів та відновлюваних земельних ділянок, формування необхідної конфігурації відкосів відвалів, водойм, роботи з відновлення родючості ґрунту, що переміщується, інженерно-будівельні та гідротехнічні роботи при освоєнні відновлених територій під будівництво та зони відпочинку та інші різноманітні роботи.

Гірничо-технічна рекультивація проводиться, як правило, одночасно з розробкою родовища, і роботи з її виробництва включаються до загального технологічного процесу. Вони виконуються спеціалізованими організаціями, на великих підприємствах спеціальними цехами та ділянками.

У зв'язку з цим до систем відкритих гірничих робіт та їхньої комплексної механізації поряд з економічністю та безпекою повинні пред'являтися певні вимоги, що забезпечують раціональне використання земель:

Видобуток з корисними копалинами має бути найменш землеємною, тобто. витрата земельних ресурсів на одиницю видобутої мінеральної сировини має бути мінімальною;

У процесі експлуатації родовища режим порушення та відновлення земель має бути найбільш сприятливим. що забезпечує мінімальний розрив у часі між цими процесами;

Формування виробленого простору та відвалів розкривних порід має відповідати вимогам рекультивації згідно з прийнятим напрямом подальшого використання земель після їх відновлення.

Найбільш несприятливі умови для рекультивації земель, що порушуються, мають місце при відпрацюванні похилих і крутих родовищ утлубочними системами розробки. В даному випадку під рекультивацією землі слід розуміти приведення зовнішніх відвалів розкривних порід у стан, придатний для використання в сільському чи лісовому господарстві, а виробленого простору кар'єру (глибиною від 100 до 300-500 м) – у стан, придатний для водоймища рибного господарства або зон відпочинку робітників.

4 .2 Біологічна рекультивація

Біологічна рекультивація - це проведення комплексу заходів щодо відновлення та покращення структури ґрунтів, підвищення їх родючості, освоєння водойм, створення лісів та зелених насаджень.

Роботи з біологічної реку льтивації тісно стуляються з роботами з гірничотехнічної рекультивації та у значній, особливо початковій, частині проводяться гірничими підприємствами (цехами рекультивації). Лише після проведення опигнономислових сільськогосподарських та інших робіт, що дали позитивні результати, проводиться оцінка відновлених територій та передача їх сільськогосподарським, лісовим та іншим організаціям. Гірничотехнічній рекультивації підлягають як відвали порожніх порід, але й землі, займані під час експлуатації підприємствами, кар'єрами, проммайданчиками, різними комунікаціями, хвостосховищами.

Під час розробки горизонтальних родовищ найбільшу частку рекультивації становлять внутрішні відвали (70-80 %), розробки крутих родовищ - зовнішні відвали (30-40 %). Рекультивація порушених земель, які займають у період експлуатації кар'єрами, проммайданчиками. дорогами та ін., має на меті не тільки їх відновлення, а й створення ландшафту, що відповідає потребам екологічного балансу навколишнього середовища. Ці роботи спрямовані, насамперед на ліквідацію різних гірських виїмок, насипів, вирівнювання ділянок та землевання, ті. поліпшення ґрунтів шляхом покриття їх родючим шаром.

Крім того, потрібне проведення протиерозійних захисних заходів, різноманітних інженерно-будівельних та гідротехнічних робіт для створення дренажних систем, водойм, зон відпочинку. До складу робіт входять також меліорація та різні агротехнічні роботи з освоєння земель, що рекультивуються. Гірничотехнічна рекультивація відвалів включає планувальні роботи з їх вирівнювання та викладання відкосів, а потім нанесення родючого шару ґрунту.

Трудомісткість та вартість рекультивації багато в чому залежать від форми відвалу та його будови. Тому вже задовго до рекультиваційних робіт при проектуванні відвалів та у процесі відвалоутворення необхідно мати на увазі мету їх рекультивації.

Спосіб формування відвалів повинен бути селективним, що забезпечує таку структуру відвалу, при якій у підставі відвалу знаходяться скельні та токсичні породи, вище індиферентні, потім потенційно родючі. Шари токсичних порід повинні перекриватися, а в ряді випадків і підстилатися шарами нейтральних глинистих порід, що перешкоджають забрудненню верхніх родючих ґрунтів та геохімічному забруднення підошви відвалу навколишньої місцевості.

У плані не можна допускати розчленовування відвалів. Слід віддавати перевагу концентрованим відвалам великої площі та правильної форми, які краще придатні для подальшого освоєння. Рельєф по всій площі має бути спокійним. Якщо породи схильні до самозаймання або активних окисних процесів, то необхідні роботи з їх попередження.

Для досягнення хороших результатів рекультивації велике значення мають процеси усадки відвалів та стабілізації їхньої поверхні, яка триває в різних умовах від півроку до 5 років.

