"Сланцевая революция", очевидно, всерьез овладевает умами политиков и бизнесменов всего мира. Пальму первенства в этой сфере держат американцы, но, по-видимому, есть вероятность, что и остальной мир вскоре к ним присоединится. Конечно, есть государства, где практически не ведется добыча сланцевого газа - в России, например, к этому начинанию основной процент политических и бизнес-элит относится довольно скептически. При этом дело не столько в факторе экономической рентабельности. Важнейшее обстоятельство, которое может повлиять на перспективы такой отрасли, как добыча сланцевого газа, - последствия для экологии. Сегодня мы изучим данный аспект.

Что такое сланцевый газ?

Но для начала - небольшой теоретический экскурс. Что такое сланцевый полезное ископаемое, которое добывается из особого вида минералов - Основной метод, с помощью которого ведется добыча сланцевого газа, последствия которой мы сегодня, руководствуясь позициями экспертов, изучим - фрекинг, или гидроразрыв пласта. Устроен он примерно так. В земные недра вводится в почти горизонтальном положении труба, а одно из ее ответвлений выводится на поверхность.

В процессе фрекинга в газохранилище нагнетается давление, которое способствует выходу сланцевого газа наверх, где он и собирается. Наибольшую популярность добыча упомянутого полезного ископаемого приобрела в Северной Америке. По подсчетам ряда экспертов, рост выручки в рамках этой индустрии на рынке США за последние несколько лет составил несколько сотен процентов. Однако безусловный экономический успех в аспекте освоения новых способов добычи "голубого топлива" может сопровождаться огромными проблемами, связанными с добычей сланцевого газа. Носят они, как мы уже сказали, экологический характер.

Вред экологии

То, на что США и другим энергетическим державам следует, по мнению экспертов, обратить особое внимание, работая в такой сфере как добыча сланцевого газа, - последствия для экологии. Самую главную угрозу для окружающей среды таит в себе основной метод извлечения полезного ископаемого из недр земли. Речь идет о том самом фрекинге. Он, как мы уже сказали, представляет собой подачу в земной пласт воды (под очень большим давлением). Подобного рода воздействие способно оказать выраженное негативное влияние на окружающую среду.

Реагенты в действии

Технологические особенности фрекинга - это не единственный характера. Текущие методы добычи сланцевого газа предполагают использование нескольких сотен разновидностей химически активных, и в потенциале токсичных, веществ. Что это может означать? Дело в том, что разработка соответствующих месторождений требует задействования больших объемов пресной воды. Плотность ее, как правило, меньше той, что свойственна подземным водам. И потому легкие слои жидкости, так или иначе, могут со временем подняться на поверхность и достигнуть зоны смешения с питьевыми источниками. При этом в них, вероятно, будут содержаться токсичные примеси.

Более того, возможен вариант, при котором легкая вода будет возвращаться на поверхность загрязненной не химическими, а вполне природными, но все-таки вредными для здоровья человека и экологии веществами, которые могут содержаться в глубинах земных недр. Показательный момент: известно, что планируется добыча сланцевого газа на Украине, в районе Карпат. Однако эксперты одного из научных центров провели исследование, в ходе которого выяснилось: слои земли в тех регионах, которые, как предполагается, содержат в себе сланцевый газ, характеризуются повышенным содержанием металлов - никеля, бария, урана.

Просчет технологии

К слову, ряд экспертов из Украины призывает обратить внимание не столько на проблемы добычи сланцевого газа в аспекте использования вредных веществ, сколько на недостатки в применяемых газовиками технологий. Представители научной среды Украины в одном из своих докладов на экологическую тематику выдвинули соответствующие тезисы. Какова их сущность? Выводы ученых, в целом, сводятся к тому, что добыча сланцевого газа на Украине может нанести значительный ущерб плодородности почв. Дело в том, что при тех технологиях, что задействуются для изоляции вредных веществ, некоторые материалы будут располагаться под пахотным грунтом. Соответственно, что-то вырастить над ними, в верхних слоях почвы, будет проблематично.

