Добыча газа и нефти. К чему это приводит? Влияние добычи полезных ископаемых на природную среду

1

Обследовано и проанализировано более 200 месторождений по добыче ОПИ в Белгородской области. Разработка месторождений ОПИ осуществляется в основном открытым карьерным способом, экономически эффективным и перспективным. Существенным недостатком разработки месторождений является негативное влияние на окружающую среду, выраженное в воздействии на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования, на поверхностные и подземные воды, на земельные ресурсы в виде деградации почв, выведения нарушенных земель из оборота по окончании разработки полезных ископаемых и др. Данное исследование позволило оценить степень воздействия разработки месторождений по добыче ОПИ на окружающую среду. Обосновано, что ориентировочная СЗЗ, согласно СНиПа, является достаточной для всех месторождений. При правильной эксплуатации и своевременной рекультивации воздействие карьеров не оказывает существенного воздействия на прилегающую территорию за границей СЗЗ.

Ключевые слова: общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ)

месторождение

санитарно-защитная зона (СЗЗ)

предельно-допустимая концентрация (ПДК)

1. Корнилов А.Г. [и др.] Влияние флотационных технологий на состояние земельных ресурсов // Недропользование – XXI век. – 2012. – № 4.

2. Назаренко Н.В. Закономерности пространственного распределения карьеров ОПИ в Белгородской области и их воздействие на окружающую среду // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах: материалы IV Междунар. научн. конф. 11-14 октября 2010 г. – М. ; Белгород: Константа, 2010.

3. Назаренко Н.В. Особенности развития экзогенных геоморфологических процессов при разработке месторождений общераспространенных полезных ископаемых в Белгородской области / Назаренко Н.В., Фурманова Т.Н. // Антропогенная геоморфология: наука и практика: материалы XXXII Пленума Геоморфологической комиссии РАН (г. Белгород, 25-29 сентября 2012 г.). – М. ; Белгород: ИД «Белгород», 2012.

4. Назаренко Н.В. Проблемы рекультивации нарушенных земель на карьерах общераспространенных полезных ископаемых в Белгородской области и пути их решения / Н.В. Назаренко [и др.] // Проблемы региональной экологии. – 2011. – № 2.

5. Защита от шума: СНиП 23-03-2003. – М. : Госстрой России, 2004.

6. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон Российской Федерации от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ (в редакции 31 декабря 2005 г.).

7. Об охране окружающей среды: Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ (в редакции 31 декабря 2005 г.).

Общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ) являются важнейшим компонентом ресурсного потенциала Белгородской области. ОПИ - это сырьевая основа для дорожного строительства, производства строительных материалов и т.д. В настоящее время процесс развития и перспективы использования ОПИ характеризуются отсутствием современных прогнозно-поисковых исследований, включая геолого-экономические оценки выявленных объектов общераспространенных полезных ископаемых, а также социально и экономически обоснованных программ развития и использования месторождений ОПИ. В связи с постоянно растущими потребностями строительного комплекса в сырье в староосвоенных регионах происходит неконтролируемое истощение полезных ископаемых, иррациональное извлечение которых приводит к негативному воздействию не только на окружающую природную среду, но и на условия проживания и здоровье населения в районах интенсивной добычи ОПИ .

В Белгородской области в настоящее время разрабатывается свыше 300 карьеров ОПИ. Прогнозные запасы мела, глин и песка практически не ограничены и распространены равномерно по всей территории области. Более 50% карьеров вначале располагались на склонах балок и оврагов, а затем, углубляясь и расширяясь, стали захватывать пахотные угодья. Примерно 25% карьеров располагается в поймах рек и около 20% - в оврагах и балках. В связи с незначительной глубиной залегания данных полезных ископаемых их добыча в основном ведется экономически эффективным открытым способом, но встречается и подземная разработка месторождений, в частности, при попутной добыче мела производятся сооружение подземных овощехранилищ .

Существенным недостатком разработки месторождений ОПИ является негативное влияние на окружающую среду, выраженное в воздействии на атмосферный воздух, на поверхностные и подземные воды, на земельные ресурсы и др.

В связи с принадлежностью к различным географическим ландшафтным зонам, дифференциацией по физико-механическим свойствам и условиям залегания общераспространенных полезных ископаемых имеют место определенные особенности воздействия открытой разработки на окружающую среду и здоровье занятых в производстве людей.

В настоящее время одной из основных задач является выявление зависимостей добычи минерального сырья от инженерно-геологических, гидрологических и экологических особенностей различных ландшафтных районов, геоэкологическая оценка глубины и масштабов воздействия на окружающую среду, разработка эффективных предложений по снижению негативного воздействия и рациональному использованию природных ресурсов, а также предложения по минимизации этих воздействий на окружающую среду.

Основными видами воздействия на среду при разработке карьеров являются:

Изъятие природных ресурсов (земельных, водных);

Загрязнение воздушного бассейна выбросами газообразных и взвешенных веществ;

Шумовое воздействие;

Изменение рельефа территории, гидрогеологических условий площадки строительства и прилегающей территории;

Загрязнение территории землеотвода образующимися отходами и сточными водами;

Изменение социальных условий жизни населения.

Принципы оценки негативного воздействия на состояние экосистемы заключаются в выборе максимальной нагрузки технологического процесса на каждый из компонентов окружающей среды с учетом потребления энергоресурсов при штатной и неблагоприятной по метеоусловиям ситуации, сравнении с установленными нормативами предельно допустимых концентраций воздействия на здоровье людей, объекты животного мира и растительность, а также рекреационные территории. При анализе этих воздействий разрабатываются оптимальные схемы, модели и методы уменьшения негативного антропогенного воздействия на экосистемы .

Разработка месторождения полезных ископаемых открытым способом оказывает негативное влияние на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования. Основными источниками воздействия являются выемочно-погрузочные и вскрышные работы, работы по отвалообразованию, внутренние и внешние отвалы, переэкскавация навалов породы, дорога, дробление сырья. Пыль в зависимости от добываемого сырья представляет собой пыль неорганическую с содержанием диоксида кремния ниже 20% - при добыче суглинков, 20-70% - при добыче глин и песка, свыше 70% - при добыче опоки. Концентрация пыли при выемочно-погрузочных работах зависит от крепости и естественной влажности горной породы, объема одновременно разгружаемой породы, высоты разгрузки, угла поворота экскаватора. Завышение высоты разгрузки приводит зачастую к обрушению верхней части уступа и повышению запыленности в 1,5-5 раз.

При транспортировании сырья по внутрикарьерным дорогам пылевыделение осуществляется с поверхности нагруженного в кузов автосамосвала материала и взаимодействия автомобильных колес с поверхностью дороги. Интенсивность и объем пылеобразования зависят от скорости движения, грузоподъемности автомашин, а также от типа дорожного покрытия.

Общим для всех способов отвалообразования является образование больших незакрепленных поверхностей (плоскостных источников), которые при неблагоприятных условиях приводят к интенсивному пылеобразованию, зависящему от вида материала, гранулометрического состава, метеорологических условий.

При работе автомобильного транспорта и спецтехники загрязнение атмосферы в зоне влияния карьера и в самом карьере происходит при работе двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта, выделяющих азота диоксид, азота оксид, бензин, оксид углерода, оксид серы и сажу.