Усадка внутрішніх відвалів з пухких порід, екскаваторно-або виїмково-відвальним комплексами, відсипаних, найбільш інтенсивно відбувається протягом перших півтора - двох років і тривають тим більше, чим більша висота відвалу.

Стабілізація зовнішніх відвалів із скельних порід здійснюється швидше, першому етапі - 1,5-2 міс. Однак в осінньо-літній час усадка відновлюється, з'являються зони тріщинуватості, зсувні явища. Тому формування ґрунтового шару проводять не раніше ніж через 10-12 міс. Планувальні роботи на відвалі повинні забезпечити створення рельєфу поверхні відвалу, що допускає застосування сільськогосподарської техніки, що забезпечує довготривалу стійкість укосів та запобігає водній ерозії. Застосовуються такі види планувань: суцільне, часткове та планування терасами.

При суцільному плануванні ухил поверхні може бути трохи більше 1-2° для сільськогосподарських культур і трохи більше 3-5° для лісорозведення.

Часткове планування полягає у зрізанні гребенів відвалів та створенні майданчиків шириною 8-10 м, що забезпечують посадку лісу механізованим способом.

Тераси шириною 4-10 м із поперечним ухилом 1-2° у бік відвалу зазвичай створюються на бортах високих відвалів і служать для посадки чагарника та лісу. Висота терас 8-10 м, кут укосу 15-20 °. Викладання відкосів відвалів здійснюється бульдозерами та екскаваторами за схемою «згори донизу».

У процесі гірничотехнічної рекультивації проводяться роботи не тільки покриттю відновлюваних ділянок шаром родючого ґрунту, але й створенню родючого шару шляхом часткового ґрунтування, фітомеліорування, тобто окультурення підлоги родючих порід за рахунок посадки ґрунтопокращуючих рослин і внесення добрив.

Практика показує, що на ряді відвалів немає необхідності наносити потужний шар ґрунту, а можна обмежитися самозапорінням або мінімальним ґрунтуванням у вигляді шару ґрунту товщиною 5-10 см.

Четвертинні лісоподібні суглинки та ряд інших пухких порід суттєво покращують свої родючі властивості під дією злаково-бобових культур, добрив та інших агротехнічних заходів. Після 6-8 річного ґрунтоутворювального процесу вони можуть бути здані як родючі ґрунти.

Висновок

Виробнича діяльність гірничопромислового комплексу надає значний вплив на довкілля: в атмосферу викидаються тонни шкідливих речовин, у водоймища скидається кубометри забруднених стічних вод, але в поверхні землі складається дуже багато твердих відходів.

Необхідний широкий розвиток гірничо-екологічних досліджень, спрямованих на розробку та реалізацію моніторингу тієї частини біосфери, яка зазнає впливу гірничого виробництва; принципів та методології економічної оцінки ефективності заходів щодо раціонального використання мінеральних ресурсів та охорони навколишнього середовища; техніки та технології маловідходного, а надалі - безвідходного гірничого виробництва.

Вже зараз у світовій практиці відкритих гірничих робіт досягнуто добрих результатів та накопичено великий досвід рекультиваційних робіт. Можна особливо відзначити, що сьогодні рекультивація увійшла до складу важливих періодів розвитку відкритих гірничих робіт. У процесі експлуатації вона є невід'ємним виробничим елементом розкривних робіт і на завершення гірничих робіт - вирішальним періодом, що гарантує надійну охорону навколишнього середовища.

В даний час наслідки негативного впливу підприємств на навколишнє середовище компенсуються платежами, яке кожне з них здійснює за шкоду заподіяну природі. Розмір платежів визначається величиною викиду шкідливих речовин та класом їх небезпеки.

Список літератури

1. Бугаєва Г. Г., Когут А. В. Наукова стаття. Чинники екологічного ризику у зоні дії відкритих гірничих робіт.

2. Дерев'яшкін І.В. Навчальний посібник: Основи гірничої справи. Відкриті гірничі роботи. 2011 р.

3. Кузнєцов В.С. Наукова робота. Оцінка пилового забруднення під час ведення відкритих гірничих робіт з урахуванням екологічного ризику. Наукова бібліотека дисертацій та авторефератів. [Електронний ресурс]: http://www.dissercat.com

4. Мельников Н.В. Короткий довідник з відкритих гірничих робіт. - М.: Надра 1982

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Механічні порушення ландшафту та забруднення елементів довкілля як види впливу геолого-розвідувальних робіт. Вплив проведення відкритого видобутку корисних копалин на екологію. Схема взаємодії кар'єру та шахти з навколишнім середовищем.

презентація , доданий 17.10.2016


Екологічні та соціальні аспекти геотехнічних методів буріння свердловин. Основні напрямки досліджень з охорони навколишнього природного та геологічного середовища при геологорозвідувальних роботах. Вихідні положення оцінки екологічності технологій буріння.