Украинские недра

Есть в среде украинских экспертов также и опасения по поводу возможного расходования запасов питьевой воды, которые могут являть собой стратегически значимый ресурс. Вместе с тем, уже в 2010 году, когда сланцевая революция только набирала обороты, украинские власти выдали лицензии на проведение разведывательных работ по сланцевому газу компаниям уровня ExxonMobil и Shell. В 2012 году было осуществлено бурение поисковых скважин в Харьковской области.

Это могло свидетельствовать, полагают эксперты, о заинтересованности украинских властей в освоении "сланцевых" перспектив, вероятно, с целью снизить зависимость от поставок голубого топлива из РФ. Но сейчас неизвестно, считают аналитики, каковы дальнейшие перспективы работы в этом направлении (в силу известных политических событий).

Проблемный фрекинг

Продолжая рассуждение о недостатках технологий добычи сланцевого газа, можно обратить внимание также и на другие примечательные тезисы. В частности, при фрекинге могут использоваться некоторые вещества Они задействуются как жидкости разрыва. При этом частое их использование может приводить к значительному ухудшению степени проницаемости пород для водных потоков. Для того чтобы избежать этого, газовики могут использовать воду, в которой используются растворимые химические производные веществ, близких по составу к целлюлозе. А они несут серьезную угрозу здоровью человека.

Соли и радиация

Были прецеденты, когда присутствие химических веществ в водах в районе сланцевых скважин было зафиксировано учеными не только в расчетном аспекте, но также и на практике. Проанализировав воду, стекавшуюся в очистные сооружения в Пенсильвании, эксперты обнаружили намного более высокий, чем в норме, уровень содержания солей - хлоридов, бромидов. Некоторые из веществ, обнаруженных в воде, могут вступать в реакцию с атмосферными газами - например, озоном, в результате чего могут образовываться токсичные продукты. Также в некоторых слоях недр, расположенных в районах, где добывается сланцевый газ, американцы обнаружили радий. Который, соответственно, радиоактивен. Не считая солей и радия, в водах, которые концентрируются в районах, где применяется основной способ добычи сланцевого газа (фрекинг), учеными были обнаружены различного рода бензолы, толуол.

Законная лазейка

Некоторые юристы отмечают, что вред экологии, наносимый американскими газодобывающими компаниями "сланцевого" профиля, имеет едва ли не законную природу. Дело в том, что в 2005 году в США был принят правовой акт, по которому метод фрекинга, или гидроразрыва пласта, был выведен из-под мониторинга Агентства по охране окружающей среды. Это ведомство, в частности, следило за тем, чтобы американские бизнесмены действовали в соответствии с предписаниями Закона о защите питьевой воды.

Однако, с принятием нового правового акта, предприятия США получили возможность действовать вне зоны контроля Агентства. Стала возможной, отмечают эксперты, добыча сланцевой нефти и газа в непосредственной близости от подземных источников питьевой воды. И это невзирая на то, что Агентство в одном из своих исследований пришло к выводу, что источники продолжают загрязняться, и не столько в процессе фрекинга, сколько через некоторое время после завершения работ. Аналитики считают, что закон был принят не без политического давления.

Свобода по-европейски

Ряд экспертов акцентирует внимание на том, что не только американцы, но также и европейцы не желают понимать, чем опасна добыча сланцевого газа в потенциале. В частности, Еврокомиссия, разрабатывающая источники права в различных сферах экономики ЕС, даже не стала создавать отдельного закона, регулирующего вопросы экологии в данной отрасли. Ведомство ограничилось, подчеркивают аналитики, всего лишь изданием рекомендации, фактически ни к чему не обязывающей энергетические компании.

Вместе с тем, по замечаниям экспертов, европейцы пока не слишком стремятся к скорейшему началу работ по добыче голубого топлива на практике. Не исключено, что все те дискуссии в ЕС, что связаны со "сланцевой" тематикой, - всего лишь политические спекуляции. И на деле европейцы, в принципе, не собираются осваивать добычу газа нетрадиционным методом. По крайней мере, в ближайшем будущем.