Для моделирования гипотетической ситуации среднестатистического карьера по добыче ОПИ нами был выбран условно максимальный карьер, с наибольшим ареалом разработки по всем видам добываемого сырья (мел, песок, глина). Также учитывалась максимальная нагрузка обслуживающего автотранспорта с 8-часовым рабочим днем, без выходных.

Оценка степени загрязняющего воздействия на атмосферный воздух проводится по самому напряженному этапу производства работ в карьере, характеризующемуся наибольшими выбросами загрязняющих веществ. Методика оценки воздействия заключается в сравнении максимальных приземных концентраций при рассеивании загрязняющих веществ на границах санитарно-защитной зоны карьера, ближайшей жилой застройки, акватории водных объектов, особо охраняемых природных территорий и лесополос с установленными нормативами ПДК воздействия на здоровье людей, объекты животного мира и растительность, рекреационные территории.

Данные результаты свидетельствуют, что при разработке карьера любого из видов добываемого сырья уровень негативного воздействия находится в рамках допустимых нормативов, а основным загрязнителем воздушной среды является специализированный автотранспорт. При работе автотранспорта основным загрязняющим веществом является диоксид азота, но на границе СЗЗ его концентрация не превышает 1 ПДК, а пыль неорганическая (глина, песок, мел) на границе СЗЗ ниже 0,1 ПДК (табл. 1).

Таблица 1 - Динамика рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере при добыче ОПИ

Загрязняющие вещества, выделяющиеся в атмосферу при разработке карьера	На глиняных карьерах (доли ПДК)		На меловых карьерах (доли ПДК)		На песчаных карьерах (доли ПДК)
0301 - Азота диоксид
0328 - Углерод
0330 - Серы диоксид
0337 -Углерода оксид
0703 - Бенз[а]пирен
2704 - Бензин
2908 - Пыль неорг.: 70-20% двуокиси кремния
2908 - Пыль неорг., ниже 20% двуокиси кремния

Анализ данных показал, что на всех карьерах основным источником загрязнения воздушной среды является автотранспорт, обслуживающий карьер; пыль при добыче, погрузке и перевозке не оказывает существенного загрязнения. Согласно СНиП, санитарно-защитная зона карьеров составляет для мела - 500 м, песка - 300 м, глин - 300 м . Ориентировочная СЗЗ для всех карьеров с аналогичными параметрами и ниже является достаточной.

Основными источниками внешнего шума являются двигатели дорожно-строительной техники. Оценка уровня шума, проникающего с производственной зоны на селитебную территорию, заключается в сравнении расчетного уровня шума в расчетной точке (ближайшая жилая зона) для одновременно работающей техники с допустимым уровнем шума для объектов, расположенных на этой территории (жилых домов). Нормирование шума проводится для дневного и ночного времени суток.

Шумовые характеристики принимаются по паспортным данным используемой в карьере спецтехники и автотранспорта. Допустимые уровни звука составляют для жилых кварталов 40 дБА в дневное время и 30 дБА в ночное время .

Снижение уровня звука шумозащитным экраном изменяется от 38,66 до 47,21 дБА, в зависимости от удаления источника звука от жилой зоны.

Расчетный уровень звука при удалении от источника шума на расстояние 225 м без экрана составит 34,8 дБА, что соответствует допустимому уровню звука в дневное и ночное время на прилегающей к жилой зоне территории. При работе на глубине 2-3 м в карьере уровень звука не достигнет жилой зоны (-3,86 дБА). При удалении жилой зоны на 1400 м от источника шума уровень звука без экрана (работа на поверхности) составит 13,9 дБА.

Расчетным методом установлено, что шум автотранспорта и спецтехники, работающего согласно технологической схеме (не более двух единиц техники на площадке одновременно) как в дневное, так и в ночное время, не оказывает вредного влияния на прилегающую застройку. Взрывные работы на всех карьерах по добыче ОПИ в Белгородской области не применяются. В связи с этим данные расчеты проводить не целесообразно.

Воздействие на территорию оценивается размером изымаемой для размещения объекта площади, категорией изымаемых земель, изменением состояния нарушаемого почвенного покрова, образованием новых форм рельефа (котлованов и отвалов).

Воздействие на геологическую среду определяется глубиной разработки и возможными осложнениями (затопление подземными водами, развитие экзогенных процессов). Механизм отрицательного влияния малых карьеров на природную среду аналогичен влиянию вскрышных работ горнорудных предприятий, отличаясь только масштабностью. Площадь, занимаемая каждым карьером и отвалом, не превышает 5-15 га и в зависимости от места расположения оказывает иногда специфическое влияние на окружающую среду. Горные работы приводят к активизации некоторых рельефообразующих процессов. Для оценки природных предпосылок развития нарушенных земель нами проведен морфометрический анализ рельефа исследованных областей с составлением картосхемы «Нарушенные земли в зоне влияния карьеров по добыче ОПИ» (рисунок 1), выполненной в масштабе 1:200000. Натурные наблюдения проводились непосредственно в полевых условиях .

Рис. 1. Нарушенные земли в зоне влияния карьеров по добыче ОПИ.

Массовая разработка общераспространенных полезных ископаемых большим количеством малых карьеров, хотя и не приводит к появлению техногенного рельефа большого площадного распространения, однако при длительной их эксплуатации и отсутствии

рекультивационных работ на стихийно разрабатываемых выемках провоцируется выветривание, оползневые, обвально-осыпные, просадочные явления, эрозионный размыв, дефляция, накопление техногенного слоя пород, подтопление. Кроме того, в ряде случаев при производстве горных работ допускаются нарушения поверхности пологих склонов проходами плугов бульдозеров вдоль и поперек склонов с образованием длинных борозд, узких траншей или беспорядочных «закопушек». В последующем они становятся источниками повышенного протекания процессов оврагообразования, которые могут тянуться на несколько километров .

Нагрузка на территорию землепользования и систему поверхностных и подземных вод при проведении добычных работ выражается в возможном загрязнении почвогрунтов и зоны аэрации отходами производства и потребления и сточными водами. Для оценки воздействия определяются объемы формируемых сточных вод и отходов производства и потребления и рациональная схема водопотребления и водоотведения и обращения с твердыми отходами.

Воздействие на животный мир на рассматриваемых территориях выражается в исключении площади отвода земель как местообитания, в факторе беспокойства, связанного с присутствием людей, работой техники и движением автотранспорта. На время производства работ участки, занятые карьерами, будут естественным образом исключены из пути сезонной миграции млекопитающих. Планируемая деятельность вызывает смену биотопов и перемещение их на прилегающую территорию с идентичными характеристиками, что не отражается на состоянии популяций распространенных в районе видов животных вследствие незначительных площадей карьеров.

Воздействие на растительность при производстве карьерной добычи выражается в изъятии земель, нарушении почвенного покрова и естественного травостоя. По окончании работ предусматривается рекультивация нарушаемых земель до уровня пастбищных сельхозугодий или рекреационных объектов, что приведет к восстановлению естественной среды обитания растительности и животных.

В дополнение к перечисленным проблемам существуют и другие, не менее острые, связанные с использованием отработанных карьеров как мест складирования бытовых отходов и использованием их как несанкционированных свалок .

Данное исследование проведено при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, в рамках мероприятия 1.3.1 «Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук» по государственному контракту № П1363.

Рецензенты:

Корнилов А.Г., доктор географических наук, профессор, зав. кафедрой географии и геоэкологии ГГФ НИУ БелГУ, г. Белгород.