реферат, доданий 15.11.2012


Хімічна дія автотранспорту на довкілля, забруднення атмосфери, гідросфери, літосфери. Фізична та механічна дія автотранспорту на навколишнє середовище, методи їх запобігання. Причини відставання Росії у сфері екології.

реферат, доданий 10.09.2013


Поняття, правова основа, принципи та методи, етапи проведення, процедура підготовки оцінки впливу на довкілля. Норматив якості довкілля та продуктів харчування, концентрації шкідливої ​​речовини в одиниці об'єму, маси або поверхні.

контрольна робота , доданий 31.03.2012


Екологічна ситуація в районах видобутку нафти та газу. Основні джерела забруднення та їх вплив на навколишнє природне середовище та людину. Сучасні методи ліквідації наслідків негативного впливу; правове забезпечення охорони довкілля.

курсова робота , доданий 22.01.2012


Оцінка впливу на довкілля винного заводу. Комплексні заходи щодо забезпечення нормативного стану довкілля. Заява про екологічні наслідки діяльності. Проведення громадських слухань та екологічної експертизи.

дипломна робота , доданий 23.12.2014


Характеристика природних умов території. Оцінка впливу підприємства на довкілля. Розрахунок плати за забруднення навколишнього середовища цеху водоканалізації ТОВ "Заводські Мережі", що у Автозаводському районі міста Нижнього Новгорода.

курсова робота , доданий 11.12.2012


Екологічна обстановка у Росії як обґрунтування необхідності охорони навколишнього середовища. Екологічна політика та екологічне законодавство Росії. Екологічна експертиза, оцінка впливу на довкілля та екологічне аудіювання.

курсова робота , доданий 07.08.2008


Види впливу на навколишнє середовище видобуткового, гідромеханізованого та переробного комплексів відкритого вилуговування. Розвиток купного вилуговування в золотовидобуванні Росії. Етапи технології реабілітації територій установок купного вилуговування.

презентація , доданий 17.10.2016


Оцінка навколишнього природного середовища у районі розташування гірничодобувного підприємства. Характеристика гідросфери, оцінка стану та поверхневих водних об'єктів. Оцінка впливу об'єкта на навколишнє природне середовище під час складування відходів.

У гонитві за полегшенням життєвих умов людина завжди прагнула вивчати навколишній світ, підкорювати його, досліджувати земну, надземну та підземну поверхні. Люди непогано досягли успіху у своїй справі, адже науці відомо, що вже в античну епоху з надр землі витягувалося близько 20 хімічних елементів. Сучасні методи видобутку корисних копалин активно розвиваються з кінця XVIII століття. Застосовуються дедалі досконаліші технології, наприклад колтюбінг.

Дивно те, як людина прийшла до видобувної галузі промисловості. Спочатку не звертаючи уваги на земні скарби, він методом спроб і помилок, збігами та випадковостями, дослідами та спостереженнями був залучений у глибини землі.

Здебільшого зручностей, які зараз має людина, люди зобов'язані саме природним ресурсам. Безсумнівно, широке використання багатств землі приносить величезну користь у розвиток прогресу. Побутова техніка, якісні будматеріали, промисловість – все необхідне у повсякденному житті було б без них абсолютно неможливим. Напевно, не всі люди повністю усвідомлюють важливість видобутку корисних копалин, наївно припускаючи, що від цього легко відмовитиметься. У чомусь вони мають рацію, але такий перебіг подій докорінно змінив би життєвий уклад сьогоднішніх цивілізацій.

Різноманітність видів мінеральних ресурсів зумовлює широке коло їх використання. Дорогоцінні камені з давніх-давен прикрашають зовнішній вигляд дівчат, а також використовуються в техніці. Алмази відрізняються високим рівнем міцності та гостроти, тому з них виготовляють свердла, дрилі, пилки, верстати. Кам'яне вугілля, володіючи високою здатністю до теплотворності, використовується для обігріву приміщень, а також як паливо та хімічна сировина. Нафта, мабуть, є одним з видів корисних копалин, які широко застосовуються, адже з неї роблять бензин, парафін, гас, хімічні масла і т.д. Буре вугілля та алюміній використовуються як енергетичний матеріал. Торф, марганцеві руди, фосфор, калій – все це стосується важливих добрив. До необхідних корисних копалин відноситься ще й мідна руда, тому що з неї людина виготовляє більшу частину навколишніх предметів, від посуду до машинних запчастин.

Само собою зрозуміло, що люди не мали б електрики, транспорту, опалювальних систем, засобів масової інформації та комунікації та ще багатьох речей, якби вони не займалися видобутком корисних копалин. Але поступово прагнення насильно оволодіти всім, що ховається під земною корою, становить все більшу загрозу для людства та планети загалом.