Жалобы без удовлетворения

Есть сведения, что в тех районах США, где идет добыча сланцевого газа, последствия экологического характера уже дали о себе знать - и не только на уровне промышленных исследований, но и в среде обычных граждан. Американцы, живущие по соседству со скважинами, где применяется фрекинг, стали замечать, что вода из-под крана сильно потеряла в качестве. Они пытаются выразить протест против добычи сланцевого газа в своей местности. Однако их возможности, как полагают эксперты, несопоставимы с ресурсами энергетических корпораций. Схему бизнесы реализуют достаточно простую. При возникновении претензий со стороны граждан они формируют наняв экологов. В соответствии с этими документами, питьевая вода должна быть в полном порядке. Если жителей не устраивают эти бумаги, то газовики, как сообщается в ряде источников, выплачивают им в досудебном порядке компенсации взамен подписания договоров о неразглашении сведений о подобных сделках. В результате чего гражданин теряет право сообщать что-то прессе.

Вердикт не обременит

Если же судебные процессы все же инициируются, то решения, выносимые не в пользу энергетических компаний, на деле не являются сильно обременительными для газовиков. В частности, по некоторым из них корпорации обязуются поставлять за свой счет гражданам питьевую воду из экологически чистых источников или же устанавливать для них очистное оборудование. Но если в первом случае пострадавшие жители, в принципе, могут быть довольны, то во втором - как полагают эксперты - особого повода для оптимизма может и не быть, поскольку некоторые все же могут просачиваться через фильтры.

Власти решают

В среде экспертов бытует мнение, что интерес к сланцу в США, равно как и во многих других странах мира, в большей степени политический. Об этом, в частности, может свидетельствовать тот факт, что многие газовые корпорации поддерживаются правительством - особенно в таком аспекте, как налоговые льготы. Экономическую же состоятельность "сланцевой революции" эксперты оценивают неоднозначно.

Фактор питьевой воды

Выше мы рассказали о том, что украинские эксперты ставят под сомнение перспективы добычи сланцевого газа в своей стране, во многом в силу того фактора, что технология фрекинга может потребовать расходования большого количества питьевой воды. Надо сказать, что подобные опасения высказывают и специалисты из других государств. Дело в том, что и без сланцевого газа уже сейчас наблюдается во многих регионах планеты. И вполне вероятно, что подобная ситуация в скором времени может наблюдаться и в развитых странах. А "сланцевая революция", понятное дело, будет только способствовать ускорению этого процесса.

Неоднозначный сланец

Есть мнение, что добыча сланцевого газа в России и других странах не осваивается совсем или, по крайней мере, не происходит в таком темпе, как в Америке, как раз таки по причине рассмотренных нами факторов. Это, прежде всего, риски загрязнения окружающей среды токсичными, а иногда и радиоактивными, соединениями, имеющими место быть при фрекинге. Также это вероятность истощения резервов питьевой воды, которая может в скором времени даже в развитых странах стать ресурсом, по степени значимости не уступающим голубому топливу. Разумеется, в расчет берется также и экономическая составляющая - среди ученых нет единого мнения по вопросам рентабельности сланцевых месторождений.

В общем технологии добычи полезных ископаемых обусловливают такие виды нарушений окружающей среды:

геомеханические - растрескивание пород в результате проведения взрывов, изменение рельефа местности, вырубка лесов, деформация земной поверхности;

гидрологические - изменение запасов, режима движения, качества и уровня грунтовых вод, вынос в водоемы вредных веществ с поверхности и недр земли;

химические - изменение состава и свойств атмосферы и гидросферы (подкисление, засоление, загрязнение воды и воздуха);

физико-механические - загрязнение окружающей среды пылью, изменение свойств почвенного покрова и прочее;

Шумовое загрязнение и вибрация почвы.