Сергеев С.В., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой прикладной геологии и горного дела ГГФ, НИУ БелГУ, г. Белгород.

Библиографическая ссылка

Назаренко Н.В., Петин А.Н., Фурманова Т.Н. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО ДОБЫЧЕ ОБЩЕРАСПРОСТРАНЕННЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=7401 (дата обращения: 14.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

К сожалению, любая деятельность человека приводит в той или иной мере к загрязнению окружающей среды и изменению экологической обстановки в районе его деятельности. И деятельность по обеспечению цивилизации энергией здесь не исключение. Добыча нефти, ее транспортировка, переработка и использование, принося несомненную пользу человечеству, также не обходится без серьезных экологических последствий.

Города в ядовитой дымке

Бурное развитие автомобильной промышленности принесло людям невиданную прежде мобильность, и значительно преобразило наш образ жизни. Для каждого отдельного человека личный автомобиль дает множество преимуществ. В совокупности же массовая автомобилизация приводит к значительным негативным экологическим последствиям. Парк действующего автотранспорта в мире давно уже перевалил за 1 миллиард автомобилей. И все эти автотранспортные средства ежедневно сжигают огромное количество топлива, выделяя такое же огромное количество выхлопных газов.

Уже к середине двадцатого века смог стал неотвратимым явлением больших городов развитых стран. Источник смога поначалу был неясен и вызывал множество бурных обсуждений и споров. Высказывались различные версии его происхождения. То ли это результат работы промышленных предприятий, действующих в городской черте. То ли множества печей используемых в домашнем хозяйстве. То ли результат сжигания городского мусора.

Надо сказать, что городской смог – явление, с которым люди больших городов сталкивались, уже начиная с эры массового использования угля в качестве топлива. Но в эпоху угля причина смога была довольно быстро определена (смешение дыма и диоксида серы) и были выработаны пути ее решения (перевод промышленных предприятий с угля на природный газ). Причина появления смога при отсутствии углесжигающих производств оставалась загадкой.

Точку во всех спорах поставил Хааген-Смит, профессор Калифорнийского института технологий. Именно он выяснил причину и описал процесс образования нового типа смога – фотохимического. Основной причиной этого вида смога были названы продукты неполного сгорания топлива в двигателях автомобилей. Выхлопы автомобилей, смешиваясь с озоном, парами углеводородсодержащих продуктов и перекиси нитратов под воздействием солнечных лучей и образуют эту ядовитую дымку, от которой начинает саднить легкие.

Исследования Хаагена-Смита, встреченные поначалу с большим скепсисом, затем полностью подтвердились. После этого ему был присвоен неофициальный титул «отца смога», хотя это не очень-то ему импонировало.

Нефть и Глобальное потепление

Смог – не единственное последствие широкого использования нефти. Потребление нефти и продуктов на ее основе может загрязнять воздух различными способами. Сегодня многие ученые сходятся во мнении, что газы, попадающие в атмосферу при добыче и использовании нефти, в значительной степени усиливают парниковый эффект.

Парниковые газы, скапливаясь в верхних слоях атмосферы, способствуют увеличению приповерхностной температуры планеты. Основные парниковые газы (в порядке их влияния) – это водяной пар, углекислый газ, метан, озон. По мнению ученых, наблюдаемое в последние десятки лет потепление вызвано в основном повышением концентрации углекислого газа в атмосфере Земли. Причем подавляющая часть углекислого газа образуется в результате деятельности человека.

Глобальное потепление, то есть постепенное увеличение температуры атмосферы Земли, может привести к катастрофическим последствиям. Ожидается, что таяние ледников приведет к повышению уровня Мирового океана, затоплению значительной части суши, увеличению количества выпадающих осадков. Произойдет значительное изменение климата, в результате чего участятся природные катаклизмы, такие как наводнения, ураганы, смерчи; усилится их интенсивность.

Надо сказать, что не все ученые согласны с концепцией глобального потепления, а некоторые, соглашаясь с самим процессом потепления, отвергают влияние на него факторов вызванных человеческой деятельностью. Как бы там ни было идея снижения выбросов парниковых газов, в том числе от сжигания нефтяного топлива, выглядит вполне разумной.

Аварии и разливы нефти

Приводит и к другим значительным экологическим последствиям. Особенно опасны экологические катастрофы на море. Поскольку нефть легче воды, она растекается по воде тонкой пленкой на значительную площадь. Разливы нефти сопровождаются массовой гибелью морских млекопитающих, птиц, рептилий. Наносится ущерб рыбному промыслу. Залитые нефтью пляжи отпугивают туристов и наносят вред прибрежной экосистеме, часто непоправимый.

Аварии танкеров на море происходят с самого начала их использования. Одна из крупнейших аварий, получившая громкий резонанс, произошла с нефтяным танкером Эксон Вальдез (Exxon Valdez) в 1989 году. Танкер компании Эксон должен был перевезти нефть с Аляски в Калифорнию, но неожиданно у берегов Аляски сел на мель, налетев на риф Блай. В результате в море вылилось 260 тысяч баррелей нефти.

Хотя объемы разлившейся нефти в этой катастрофе были не самыми крупными в череде других морских аварий, но урон, который разлившаяся нефть принесла природной экосистеме Аляски, был признан самым катастрофическим для своего времени. Эта авария долгое время оставалась наиболее разрушительной для экологии катастрофой, которая когда-либо происходила на море. Но прошел 21 год и другая катастрофа затмила собой аварию танкера Эксон Вальдез. Только на этот раз авария произошла не с танкером.

Аварии на море происходят не только при транспортировке нефти. Морские платформы, с которых производится бурение скважин и добыча нефти на морском шельфе, также становятся причиной катастрофических разливов нефти.

Самая крупная нефтяная техногенная катастрофа на море произошла в 2010 году. Взрыв, произошедший на нефтяной платформе Дипуотер Хорайзон (Deepwater Horizon), привел к крупнейшему разливу нефти на море в истории нефтедобычи. По некоторым оценкам за время прошедшее с начала аварии в Мексиканский залив вытекло около 5 миллионов баррелей нефти (более 670 тысяч тонн). Нефтяное пятно, образовавшееся в результате разлива, достигло площади 75 тысяч квадратных километров.

Последствия были катастрофическими не только для экологии, но и для самой компании ВР, которая являлась владельцем лицензии на добычу нефти. Чтобы покрыть все затраты на ликвидацию самой аварии, последствий разлива нефти и выплату всех компенсаций пострадавшим, компании пришлось продать часть своих активов, а сама она долгое время балансировала на грани банкротства.

Надо сказать, что нефть попадает в Мировой океан не только в результате аварийных разливов. Гораздо большее количество нефти попадает в водные бассейны естественным путем по существующим в земной коре разломам. Естественные выходы нефти существуют во многих районах морей и океанов. По существующим разломам нефть, как правило, просачивается постепенно в небольших объемах. Вокруг таких выходов нефти даже образуется своя экосистема. Опасность техногенных разливов в том, что они происходят в короткое время в значительных объемах. Они нарушают сложившуюся экосистему и ведут к массовой гибели морских обитателей.

Борьба с экологическими последствиями

Эти и другие негативные факторы, сопровождающие широкое использование нефти в современной цивилизации, вызывают обоснованную озабоченность и требуют разработки мер по их предотвращению и снижению их негативного воздействия.