Вже тільки самі способи видобутку ресурсів із земних надр завдають величезної шкоди довкіллю. Буріння свердловин, високий тиск на ґрунт гусеницями будівельної техніки призводять до ерозії ґрунту, що загрожує зниженням площі родючих земель. Промислові відходи, у свою чергу, забруднюють не лише ґрунт, а й підземні, ґрунтові та наземні водні джерела. Забруднені водоймища можуть спричинити вимирання флори і фауни в довколишніх околицях, і крім того, можуть викликати важкі форми захворювань у місцевого населення. Люди, які живуть близько до місць, де ведеться робота з видобутку та використання радіоактивних елементів, за статистикою, втричі частіше страждають на ракові та серцево-судинні захворювання.

Практично всі корисні копалини у процесі переробки та при використанні виділяють небезпечні вихлопи в атмосферу. Вчені кажуть, що наявність великої кількості токсичних та шкідливих речовин у повітряній оболонці планети призводить до озонових дірок, а, зрештою, може призвести і до глобального потепління.

Навіть зараз у деяких країнах світу спостерігаються різкі кліматичні зміни та стихійні лиха, які багато фахівців пояснюють високим рівнем вмісту в атмосфері промислових вихлопів. Незважаючи на весь згубний вплив видобутку корисних копалин, прийнято вважати, що шкідливість його можна скоротити, якщо спиратися на людську самосвідомість та відповідальність.

Людям, які працюють на промислових підприємствах, а також організаціям захисту природи потрібно стежити за ретельною утилізацією всіх відходів у відповідних місцях. Крім того, кожна людина повинна розумно витрачати енергетичні та водні ресурси, щоб майбутнім поколінням не довелося виживати на сухій спустошеній землі, позбавленій корисних копалин.

Обстежено та проаналізовано понад 200 родовищ з видобутку ОПІ у Білгородській області. Розробка родовищ ОПИ здійснюється переважно відкритим кар'єрним способом, економічно ефективним і перспективним. Істотним недоліком розробки родовищ є негативний вплив на навколишнє середовище, виражене у впливі на атмосферне повітря в результаті пило- та газоутворення, на поверхневі та підземні води, на земельні ресурси у вигляді деградації ґрунтів, виведення порушених земель з обороту після розробки корисних копалин та ін. Дане дослідження дозволило оцінити ступінь впливу розробки родовищ з видобутку ОПІ на довкілля. Обґрунтовано, що орієнтовна СЗЗ, згідно з СНіПом, є достатньою для всіх родовищ. При правильній експлуатації та своєчасній рекультивації вплив кар'єрів не впливає на прилеглу територію за кордоном СЗЗ.

Ключові слова: загальнопоширені корисні копалини (ОПІ)

родовище

санітарно-захисна зона (СЗЗ)

гранично-допустима концентрація (ГДК)

1. Корнілов А.Г. [та ін] Вплив флотаційних технологій на стан земельних ресурсів // Надрокористування - XXI століття. - 2012. - № 4.

2. Назаренко Н.В. Закономірності просторового розподілу кар'єрів ОПІ у Білгородській області та їх вплив на навколишнє середовище // Проблеми природокористування та екологічна ситуація в Європейській Росії та суміжних країнах: матеріали IV Міжнар. наук. конф. 11-14 жовтня 2010 р. – М. ; Білгород: Костянта, 2010.

3. Назаренко Н.В. Особливості розвитку екзогенних геоморфологічних процесів при розробці родовищ загальнопоширених з корисними копалинами в Білгородській області / Назаренко Н.В., Фурманова Т.М. // Антропогенна геоморфологія: наука та практика: матеріали XXXII Пленуму Геоморфологічної комісії РАН (м. Білгород, 25-29 вересня 2012 р.). - М.; Білгород: ВД «Білгород», 2012.

4. Назаренко Н.В. Проблеми рекультивації порушених земель на кар'єрах загальнопоширених корисних копалин у Білгородській області та шляхи їх вирішення / Н.В. Назаренко [та ін] // Проблеми регіональної екології. - 2011. - № 2.

5. Захист від шуму: СНіП 23-03-2003. - М.: Держбуд Росії, 2004.

6. Про охорону атмосферного повітря: Федеральний закон Російської Федерації від 4 травня 1999 р. № 96-ФЗ (у редакції 31 грудня 2005 р.).

7. Про охорону навколишнього середовища: Федеральний закон Російської Федерації від 10 січня 2002 р. № 7-ФЗ (у редакції 31 грудня 2005 року).

Загальнопоширені корисні копалини (ОПІ) є найважливішим компонентом ресурсного потенціалу Білгородської області. ОПІ – це сировинна основа для дорожнього будівництва, виробництва будівельних матеріалів тощо. В даний час процес розвитку та перспективи використання ОПІ характеризуються відсутністю сучасних прогнозно-пошукових досліджень, включаючи геолого-економічні оцінки виявлених об'єктів загальнопоширених корисних копалин, а також соціально та економічно обґрунтованих програм розвитку та використання родовищ ОПІ. У зв'язку з потребами будівельного комплексу, що постійно зростають, у сировині в староосвоєних регіонах відбувається неконтрольоване виснаження корисних копалин, ірраціональне вилучення яких призводить до негативного впливу не тільки на навколишнє природне середовище, але й на умови проживання та здоров'я населення в районах інтенсивного видобутку ОПІ.