Причинами гидрологических нарушений являются:

Зарегулирования, как форма нарушения проявляются в виде водоемов и водоканалов. Вызвано необходимостью осушения поверхности над месторождением,

Заболачивание наблюдается вокруг отвалов с площадью более 200 га,

Затопление характерно для случаев, когда производство имеет избыток воды и полностью ее в водооборота не использует. Воды сбрасываются на землю, в водотоки и водоемы, происходит затопление дополнительных площадей земли. В другом месте в связи с этим может возникнуть истощение,

Осушение - происходит через дренаж грунтовых подземных вод выработками и скважинами. У каждого карьеру депрессионная воронка грунтовых вод достигает диаметра 35 - 50 км,

Заводнения возникает в случае захоронения жидких отходов производства.

Влияние добычи полезных ископаемых открытым способом

В местах открытых разработок происходит вырубка лесов, нарушение растительности и вывод из пользования больших площадей сельскохозяйственных угодий в результате проведения вскрышных работ и складирования пород на поверхности земли. Так, объем вскрышных работ (снятие пород покрывающих и вмещающих тело полезного ископаемого) на карьерах угольной промышленности составляет 848 млн.м3 / год, железорудных - 380, стройматериалов - 450 Глубина рудных карьеров достигла 450 -500 м, угольных 550 - 600 м (на Криворожском железорудном месторождении - 800 м). Влияние открытых горных разработок на окружающую среду запечатлен на рис.4.4.

Рис. 4.4. Влияние открытых горных разработок на окружающую среду

Карьеры часто достигают глубины 400 - 600 м, и соответственно большое количество горных пород вывозится на поверхность. Площади, занятые отвалами, в несколько раз превышают площадь карьеру. Глубинные, в основном токсичные, слои породы выгружаются на поверхность отвалов. Это препятствует росту растений, а после дождей воды, которые стекают с отвалов, отравил реки и почвы. Ориентировочно можно считать, что для открытой добычи 1 млн. Т / год полезных ископаемых требуется около 100 га земельных угодий. Например, на земельных отводах 5 ГОК Кривбасса общей площадью более 20 тыс. Га ежегодно складируется почти 84 млн. М3 вскрышных пород и более 70 млн. Тонн хвостов обогатительных фабрик. Происходят не только нарушение почвенно-растительного покрова на обширных территориях, но и нарушается поверхность земли как горными выработками, так и отвалами. В Украине наибольшие нарушения природной среды произошли на Криворожье, здесь загублено более 18 тыс. Га земли (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Космический снимок Криворожский железорудный карьеров

Изменения, обусловленные нарушением поверхности, негативно сказываются на ее биологических, эрозионных и эстетических характеристиках. Именно на открытых разработках месторождений всего проявляется геотоксикологические влияние горного производства на человека. Снижается продуктивность сельскохозяйственных угодий. Так в районе Курской магнитной аномалии вблизи карьеров в радиусе 1,5-2 км урожайность полей снизилась на 30-50% вследствие ощелачивания почв к pH = 8, рост в них вредных примесей металлов и сокращение питания водой.

В процессе разработки месторождений открытым способом к основным источникам загрязнения относится проведение массовых взрывов, эксплуатация горнодобывающей техники и автомобилей. Массовые взрывы на карьере относятся к периодическим источников загрязнений, так как проводятся обычно раз в 2 недели. Заряд взрыва достигает 800 - 1200т, а количество взорванной им горной массы - 6 млн.т. В атмосферу выбрасывается около 200 - 400 т пыли. Считается 1 т. Взорванной взрывчатого вещества дает 40м3 СО2, кроме этого выделяются оксиды азота.

Практически все горные работы сопровождаются пылеобразованием. Так, в процессе перемещения породы экскаватором интенсивность пылевыделения составляет 6,9 г / с, в процессе погрузки угля роторным экскаватором - 8,5 г / с. Постоянно действующими источниками пылеобразования являются автомобильные дороги. В некоторых карьерах на их долю приходится 70 - 90% всей пыли. Значительные количества пыли поступают в атмосферу в процессе погрузочно-разгрузочных работ. Интенсивность пылевыделения в процессе выемки угля экскаватором составляет 11,65 г / с, в процессе погрузки в железнодорожные вагоны - 1,15 г / с. Из-за использования большого количества транспортных средств, больших территорий под разрезами, а также мощных массовых взрывов загрязнения атмосферы при условии открытой добычи значительно больше, чем при подземного способа.