Чтобы снизить неблагоприятное воздействие нефтедобычи на окружающую среду в отрасли придерживаются высоких экологических стандартов деятельности. Для предотвращения аварий в компаниях внедряются новые стандарты деятельности, учитывающие прошлый негативный опыт, культивируется культура безопасного ведения работ. Разрабатываются технические и технологические средства, предотвращающие риск возникновения аварийных ситуаций.

Ученые разрабатывают новые методы борьбы с загрязнением. Например, применение специальных реагентов-диспергентов позволяет ускорить сбор разлившейся нефти с поверхности воды. Искусственно выведенные бактерии-деструкторы, распыленные на нефтяное пятно, способны в короткие сроки переработать нефть, превращая ее в более безопасные продукты.

Для предотвращения растекания нефтяных пятен широко используются так называемые боновые заграждения. Также практикуется выжигание нефти с поверхности воды.

Для борьбы с загрязнением атмосферы парниковыми газами разрабатывают различные технологии по улавливанию углекислого газа и его утилизации. Государственные органы вводят новые экологические стандарты. Например, стандарты, регулирующие содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобилей. Эти стандарты направлены как на совершенствование двигателей автомобилей, так и на улучшение характеристик выпускаемого топлива. В России, например, стандарт Евро-5 действует на все ввозимые автомобили с 1 января 2014 года. А переход на топлива стандарта Евро-5 предусмотрен с 1 января 2016 года.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геоэкологии

РЕФЕРАТ

по теме «Воздействие открытого способа добычи полезных ископаемых на окружающую среду»

Санкт-Петербург 2016

• Введение
• 1. Воздействия горного производства на окружающую среду
• 2. Загрязнение окружающей среды при открытых горных работах
• 3. Защита окружающей среды от негативного воздействия открытых разработок
• 4. Рекультивация земель, нарушаемых открытыми горными работами
• 4.1 Горнотехническая рекультивация
• 4.2 Биологическая рекультивация
• Заключение
• Список литературы

Введение

горный окружающий загрязнение рекультивация

Горное производство технологически взаимосвязано с процессами воздействия человека на окружающую среду с целью обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности.

Открытые горные работы -- область горной науки и производства, которая включает совокупность методов, способов и средств человеческой деятельности по проектированию, строительству, эксплуатации и реконструкции горнодобывающих предприятий, котлованов, насыпных сооружений и других объектов различного функционального назначения.

При производстве открытых горных работ в воздушную среду поступает значительное количество загрязнителей, причем основным загрязняющим веществом выступает неорганическая пыль. Распространение данного вещества приводит к постепенной деградации зеленых насаждений, снижение их продуктивности и утрате устойчивости. Под влиянием «чуждых» для организма веществ, нарушается структура клеток, снижается продолжительность жизни организмов, ускоряются процессы старения. Для человека особую опасность представляют собой пылинки, способные проникать в периферии легкого.

С каждым годом техногенное воздействие на окружающую природную среду возрастает, так как добывать минеральные ресурсы приходится во все более сложных условиях - с большей глубины, в сложных условиях залегания, с невысоким содержанием ценного компонента.

Важнейшей стороной проблемы взаимодействия горного производства с окружающей средой в современных условиях является и всё более усиливающаяся обратная связь, то есть влияние условий окружающей среды на выбор решений при проектировании, строительстве горных предприятий и их эксплуатации.

1. Воздействия горного производства на окружающую среду

Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.

Это воздействие может быть как непосредственным (прямым), так и косвенным, являющимся следствием первого. Размеры зоны распространения косвенного воздействия значительно превышают размеры зоны локализации прямого воздействия, и, как правило, в зону косвенного воздействия попадает не только элемент биосферы, подвергающийся непосредственному воздействию, но и другие элементы.

В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются пространства, нарушенные горными выработками, отвалами пород и отходов переработки и представляющие собой бесплодные поверхности, отрицательное влияние которых распространяется на окружающие территории.

В связи с осушением месторождения и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоемы и водотоки резко изменяются гидрологические условия в районе месторождения, качество подземных и поверхностных вод. Атмосфера загрязняется пылегазовыми организованными и неорганизованными выбросами и выделениями различных источников, в том числе горных выработок, отвалов, перерабатывающих цехов и фабрик. В результате комплексного воздействия на указанные элементы биосферы существенно ухудшаются условия произрастания растений, обитания животных, жизни человека. Недра, являясь объектом и операционным базисом горного производства, подвергаются наибольшему воздействию. Так как недра относятся к элементам биосферы, не обладающим способностью к естественному возобновлению в обозримом будущем, охрана их должна предусматривать обеспечение научно обоснованной и экономически оправданной полноты и комплексности использования.

Воздействие горного производства на биосферу проявляется в различных отраслях народного хозяйства и имеет большое социальное и экономическое значение. Так, косвенное воздействие на земли, связанное с изменением состояния и режима грунтовых вод, осаждением пыли и химических соединений из выбросов в атмосферу, а также продуктов ветровой и водной эрозии, приводит к ухудшению качества земель в зоне влияния горного производства. Это проявляется в угнетении и уничтожении естественной растительности, миграции и сокращении численности диких животных, снижении продуктивности сельского и лесного хозяйства, животноводства и рыбного хозяйства.

На современном этапе развития отечественной и зарубежной науки и техники месторождения твердых полезных ископаемых разрабатываются в основном тремя способами: открытым (физико-техническая открытая геотехнология), подземным (физико-техническая подземная геотехнология) и через скважины (физико-химическая геотехнология). В будущем значительные перспективы имеет подводная добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов.

2. Загрязнение окружающей среды при открытых горных работах

На предприятиях с открытым способом разработки источниками наибольшего экологического риска являются выбросы и сбросы от технологических процессов на карьерах: от процессов, связанных с обогащением руд; с поверхности отходов производства.

Процессы от воздействия горных работ на окружающую среду могут быть инженерные, экологические и социальные. Зависят они от степени нарушения и загрязнения почв, земель, недр, подземных и поверхностных вод, воздушного бассейна, в результате чего возникает экономический и социальный ущерб, который изменяет эффективность производства и требует экспертизы на предмет экологической безопасности производственной деятельности горнодобывающего предприятия.

При разработке месторождений открытым способом возникают геомеханические, гидрогеологические и аэродинамические нарушения. Геомеханические нарушения являются результатом прямого воздействия технологических процессов на окружающую природную среду. Гидрогеологические нарушения связаны с изменением размещения, режима и динамики поверхностных, грунтовых и подземных вод в результате геомеханических нарушений. Аэродинамические нарушения возникают в результате сооружения высоких отвалов и глубоких выемок и также тесно связаны с геомеханическими нарушениями.

К источникам геомеханических нарушений относятся:

Проходка вскрывающих и подготовительных выработок;

Добыча полезных ископаемых;

Отвалообразование.

Основными количественными характеристиками источников геомеханических нарушений являются:

Скорость продвигания фронта работ;

Длина или площадь фронта работ (длина и ширина карьера);

Мощность нарушаемого слоя почвы;

Глубина карьера;

Высота отвалов;

Объемы извлекаемых полезных ископаемых пород, сопутствующих природных ресурсов (суточные, годовые).

К источникам гидрогеологических нарушений относятся:

Осушение площади земельного отвода;

Добыча полезного ископаемого.

К источникам аэродинамических нарушений относятся:

Создание отвалов горных пород;

Создание больших полостей, углублений в рельефе.