У Білгородській області нині розробляється понад 300 кар'єрів ОПІ. Прогнозні запаси крейди, глин та піску практично не обмежені та поширені рівномірно по всій території області. Понад 50% кар'єрів спочатку розташовувалися на схилах балок і ярів, та був, заглиблюючись і розширюючись, почали захоплювати орні угіддя. Приблизно 25% кар'єрів розташовується в заплавах рік і близько 20% - в ярах та балках. У зв'язку з незначною глибиною залягання даних корисних копалин їх видобуток в основному ведеться економічно ефективним відкритим способом, але зустрічається і підземна розробка родовищ, зокрема, при попутному видобутку крейди виробляються спорудження підземних сховищ для овочів.

Істотним недоліком розробки родовищ ОПІ є негативний вплив на навколишнє середовище, виражене у впливі на атмосферне повітря, на поверхневі та підземні води, на земельні ресурси та ін.

У зв'язку з приналежністю до різних географічних ландшафтних зон, диференціацією з фізико-механічних властивостей та умов залягання загальнопоширених корисних копалин мають місце певні особливості впливу відкритої розробки на навколишнє середовище та здоров'я зайнятих у виробництві людей.

В даний час одним з основних завдань є виявлення залежностей видобутку мінеральної сировини від інженерно-геологічних, гідрологічних та екологічних особливостей різних ландшафтних районів, геоекологічна оцінка глибини та масштабів впливу на навколишнє середовище, розробка ефективних пропозицій щодо зниження негативного впливу та раціонального використання природних ресурсів, а також пропозиції щодо мінімізації цих впливів на навколишнє середовище.

Основними видами впливу на середовище при розробці кар'єрів є:

Вилучення природних ресурсів (земельних, водних);

Забруднення повітряного басейну викидами газоподібних та завислих речовин;

Шумовий вплив;

Зміна рельєфу території, гідрогеологічних умов майданчика будівництва та прилеглої території;

Забруднення території землевідведення відходами, що утворюються, та стічними водами;

Зміна соціальних умов життя населення.

Принципи оцінки негативного впливу на стан екосистеми полягають у виборі максимального навантаження технологічного процесу на кожен із компонентів навколишнього середовища з урахуванням споживання енергоресурсів за штатної та несприятливої ​​за метеоумовами ситуації, порівняно із встановленими нормативами гранично допустимих концентрацій впливу на здоров'я людей, об'єкти тваринного світу та рослинність. а також рекреаційні території. При аналізі цих впливів розробляються оптимальні схеми, моделі та методи зменшення негативного антропогенного впливу на екосистеми.

Розробка родовища корисних копалин відкритим способом негативно впливає на атмосферне повітря в результаті пило- та газоутворення. Основними джерелами впливу є виїмково-навантажувальні та розкривні роботи, роботи з відвалотування, внутрішні та зовнішні відвали, переекскавація навалів породи, дорога, дроблення сировини. Пил залежно від сировини, що видобувається, являє собою пил неорганічний з вмістом діоксиду кремнію нижче 20% - при видобутку суглинків, 20-70% - при видобутку глин і піску, понад 70% - при видобутку опоки. Концентрація пилу при виїмково-навантажувальних роботах залежить від міцності і природної вологості гірської породи, об'єму породи, що одночасно розвантажується, висоти розвантаження, кута повороту екскаватора. Завищення висоти розвантаження призводить до обвалення верхньої частини уступу і підвищення запиленості в 1,5-5 разів.

При транспортуванні сировини по внутрішньокар'єрних дорогах пиловиділення здійснюється з поверхні навантаженого в кузов автосамоскида матеріалу та взаємодії автомобільних коліс з поверхнею дороги. Інтенсивність та обсяг пилоутворення залежать від швидкості руху, вантажопідйомності автомашин, а також від типу дорожнього покриття.

Спільним всім способів отвалообразования є утворення великих незакріплених поверхонь (площинних джерел), які за несприятливих умовах призводять до інтенсивному пилеобразованию, залежить від виду матеріалу, гранулометричного складу, метеорологічних умов.

При роботі автомобільного транспорту та спецтехніки забруднення атмосфери в зоні впливу кар'єру та в самому кар'єрі відбувається при роботі двигунів дорожньо-будівельної техніки та автотранспорту, що виділяють азоту діоксид, азоту оксид, бензин, оксид вуглецю, оксид сірки та сажу.