Гидромеханизированные разработки полезных ископаемых вызывают значительные масштабы загрязнения гидросферы, поскольку все гидромеханизированные технологии связаны с использованием воды, ее загрязнением и возвращением воды в загрязненном состоянии в общую гидрологическую сеть. В результате наблюдается загрязнение рек и водоемов мутными водами, которые образуются в процессе гидромеханизированных разработок полезных ископаемых, рыба оставляет водохранилища и значительные площади водоемов исключаются из нерестилищ, а пойма теряется. Потерянные площади восстанавливаются для нереста примерно через 10 - 15 лет после окончания разработок. Но учитывая то, что подавляющее большинство месторождений отрабатывается в течение 25 - 50 лет, площади загрязненного водосбора исключаются из воспроизводства рыбных запасов на 45 - 70 лет. Для ведения горных работ и промывки песков и других пород используют разное количество воды и загрязняется она в неодинаковой степени, что в разной степени влияет на величину разбавления и потери полезных ископаемых, особенно в случае разбавления их породами, содержащими тонкодисперсную глину, которую трудно выделить и осадить с мутной воды, сбрасываемой из промывных установок.

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...

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.

Добыча полезных ископаемых и топлива порой приводит к серьёзным последствиям не только для человека, но и для окружающей среды в целом. Противостояние людей и природы с давних пор является одним из самых сложных вопросов, обсуждаемых учёными. Экологи говорят, что планета терпит наше присутствие и позволяет «двуногим» жителям Земли многое для достойного существования и заработка денег за счёт себя. Отметим, что факты говорят об обратном. Ни один из видов деятельности человека не проходит бесследно, и на все есть своя отдача.

Война или соперничество?

Добыча полезных ископаемых и топлива, их транспортировка, переработка и использование приносят несомненную пользу людям. При этом несут серьёзные экологические последствия. Причём, по словам специалистов, всё начинается уже с момента подготовки участка к проведению добывающих работ.

«Проблем много. При разведке месторождений вырубают леса, животные и птицы покидают свои места обитания, происходят периодические загрязнения нетронутой до той поры природы выхлопными газами, проливают бензин при заправке техники и так далее. Во время эксплуатации месторождений проблемы увеличиваются, так как появляется больше сложного оборудования, а также возникает вероятность выброса нефти, прорыва амбара шламохранилища и других аварийных ситуаций. Особенно опасен выброс нефти при добыче не шельфе, поскольку в этом случае нефть растекается по морю. Такое загрязнение очень сложно ликвидировать, при этом страдают множество морских обитателей. При строительстве нефте- и газопроводов также вероятны протечки или разрывы трубы, что приводит к пожарам и загрязнению почвы. И конечно все трубопроводы также могут перекрывать привычные пути миграции животных», - рассказывает эколог Вадим Руковицын.

В последние 50 лет эксцессы происходят всё чаще. В апреле 2010 года на нефтяной платформе «Deepwater Horizon» в Мексиканском заливе произошёл взрыв по причине технических неисправностей. Он повлёк за собой непоправимые последствия - в течение 152 дней спасатели со всего мира были не в силах остановить утечку нефти. Сама платформа затонула. По сей день специалисты не могут определить объёмы топлива, которые вылились в воды залива.

Подсчитали, что в результате чудовищной катастрофы 75 000 квадратных километров водной глади покрыла плотная нефтяная плёнка. Самый сильный экологический ущерб ощутили американские штаты, которые прилегают к Мексиканскому заливу - Алабама, Миссисипи, Луизиана, Флорида. Побережье было буквально усеяно трупами морских животных и птиц. Всего на грани исчезновения оказалось не менее 400 видов редких животных, птиц и земноводных. Специалисты зафиксировали вспышки массовой гибели морских млекопитающих в пределах залива, в частности, китообразных.