В процессе влияния открытых горных работ происходит загрязнение различных компонентов окружающей природной среды (литосферы, гидросферы и атмосферы). Литосферные загрязнения характеризуются засорением земной поверхности твердыми веществами, пылью, загрязнением нефтепродуктами, а также закислением и раскислением почв различными растворами (жидкими веществами). Гидросферные загрязнения обусловлены проникновением в поверхностные и подземные воды различных веществ как органического, так и неорганического происхождения. Загрязняющими атмосферу являются газообразные, парообразные, жидкие и твердые вещества. Ареал загрязнения атмосферы может менять свое направление в соответствии с направлением ветра, образуя зоны своего влияния и воздействия. Конфигурация ареалов загрязнения атмосферы зависит от параметров источников выброса загрязняющих веществ (точечный, линейный, площадной), метеорологических условий атмосферы и ряда других факторов.

К источникам загрязнения земель, почв, недр относятся:

Складирование сыпучих и растворимых вскрышных пород непосредственно на почвах;

Сброс сточных вод на землю;

Складирование твердых отходов;

Захоронение отходов производства в недрах;

Пыление породных отвалов хвостохранилищ.

К источникам загрязнения подземных и поверхностных вод относятся:

Сброс сточных вод бытового и промышленного хозяйства карьера;

Смыв атмосферными осадками ЗВ с промплощадок;

Выпадение загрязненных осадков и пыли атмосферы.

К источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся:

Дробление и усреднение полезных компонентов при переработке руды;

Горение и пыление породных отвалов;

Погрузочные и транспортные работы;

Буровзрывные работы;

Выделение газов из взорванной горной массы;

Пыление при отвалообразовании.

Основные формы нарушения и загрязнения окружающей природной среды при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные формы нарушений и загрязнений при добычи полезных ископаемых отрытом способом

3. За щ ита окружающей среды от негативного воздействия открытых разработок

Охрана воздушной среды. При производстве открытых горных работ в воздушную среду поступает большое количество минеральной пыли и газов, которые распространяются на значительные расстояния, загрязняя воздух в недопустимых пределах. Наибольшее пылеобразование происходит в процессе массовых взрывов, при бурении скважин без пылеулавливания, при погрузке сухой горной массы экскаваторами. Основными, постоянно действующими источниками пыли на карьерах с автотранспортом являются автодороги, на долю которых приходится до 70-80 °о всей выделяемой на карьере пыли. При массовых взрывах на высоту до 20-300 м выделяется одновременно 100-200 т пыли и тысячи кубических метров вредных газов, значительная часть которых распространяется за пределы карьеров до нескольких километров. При ветреной сухой погоде большое количество пыли сдувается с рабочих поверхностей карьеров и особенно отвалов.

Загрязнение атмосферы карьера газами происходит не только в результате взрывов, но также при выделениях газов из горных пород особенно при самовозгорании и окислении руд. а также в результате работы машин с двигателями внутреннего сгорания.

Основным направлением борьбы с пылью и газами в карьера является предупреждение их образования и подавление вблизи источника. Например, использование пылеуловителей на буровых шарошечных станках снижает выделение пыли с 2000 до 35 мг/с. Покрытие автомобильных щебеночных дорог пылесвязующими веществами снижает пылевыделение на 80-90 %. Срок обеспыливания дорог при применении воды составляет 1.5 ч. сульфатно-спиртовой барды - 120 ч и жидких битумов - 160-330 ч.

Снижение пылевыделения с породных отвалов достигается благодаря их рекультивации, покрытию пылесвязующими растворами и эмульсиями, гидропосеву многолетних трав.

Пыление поверхности отвалов и шламохранилищ наносит значительный урон окружающей среде.

Для закрепления поверхностей шламохраннлищ и отвалов используются водные растворы полимеров и полиакриламида с расходом 6-8 л/м2 или битумная эмульсия концентрации 25-30% с расходом 1.2-1,5 л/м2. Нанесение закрепителей может осуществляться с помощью поливочных машин или автогудронавтов. Может также применяться разбрызгивание с вертолетов. Срок нормальной службы закрепителей - 1 год.

Наличие эндогенных пожаров, т.е. пожаров от самовозгорания в карьерах и на отвалах пустых пород, является одной из причин запыленности и загазованности атмосферы. Эндогенные пожары возникают в угольных целиках, угольных навалов, отвалах пустых пород, к которым примешан уголь. Способствует самовозгоранию угля послойный порядок отработки мощных пластов, использование разрыхленной горной массы в качестве основания для железнодорожных путей.

Для подавления и профилактики пожаров применяется нагнетание воды в угольный массив, заливание откосов угольных уступов и поверхности отвалов, покрытие их глинистой коркой, изменение технологии выемки угля, с тем чтобы уменьшить время контакта обнаженных угольных пластов с воздухом.

Подавление пылегазовых выделений, возникающих при массовых взрывах, осуществляется путем вентиляторного или гидромониторного создания водовоздушного облака. Уменьшение выделения количества газов и пыли достигается за счет сокращения числа взрываемых скважин, применения гидрогелей для забойки скважинных зарядов, а также при производстве взрывов во время дождя или снегопада. Интенсивность пылевыделения при работе экскаваторов в процессе выгрузки, перевалки, дробления пород сокращается благодаря увлажнению горной массы, орошению с применением растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Охрана водных ресурсов. Сокращение количества сточных вод и их очистка являются основными мероприятиями по охране водных ресурсов. Производство горных работ, как правило, связано со сбросом большого количества загрязненных вод, получаемых при осушении месторождения, в результате водоотлива из карьера, дренажа отвалов и шламохранилищ. токов обогатительных фабрик.

Подземные воды, вступая в контакт с горными породами, приобретают повышенную кислотность, увеличивают содержание ионов тяжелых металлов цинка, свинца и различных солей. Атмосферные осадки, проходя через тело отвала, приобретают свойства рудничных вод.

Для очистки загрязненных вод применяют осветление, нейтрализацию и обеззараживание. Осветление воды достигается путем отстаивания или фильтрации. Отстаивание осуществляется в водоотстойниках различной конструкции, фильтрация - с помощью фильтров, заполненных кварцевым песком, дробленым гравием, коксовой мелочью. Если в загрязненной воде содержатся мелкодисперсные и коллоидные частицы, которые не осаждаются даже в неподвижном потоке и не задерживаются в фильтрах, то в нее добавляют коагулянты, переводящие мелкие частицы в относительно крупные хлопья.

Сокращение количества сточных вод достигается в технологических процессах благодаря применению оборотного водоснабжения и более совершенной техники и технологии обогащения. а при осушении месторождения - благодаря изоляции карьерного поля или его части от водоносных горизонтов путем создания противофильтрационных завес. Для этого вокруг изолируемого участка проводятся узкие глубокие траншеи (щели), которые заполняются водонепроницаемым материалом.

В современной практике применяются противофильтрационные траншеи или барражные щели шириной 0,3-1,2 м и глубиной до 100 м, которые заполняются нетвердеющими глино-грунтовыми смесями или твердеющими материалами на основе цемента. Нередко используются синтетические пленки.

В бортах карьеров, представленных трещиноватыми сильнопористыми или рыхлыми водопроницаемыми породами, можно создавать инъекционные прогивофнльтранионные завесы посредством сближенных скважин, в которые нагнетают тампонажные цементные или силикатные растворы. Это один из наиболее экономичных способов ограждения подземных вод.