Для моделювання гіпотетичної ситуації середньостатистичного кар'єру з видобутку ОПІ нами було обрано умовно максимальний кар'єр, з найбільшим ареалом розробки з усіх видів сировини (крейда, пісок, глина). Також враховувалося максимальне навантаження автотранспорту з 8-годинним робочим днем, без вихідних.

Оцінка ступеня забруднюючого впливу на атмосферне повітря проводиться за найнапруженішим етапом виконання робіт у кар'єрі, що характеризується найбільшими викидами забруднюючих речовин. Методика оцінки впливу полягає в порівнянні максимальних приземних концентрацій при розсіюванні забруднюючих речовин на кордонах санітарно-захисної зони кар'єру, найближчої житлової забудови, акваторії водних об'єктів, природних територій, що особливо охороняються, і лісосмуг із встановленими нормативами ГДК впливу на здоров'я людей, об'єкти тваринного світу рекреаційні території.

Дані результати свідчать, що при розробці кар'єру будь-якого з видів сировини, що видобувається, рівень негативного впливу знаходиться в рамках допустимих нормативів, а основним забруднювачем повітряного середовища є спеціалізований автотранспорт. При роботі автотранспорту основною забруднювальною речовиною є діоксид азоту, але на межі СЗЗ його концентрація не перевищує 1 ГДК, а пил неорганічний (глина, пісок, крейда) на межі СЗЗ нижче 0,1 ГДК (табл. 1).

Таблиця 1 - Динаміка розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері при видобуванні ОПІ

Аналіз даних показав, що у всіх кар'єрах основним джерелом забруднення повітряної середовища є автотранспорт, який обслуговує кар'єр; пил при видобутку, навантаженні та перевезенні не надає істотного забруднення. Відповідно до СНиП, санітарно-захисна зона кар'єрів становить для крейди – 500 м, піску – 300 м, глин – 300 м . Орієнтовна СЗЗ для всіх кар'єрів з аналогічними параметрами та нижче є достатньою.

Основними джерелами зовнішнього шуму є двигуни дорожньо-будівельної техніки. Оцінка рівня шуму, що проникає з виробничої зони на селитебную територію, полягає у порівнянні розрахункового рівня шуму в розрахунковій точці (найближча житлова зона) для працюючої техніки з допустимим рівнем шуму для об'єктів, розташованих на цій території (житлових будинків). Нормування шуму проводиться для денного та нічного часу доби.

Шумові характеристики приймаються за паспортними даними використовуваної у кар'єрі спецтехніки та автотранспорту. Допустимі рівні звуку становлять для житлових кварталів 40 дБА вдень і 30 дБА вночі.

Зниження рівня звуку шумозахисним екраном змінюється від 38,66 до 47,21 дБа, залежно від видалення джерела звуку від житлової зони.

Розрахунковий рівень звуку при віддаленні від джерела шуму на відстань 225 м без екрана становитиме 34,8 дБА, що відповідає допустимому рівню звуку в денний та нічний час на прилеглій до житлової зони території. Під час роботи на глибині 2-3 м у кар'єрі рівень звуку не досягне житлової зони (-3,86 дБА). При видаленні житлової зони на 1400 м від джерела шуму рівень звуку без екрана (робота лежить на поверхні) становитиме 13,9 дБА.

Розрахунковим методом встановлено, що шум автотранспорту та спецтехніки, що працює згідно з технологічною схемою (не більше двох одиниць техніки на майданчику одночасно) як у денний, так і в нічний час, не шкідливо впливає на прилеглу забудову. Вибухові роботи на всіх кар'єрах з видобутку ОПІ у Білгородській області не застосовуються. У зв'язку з цим ці розрахунки проводити не доцільно.

Вплив на територію оцінюється розміром площі, що вилучається для розміщення об'єкта, категорією земель, що вилучаються, зміною стану порушуваного ґрунтового покриву, утворенням нових форм рельєфу (котлованів і відвалів).

Вплив на геологічне середовище визначається глибиною розробки та можливими ускладненнями (затоплення підземними водами, розвиток екзогенних процесів). Механізм негативного впливу малих кар'єрів на довкілля аналогічний впливу розкривних робіт гірничорудних підприємств, відрізняючись лише масштабністю. Площа, займана кожним кар'єром та відвалом, не перевищує 5-15 га і залежно від місця розташування іноді надає специфічний вплив на навколишнє середовище. Гірські роботи призводять до активізації деяких рельєфоутворюючих процесів. Для оцінки природних передумов розвитку порушених земель нами проведено морфометричний аналіз рельєфу досліджених областей із складанням картосхеми «Порушені землі у зоні впливу кар'єрів з видобутку ОПІ» (рисунок 1), виконаної в масштабі 1:200000. Натурні спостереження проводилися у польових умовах .

Мал. 1. Порушені землі у зоні впливу кар'єрів з видобутку ОПИ.