Другим способом уменьшения масштабов нарушения гидрологического режима является осушение месторождений с обратной закачкой воды. Карьер ограждается от притока подземных вод рядами водопонизительных скважин, за ними в направлении от границ карьерного поля оборудуются ряды поглощающих скважин. Благодаря возникновению циркуляции воды (откачка из водопонизительных скважин - сброс в поглощающие скважины - фильтрация и повторная откачка из водопонизительных скважин) приток воды из окружающего бассейна сокращается или вообще ликвидируется, что ведет к общему сохранению гидрологического режима на прилегающей территории. При этом важным условием является строгое соблюдение баланса откачки и закачки вод, так как создание разрежения в поглощающих скважинах может вызвать приток воды из глубоких горизонтов, нарушить гидрологический режим района.

Охрана земельных ресурсов. При открытой разработке месторождений покрывающие полезное ископаемое породы составляют, как правило, третичные и четвертичные отложения, в верхней части которых расположен почвенный слой мощностью от 0,1 до 1,8 м. Ниже почвенного слоя расположены подстилающие его суглинки, супеси, глины, пески и другие рыхлые горные породы. Мощность подстилающих пород может достигать десятков метров. Они согласно пригодности их к биологическому освоению разделяются на три группы - потенциально плодородные, индифферентные и токсичные, т е. соответственно пригодные, мало пригодные и непригодные для произрастания растений.

Почва представляет собой особое природное образование, важнейшим свойством которого является плодородие. Почвы формируются на продуктах выветривания горных пород, чаще всего рыхлых четвертичных отложений. Длительное, в течение сотен и тысяч лет. взаимодействие пород с растительными и живыми организмами, биологическая деятельность микроорганизмов и животных создают разные виды почв.

Почвенный слой характеризуется комплексом агрохимических. физико-механических и биологических показателей: содержанием гумуса (перегноя) и питательных веществ (фосфора. азота, калия), кислотностью pH. содержанием водорастворимых сульфатов натрия, магния и хлоридов, плотностью, влагоёмкостью, водопроницаемостью, содержанием фракций менее 0.01 мм. количеством микроорганизмов.

Качество почв в различных природных зонах значительно отличается. Например, темно-каштановые почвы сухих степей имеют содержание гумуса 250 т/га. а мощность слоя гумуса 30 см. Подзолистая почва лесной зоны имеет мощность слоя гумуса всего 5-15 см.

Различается два слоя почвы - плодородный и полу плодородный или потенциально плодородный. Плодородным называется слой, обладающий определенными показателями и прежде всего содержанием гумуса не менее 1-2 %. Мощность этого слоя в зависимости от типа почв находится в пределах от 20 до 120 см. Например, в дерново-подзолистых почвах мощность плодородного слоя 20 см. а в черноземных 60-120 см. Почвы плодородного слоя, как правило, вынимаются отдельно и используются в сельскохозяйственных целях для формирования и улучшения пахотных земель.

Потенциально плодородным слоем называется нижняя часть почвенного покрова с содержанием гумуса 0,5-1 %. Он используется для создания земель под сенокосы, лесонасождения. а также в качестве подстилающего под плодородные почвы. Мощность его находятся в пределах 20-50 см.

Почвы являются практически невозобнавляемым ценнейшим продуктом. Полное снятие почвы при производстве горных работ и последующее ее использование, в том числе нанесение на рекультивируемые земли, является главным фактором быстрого восстановления нарушенных земель и локализации негативного воздействия открытых работ на окружающую среду.

Работы по снятию плодородного слоя выполняются бульдозерами. скреперами, грейдерами и экскаваторами. В ряде случаев для доставки почвенной массы на большие расстояния и укладки ее на поверхность восстанавливаемой территории используется гидротранспорт.

Основным показателем технологии снятия почвы являются потерн от неполноты ее выемки, при транспортировании (1-1.2 %), при хранении и перевалках на временных складах (0,8-1,5 %), при нанесении ее на поверхность отвала, при работе в неблагоприятных климатических условиях, в результате разубоживания и ухудшения биологического качества почвы.

Снятые плодородные и полуплодородные почвы хранятся раздельно в штабелях в течение длительного времени (10-15 лет и более) и по мере надобности используются.

Наиболее плодородные гумусовые почвы при их хранении в высоких штабелях и в течение длительного времени ухудшают свои качества Высота штабеля должна быть не более 5 м для плодородных почв и не более 10 м для полуплодородных. Склады должны быть на ровных возвышенных сухих участках или иметь эффективную дренажную систему. От водной и ветровой эрозии склады почвы целесообразно защищать путем засева травами.

Разубоживание почвы чаще всего происходит при подработке подстилающих пород в процессе снятия почвенного слоя, а также при покрытии почвой поверхности отвалов, в том случае, когда они недостаточно хорошо спланированы и когда не полностью закончилась их усадка.

4. Рекультивация земель, нарушаемых открытыми горными работами

Рекультивация - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды. В состав рекультивации на карьерах входят горные, мелиоративные, сельскохозяйственные и гидротехнические работы.

В результате рекультивационных работ могут создаваться земли, пригодные для сельского и лесного хозяйства, организации зон отдыха, устройства водоемов различного назначения, жилищного и промышленного строительства.

Рекультивация проводится в два этапа: на первом - горнотехническая и на втором - биологическая.

4 .1 Горнотехническая рекультивация

Горнотехническая рекультивация - это комплекс горных работ, выполняющихся для подготовки нарушенных земель к использованию в различных отраслях народного хозяйства.

В горнотехническую рекультивацию входят выемка, складирование и хранение пригодных для рекультивации почв, подготовка (планирование, мелиорирование) отвалов, инженерная подготовка восстанавливаемых земельных площадей, нанесение почвы на поверхность отвалов и восстанавливаемых земельных участков, формирование требуемой конфигурации откосов отвалов и горных выработок, выполаживание берегов создаваемых водоемов, работы по восстановлению плодородия перемещаемой почвы, инженерно-строительные и гидротехнические работы при освоении восстановленных территорий под строительство и зоны отдыха и другие разнообразные работы.

Горнотехническая рекультивация проводится, как правило, одновременно с разработкой месторождения, и работы по ее производству включаются в общий технологический процесс. Они выполняются специализированными организациями, на крупных предприятиях специальными цехами и участками.

В связи с этим к системам открытых горных работ и их комплексной механизации наряду с экономичностью и безопасностью должны предъявляться определенные требования, обеспечивающие рациональное использование земель:

Добыча полезных ископаемых должна быть наименее землеемкой, т.е. расход земельных ресурсов на единицу добытого минерального сырья должен быть минимальным;

В процессе эксплуатации месторождения режим нарушения и восстановления земель должен быть наиболее благоприятным. обеспечивающим минимальный разрыв во времени между этими процессами;

Формирование выработанного пространства и отвалов вскрышных пород должно отвечать требованиям рекультивации согласно принятому направлению дальнейшего использования земель после их восстановления.

Наиболее неблагоприятные условия для рекультивации нарушаемых земель имеют место при отработке наклонных и крутых месторождений утлубочными системами разработки. В данном случае под рекультивацией земли следует понимать приведение внешних отвалов вскрышных пород в состояние, пригодное для использования в сельском или лесном хозяйстве, а выработанного пространства карьера (глубиной от 100 до 300-500 м) - в состояние, пригодное для водоема рыбного хозяйств или зон отдыха рабочих.

4 .2 Биологическая рекультивация

Биологическая рекультивация - это проведение комплекса мер по восстановлению и улучшению структуры грунтов, повышению их плодородия, освоению водоемов, создание лесов и зеленых насаждений.

Работы по биологической реку льтивации тесно смыкаются с работами по горнотехнической рекультивации и в значительной, особенно первоначальной, части проводятся горными предприятиями (цехами рекультивации). Лишь после проведения опыгнонромышленных сельскохозяйственных и других работ, давших положительные результаты, производится оценка восстановленных территорий и передача их сельскохозяйственным, лесным и другим организациям. Горнотехнической рекультивации подлежат не только отвалы пустых пород, но также земли, занимаемые в период эксплуатации предприятиями, карьерами, промплощадками, различными коммуникациями, хвостохранилищами.

При разработке горизонтальных месторождений наибольшую долю рекультивации составляют внутренние отвалы (70-80 %), при разработке крутых месторождений - внешние отвалы (30-40 %). Рекультивация нарушенных земель, занимаемых в период эксплуатации карьерами, промплощадками. дорогами и др., имеет целью не только их восстановление, но и создание ландшафта, отвечающего потребностям экологического баланса окружающей среды. Эти работы направлены, прежде всего на ликвидацию различных горных выемок, насыпей, выравнивание участков и землеванне, те. улучшение почв путем покрытия их плодородным слоем.

Кроме того, требуется проведение противоэрозионных защитных мероприятий, различных инженерно-строительных и гидротехнических работ для создания дренажных систем, водоемов, зон отдыха. В состав работ входят также мелиорация и различные агротехнические работы по освоению рекультивируемых земель. Горнотехническая рекультивация отвалов включает планировочные работы по их выравниванию и выполаживанию откосов, и затем нанесение плодородного слоя почвы.

Трудоемкость и стоимость рекультивации во многом зависят от формы отвала и его строения. Поэтому уже задолго до рекультивационных работ при проектировании отвалов и в процессе отвалообразовання необходимо иметь в виду цель их рекультивации.

Способ формирования отвалов должен быть селективным, обеспечивающим такую структуру отвала, при которой в основании отвала находятся скальные и токсичные породы, выше индифферентные, затем потенциально плодородные. Слои токсичных пород должны перекрываться, а в ряде случаев и подстилаться слоями нейтральных глинистых пород, препятствующих загрязнению верхних плодородных почв и геохимическому загрязнению подошвы отвала окружающей местности.

В плане нельзя допускать расчленения отвалов. Следует отдавать предпочтение концентрированным отвалам большой площади и правильной формы, которые лучше пригодны для дальнейшего освоення. Рельеф по всей площади должен быть спокойным. Если породы склонны к самовозгоранию или активным окислительным процессам, то необходимы работы по их предупреждению.

Для достижения хороших результатов рекультивации большое значение имеют процессы усадки отвалов и стабилизации их поверхности, которая длится в различных условиях от полугода до 5 лет.

Усадка внутренних отвалов из рыхлых пород, экскаваторно- или выемочно-отвальным комплексами, отсыпанных, наиболее интенсивно происходит в течение первых полутора - двух лет и длятся тем больше, чем больше высота отвала.

Стабилизация внешних отвалов из скальных пород осуществляется быстрее, на первом этапе - 1,5-2 мес. Однако в осенне-летнее время усадка возобновляется, появляются зоны трещиноватости, оползневые явления Поэтому формирование почвенного слоя проводят не ранее чем через 10-12 мес. Планировочные работы на отвале должны обеспечить создание рельефа поверхности отвала, допускающего применение сельскохозяйственной техники, обеспечивающего долговременную устойчивость откосов и предупреждающего водную эрозию. Применяются следующие виды планировок: сплошная, частичная и планировка террасами.

При сплошной планировке уклон поверхности должен быть не более 1-2° для сельскохозяйственных культур и не более 3-5° для лесоразведения.

Частичная планировка заключается в срезании гребней отвалов и создании площадок шириной 8-10 м, обеспечивающих посадку леса механизированным способом.

Террасы шириной 4-10 м с поперечным уклоном 1-2° в сторону отвала обычно создаются на бортах высоких отвалов и служат для посадки кустарника и леса. Высота террас 8-10 м, угол откоса 15-20°. Выполажнвание откосов отвалов осуществляется бульдозерами и экскаваторами по схеме «сверху вниз».

В процессе горнотехнической рекультивации производятся работы не только по покрытию восстанавливаемых участков слоем плодородной почвы, но и по созданию плодородного слоя путем частичного почвования, фитомелиорирования, то есть окультуривания полу плодородных пород за счет посадки почвоулучшающих растений и внесения удобрений.

Практика показывает, что на ряде отвалов нет необходимости наносить мощный слой почвы, а можно ограничиться самозаростанием или минимальным почвованием в виде слоя почвы толщиной 5-10 см.

Четвертичные лессовидные суглинки и ряд других рыхлых пород существенно улучшают свои плодородные свойства под действием злаково-бобовых культур, удобрений и других агротехнических мероприятий. После 6-8 летнего почвообразовательного процесса они могут быть сданы как плодородные почвы.

Заключение

Производственная деятельность горнопромышленного комплекса оказывает значительное воздействие на окружающую среду: в атмосферу выбрасываются тонны вредных веществ, в водоемы сбрасывается кубометры загрязнённых сточных вод, а на поверхности земли складируется огромное количество твёрдых отходов.

Необходимо широкое развитие горно-экологических исследований, направленных на разработку и реализацию мониторинга той части биосферы, которая подвергается воздействию горного производства; принципов и методологии экономической оценки эффективности мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов и охране окружающей среды; техники и технологии малоотходного, а в последующем - безотходного горного производства.

Уже сейчас в мировой практике открытых горных работ достигнуты хорошие результаты и накоплен большой опыт рекультивационных работ. Можно особенно отметить, что на сегодня рекультивация вошла в состав важных периодов развития открытых горных работ. В процессе эксплуатации она является неотъемлемым производственным элементом вскрышных работ и в завершении горных работ - решающим периодом, гарантирующим надежную охрану окружающей среды.

В настоящее время последствия негативного воздействия предприятий на окружающую среду компенсируются платежами, которое каждое из них осуществляет за причиненный природе вред. Размер платежей определяется величиной выброса вредных веществ и классом их опасности.

Список литературы

1. Бугаева Г. Г., Когут А. В. Научная статья. Факторы экологического риска в зоне действия открытых горных работ.

2. Деревяшкин И.В. Учебное пособие: Основы горного дела. Открытые горные работы. 2011 г.

3. Кузнецов В.С. Научная работа. Оценка пылевого загрязнения при ведении открытых горных работ на основе экологического риска. Научная библиотека диссертаций и авторефератов. [Электронный ресурс]: http://www.dissercat.com

4. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра 1982 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Механические нарушения ландшафта и загрязнение элементов окружающей среды как виды воздействия геолого-разведочных работ. Влияние проведения открытой добычи полезных ископаемых на экологию. Схема взаимодействия карьера и шахты с окружающей средой.

презентация , добавлен 17.10.2016


Экологические и социальные аспекты геотехнических методов бурения скважин. Основные направления исследований по охране окружающей природной и геологической среды при геологоразведочных работах. Исходные положения оценки экологичности технологий бурения.