Масова розробка загальнопоширених корисних копалин великою кількістю малих кар'єрів, хоч і не призводить до появи техногенного рельєфу великого майданного поширення, проте при тривалій їх експлуатації та відсутності

рекультиваційних робіт на стихійно розроблюваних виїмках провокується вивітрювання, зсувні, обвально-осипні, просадні явища, ерозійний розмив, дефляція, накопичення техногенного шару порід, підтоплення. Крім того, у ряді випадків при виробництві гірських робіт допускаються порушення поверхні пологих схилів проходами плугів бульдозерів вздовж і поперек схилів з утворенням довгих борозен, вузьких траншей або безладних «закопушок». Надалі вони стають джерелами підвищеного протікання процесів овроутворення, які можуть тягтися на кілька кілометрів.

Навантаження на територію землекористування та систему поверхневих та підземних вод при проведенні видобувних робіт виражається у можливому забрудненні ґрунтоґрунтів та зони аерації відходами виробництва та споживання та стічними водами. Для оцінки впливу визначаються обсяги формованих стічних вод та відходів виробництва та споживання та раціональна схема водоспоживання та водовідведення та поводження з твердими відходами.

Вплив на тваринний світ на територіях, що розглядаються, виражається у виключенні площі відведення земель як місцеперебування, в факторі занепокоєння, пов'язаного з присутністю людей, роботою техніки і рухом автотранспорту. На час виконання робіт ділянки, зайняті кар'єрами, будуть природно виключені зі шляху сезонної міграції ссавців. Запланована діяльність викликає зміну біотопів та переміщення їх на прилеглу територію з ідентичними характеристиками, що не відбивається на стані популяцій поширених у районі видів тварин унаслідок незначних площ кар'єрів.

Вплив на рослинність при виробництві кар'єрного видобутку виявляється у вилученні земель, порушенні ґрунтового покриву та природного травостою. Після закінчення робіт передбачається рекультивація порушуваних земель до рівня пасовищних сільгоспугідь або рекреаційних об'єктів, що призведе до відновлення природного довкілля рослинності та тварин.

На додаток до перелічених проблем існують і інші, не менш гострі, пов'язані з використанням відпрацьованих кар'єрів як місць складування побутових відходів та використанням їх як несанкціонованих звалищ.

Дане дослідження проведено за підтримки федеральної цільової програми "Наукові та науково-педагогічні кадри інноваційної Росії" на 2009-2013 роки, в рамках заходу 1.3.1 "Проведення наукових досліджень молодими вченими - кандидатами наук" за державним контрактом № П1363.

Рецензенти:

Корнілов А.Г., доктор географічних наук, професор, зав. кафедрою географії та геоекології ДГФ НДУ БелДУ, м. Білгород.

Сергєєв С.В., доктор технічних наук, професор, зав. кафедрою прикладної геології та гірничої справи ДГФ, НДУ БелДУ, м. Білгород.

Бібліографічне посилання

У ході видобутку та переробки корисних копалин відбувається великий геологічний кругообіг, до якого залучаються різні системи. Внаслідок цього виявляється великий вплив на екологію регіону видобутку, і такий вплив спричиняє негативні наслідки.

Масштаби видобутку корисних копалин великі – для одного жителя Землі на рік видобувається до 20 тонн сировини, у тому числі менше 10% перетворюється на кінцевий продукт, інші ж 90% – відходи. Крім того, при видобутку відбувається значна втрата сировини приблизно 30 - 50%, що говорить про неекономність деяких видів видобутку, особливо відкритого способу.

Росія є країною з широко розвиненою видобувною галуззю, має родовища основних сировинних ресурсів. Питання негативного впливу видобутку та переробки сировини дуже актуальні, оскільки ці процеси торкаються всіх сфер Землі:

• літосферу;
• атмосферу:
• воду;
• тваринний світ.

Вплив на літосферу

Будь-який спосіб видобутку передбачає виїмку руди із земної кори, що призводить до утворення порожнин і порожнин, порушується цілісність кори, збільшується тріщинуватість.

Внаслідок цього зростає ймовірність обвалів, зсувів, розломів прилеглої до рудника території. Створюються антропогенні форми рельєфу:

• кар'єри;
• відвали;
• терикони;
• яри.

Такі атипові форми мають великі розміри, висота може сягати 300 м, а довжина 50 км. Насипи утворюються з відходів переробленої сировини, на них не ростуть дерева та рослини – це просто кілометри непридатної території.

У ході видобутку кам'яної солі, при збагаченні сировини, утворюються галітові відходи (на одну тонну солі припадає три-чотири тонни відходів), вони тверді та нерозчинні, а дощові води переносять їх у річки, які часто використовуються для забезпечення питною водою населення довколишніх міст.

Вирішити екологічні проблеми, пов'язані з виникненням порожнин, можна шляхом заповнення відходами та переробленим сировиною ярів та виїмок у земній корі, утворених у результаті видобутку. Також необхідно вдосконалювати технологію видобутку, щоб скорочувати вилучення порожньої породи, це може значною мірою зменшити кількість відходів.

Багато пород містять кілька видів корисних копалин, тому можливо поєднувати видобуток і переробку всіх компонентів руди. Це не тільки економічно вигідно, а й сприятливо вплине на довкілля.

Ще одним негативним наслідком, пов'язаним із видобутком корисних копалин, є забруднення ними прилеглих сільськогосподарських ґрунтів. Це відбувається під час транспортування. Пил розлітається на багато кілометрів і осідає на поверхні ґрунту, на рослинах та деревах.

Багато речовин можуть виділяти токсини, які потім потрапляють у їжу тваринам та людині, отруюючи організм зсередини. Часто навколо магнезитових родовищ, які активно розробляються, спостерігається пустка в радіусі до 40 км, ґрунт змінює лужно-кислотний баланс, і рослини перестають рости, а довколишні ліси гинуть.

Як вирішення цієї проблеми екологи пропонують розміщувати переробні сировину підприємства поблизу місця видобутку, це також дозволить скоротити транспортні витрати. Наприклад, розташовувати електростанції поблизу вугільних родовищ.

Ну і нарешті видобуток сировини значно виснажує земну кору, з кожним роком зменшуються запаси речовин, руди стають менш насиченими, це сприяє більшим обсягам видобутку та переробки. Як наслідок – зростання обсягів відходів. Вирішенням цих проблем може стати пошук штучних замінників природних речовин та їх економне споживання.

Видобуток солі шахтним способом

Вплив на атмосферу

Колосальні екологічні проблеми надає видобуток корисних копалин на атмосферу. В результаті процесів первинної обробки видобутих руд у повітря викидаються великі обсяги:

• метану,
• оксидів
• важких металів,
• сірки,
• вуглецю.

Створені штучні терикони постійно горять, викидаючи у повітря шкідливі речовини – чадний газ, вуглекислий газ, сірчистий газ. Таке забруднення атмосфери призводить до збільшення рівня радіації, зміни температурних показників та збільшення або зменшення опадів.

Під час видобутку повітря потрапляє велика кількість пилу. Щодня на прилеглі до кар'єрів території падає до двох кілограм пилу, в результаті ґрунт залишається похованим під півметровим шаром на довгі роки, а часто назавжди, і, природно, втрачає свою родючість.

Вирішенням цієї проблеми є використання сучасного обладнання, що знижує рівень викидів шкідливих речовин, а також використання шахтного видобутку замість відкритого.

Вплив на водне середовище

В результаті видобутку природної сировини сильно виснажуються водоймища як підземні, так і поверхневі, осушуються болота. При видобутку вугілля здійснюється відкачування підземних вод, які розташовані поблизу родовища. На кожну тонну вугілля припадає до 20 м3 пластових вод, а при видобутку залізняку – до 8 м3 води. Відкачування вод створює такі екологічні проблеми, як:

• утворення депресійних вирв;
• зникнення джерел;
• висихання малих рік;
• зникнення струмків.

Поверхневі води страждають від забруднень в результаті здійснення процесу видобутку та переробки копалини. Як і в атмосферу, у воду потрапляє велика кількість солей, металів, токсичних речовин, відходів.

Внаслідок цього гинуть мікроорганізми, що живуть у водоймах, риба та інша живність, людина використовує забруднену воду не тільки для своїх господарських потреб, а й у їжу. Запобігти екологічним проблемам, пов'язаним із забрудненням гідросфери можна шляхом скорочення скидів стічних вод, зменшення витрат води при видобутку продукції, заповненням утворених порожнин водою.

Цього можна досягти, удосконалюючи процес видобутку сировини, використанням нових розробок у галузі машинобудування для видобувної галузі.

Вплив на тваринний та рослинний світ

Під час активної розробки великих родовищ сировини радіус забруднень довколишніх ґрунтів може становити 40 км. Грунт схильний до різних хімічних змін, залежно від шкідливості перероблюваних речовин. Якщо в землю потрапляє багато токсичних речовин, на ній гинуть і не ростуть дерева, чагарники і навіть трава.

Отже, немає їжі для тварин, вони або гинуть, або шукають нові місця для проживання, відбувається міграція цілих популяцій. Вирішенням цих проблем має бути зниження рівня викидів шкідливих речовин в атмосферу, а також компенсаційні заходи щодо відновлення та очищення забруднених територій. До компенсаційних заходів відноситься добриво ґрунтів, висаджування лісів, організація пасовищ.

При розробці нових родовищ, коли знімається верхній шар ґрунту – родючий чорнозем, його можна транспортувати та розподіляти на бідних, виснажених місцях поблизу вже неактивних копалень.

Відео: Забруднення навколишнього середовища