реферат , добавлен 15.11.2012


Химическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, загрязнение атмосферы, гидросферы, литосферы. Физическое и механическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, методы их предотвращения. Причины отставания России в сфере экологии.

реферат , добавлен 10.09.2013


Понятие, правовая основа, принципы и методы, этапы проведения, процедура подготовки оценки воздействия на окружающую среду. Нормативы качества окружающей среды и продуктов питания, концентрации вредного вещества в единице объема, массы или поверхности.

контрольная работа , добавлен 31.03.2012


Экологическая ситуация в районах добычи нефти и газа. Основные источники загрязнения и их воздействие на окружающую природную среду и человека. Современные способы ликвидации последствий негативного влияния; правовое обеспечение охраны окружающей среды.

курсовая работа , добавлен 22.01.2012


Оценка воздействия на окружающую среду винного завода. Комплексные мероприятия по обеспечению нормативного состояния окружающей среды. Заявление об экологических последствиях деятельности. Проведение общественных слушаний и экологической экспертизы.

дипломная работа , добавлен 23.12.2014


Характеристика природных условий территории. Оценка воздействия предприятия на окружающую среду. Расчет платы за загрязнение окружающей среды цеха водоканализации ООО "Заводские Сети", расположенного в Автозаводском районе города Нижнего Новгорода.

курсовая работа , добавлен 11.12.2012


Экологическая обстановка в России как обоснование необходимости охраны окружающей среды. Экологическая политика и экологическое законодательство России. Экологическая экспертиза, оценка воздействия на окружающую среду и экологическое аудирование.

курсовая работа , добавлен 07.08.2008


Виды воздействия на окружающую среду добычного, гидромеханизированного и перерабатывающего комплексов открытого выщелачивания. Развитие кучного выщелачивания в золотодобыче России. Этапы технологии реабилитации территорий установок кучного выщелачивания.

презентация , добавлен 17.10.2016


Оценка окружающей природной среды в районе расположения горнодобывающего предприятия. Характеристика гидросферы, оценка состояния и поверхностных водных объектов. Оценка воздействия объекта на окружающую природную среду при складировании отходов.

Начало освоения минеральных богатств на Южном Урале относится к эпохе бронзы. Медь начали добывать примерно 4 тыс. лет назад. Самым крупным из известных нам сегодня древних рудников был Каргалинский, расположенный недалеко от Оренбурга. Здесь древни рудокопы разрабатывали рудистые песчаники, содержащие такие минералы меди, как халькопирит, борнит и малахит. Содержание меди в этих рудах достигало 8-10% и более.

Масштабы добычи минерального сырья увеличиваются ежегодно. Это связанно не только с ростом потребления тех или иных минералов, пород, но и с уменьшением содержания в них полезных компонентов. Если раньше на Урале, в Челябинской области обрабатывались полиметаллические руды с содержанием полезных элементов 4-12%, то теперь разрабатываются бедные руды, где содержание ценных элементов едва достигает 1%. Для того, чтобы получить из руды тонну меди, цинка, железа, необходимо добыть из недр гораздо больше породы, чем в прошлом.

Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы.

При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Нарушается целостность определенного объема пород, увеличивается их трещиноватость, появляются крупные полости, пустоты.

Откачка воды из карьеров и шахт создает обширные депрессионные воронки, зоны снижения уровня водоносных горизонтов. При карьерной добыче диаметры этих воронок достигают 10-15 км, площади – 200-300 кв.км.

Проходка шахтных стволов приводит также к соединению и перераспределению вод между ранее заброшенными водоносными горизонтами, прорывам мощных потоков воды в туннели, забои шахт, что значительно затрудняет добычу.

Истощение грунтовых вод в районе горных выработок и осушение поверхностных горизонтов сильно влияют на состояние почв, растительного покрова, величину поверхностного стока, обуславливают общее изменение ландшафта.

Создание крупных карьеров и шахтных полей сопровождается активизацией различных инженерно-геологических и физико-химических процессов:

Возникают деформации бортов карьера, оползни, оплывины;

Происходит оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями. В скальных породах оно может достигать десятков миллиметров, в некрепких осадочных породах – десятков сантиметров и даже метров;

На соседних с горными выработками площадях усиливаются процессы эрозии почв, оврагообразования;

В выработках и отвалах активизируются во много раз процессы выветривания, идет интенсивное окисление рудных минералов и их выщелачивание, во много раз быстрее, чем в природе, идет миграция химических элементов;

В радиусе нескольких сот метров, а иногда и километров, происходит загрязнение почв тяжелыми металлами при транспортировке, ветровом и водном разносе, почвы также загрязняются нефтепродуктами, строительным и промышленным мусором. В конечном счете, вокруг крупных городов выработок создается пустошь, на которой растительность не выживает. Например, разработка магнезитов в Сатке привела к гибели сосновых лесов в радиусе до 40 км. Пыль, содержащая магний, попала в почву и изменила щелочно-кислотный баланс. Почвы из кислых превратились в слабощелочные. Кроме того, карьерная пыль как бы зацементировала хвою, листья растений, что вызвало их оскудение, увеличение мертвопокровных пространств. В конечном итоге, леса погибли.

Откачиваемые из горных выработок воды часто содержат примесь глины, песка, кислот, солей, которые при попадании в реки, ручьи, болота (чаще всего шахтные, карьерные воды попадают именно сюда) вызывают их загрязнение. Подобное произошло в Карабаше, где добытую из шахты руду после дробления и обогащения сбрасывали в реку Сак-Элгу и ручей Аткус. Последствия этого сброса ощущаются и сегодня, спустя десятилетия.

Эксплуатация крупных горных выработок сопровождается выбросами пыли и газов в атмосферу за счет взрывов значительного количества аммонала и других взрывчатых веществ. Так, при разложении пирита выделяется теплота, которая вызывает возгорание отвалов. Терриконы горят в течении месяцев, а иногда и лет, выделяя сернистый и угарный газы, углекислый газ и целый ряд других соединений с хлором, фтором, азотом. Горящие терриконы интенсивно загрязняют атмосферу.

Техногенная нарушенность естественных ландшафтов и растительного покрова на территории горно-добывающих предприятий и их ближайшем окружении охватывает значительные площади. В основных горно-добывающих районах области (Сатке, Карабаше, Копейске, Коркино) это десятки квадратный километров. Чрезмерная загазованность, запыленность приводят к усыханию крон деревьев и другим болезням.

Другое по теме

Экология настоящего дня
Современное определение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой...

Экологическая безопасность человека в экосистеме
Человек по своей природе стремится к состоянию защищенности и хочет сделать свое существование максимально комфортным. С другой стороны, мы постоянно находимся в мире рисков. Угроза исходит...

В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.

Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.

Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:

• литосферу;
• атмосферу:
• воду;
• животный мир.

Влияние на литосферу

Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.

В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:

• карьеры;
• отвалы;
• терриконы;
• овраги.

Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.

В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.

Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.

Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.

Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.

Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.

В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.

Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.

Добыча соли шахтным способом

Влияние на атмосферу

Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:

• метана,
• оксидов
• тяжелых металлов,
• серы,
• углерода.

Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.

Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.

Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.

Влияние на водную среду

В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м 3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м 3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:

Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек

• образование депрессионных воронок;
• исчезновение родников;
• высыхание малых рек;
• исчезновение ручьев.

Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.

В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.

Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.

Влияние на животный и растительный мир

Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.

Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.

При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.

Видео: Загрязнение окружающей среды