В этом же году из-за аварии на танкере компании «Эксон Вальдес» в океан в районе Аляски попало огромное количество нефти, что привело к загрязнению 2092,15 километров береговой линии. Экосистеме нанесён непоправимый вред. И на сегодняшний день она до сих пор не восстановилась после той трагедии. Погибли представители 32 видов дикой природы, из которых только 13 удалось спасти. Не смогли восстановить один из подвидов касаток и тихоокеанской сельди. Отметим, что такие крупные трагедии происходят не только за рубежом. Российской промышленности тоже есть чем «похвастаться».

По данным Ростехнадзора, на объектах нефтедобывающей промышленности только в 2015 году произошли следующие официально зафиксированные аварии, сопровождавшиеся разливами нефти.

11 января 2015 года в ООО «РН-Краснодарнефтегаз» произошла разгерметизация межпромыслового трубопровода в 5 км от УППНиВ Троицкой в сторону города Крымска по правую сторону от автодороги «Славянск-на-Кубани – Крымск». В результате выхода нефти в объёме 2,3 м 3 общая площадь загрязнения составила 0,04 га.

17 января 2015 года в ООО «Газпром добыча Краснодар» при проведении плановых работ по расчистке трассового проезда конденсатопровода «Западный Соплеск-Вуктыл» обнаружено пятно диаметром 3 м с характерным запахом конденсатосодержащей жидкости. В результате выхода нефтепродуктов в объеме 10 м 3 общая площадь загрязнения составила 0,07 га.

23 июня 2015 года в ООО «РН-Юганск-нефтегаз» в результате разгерметизации трубопровода «УП № 8 – ЦППН-1» произошёл выход нефтесодержащей жидкости на водную поверхность поймы протоки Чеускина. Объём излившейся нефти составил 204,6 м 3 .

29 декабря 2015 года в АО «РИТЭК» на нефтепроводе «СПН «Мирошники» – ЦППН» примерно в 7 километрах от села Мирошников Котовского района Волгоградской области произошёл выход водонефтегазовой смеси объёмом 282,35 м 3 с общей площадью загрязнения 0,068 га.

25 декабря 2015 года в АО «РИТЭК» на нефтепроводе «СПН «Овражный» - СПН-1» в 7 километрах от села Мирошников Волгоградской области произошел выход водонефтегазовой жидкости объемом 270 м 3 с общей площадью загрязнения 0,072 га.

У специалистов есть уже также информация о свежих трагедиях.

«Крупная авария произошла на месторождении «ЛУКОЙЛа» имени Алабушина (Северо-Ипатское) в республике Коми весной 2017 года, когда возгорание удалось ликвидировать только через месяц. Сумма ущерба лесному фонду приблизилась к 8 миллионов рублей, на месторождении требуется ремонт трёх близкорасположенных скважин. В июле 2017 года произошёл выброс газа на Талаканском месторождении в Якутии. Причиной стало разрушение устьевого оборудования. Возгорания не произошло и аварию удалось ликвидировать в достаточно короткие сроки. Большое влияние на окружающую среду оказывает сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ). И, если в целом по стране уровень утилизации ПНГ повысился с 75% в 2011 году до 86% в 2015 году, то в Восточной Сибири проблема сжигания ПНГ на факелах стоит очень остро. По итогам 2015 года общий объём добычи газа в зоне ВСТО превысил 13 млрд м 3 , большая часть из которого была сожжена. В результате в атмосферу не только выбрасываются миллионы тонн продуктов горения, но и теряется стратегический газ - гелий, испаряется до 10 миллионов м 3 . Это соответствует 8% мирового рынка потребления гелия», - вспоминает научный руководитель проекта «Промышленные инновации» Александр Климентьев.

С чего начинается Родина?

Говоря прямо, добытчиков не в чём обвинять, они просто делают свою работу. Вопрос стоит в другом: насколько квалифицированно проводятся все операции и насколько внимательно отслеживается качество работ. Большинство экологических и техногенных катастроф происходит именно по вине человеческой халатности. Лень - это двигатель прогресса, но, когда ущерб можно нанести не только природе, но и рабочим предприятия, возникает вопрос о её правомерности.

В наше время автоматизация и современные системы безопасности, безусловно, частично спасают, но, если даже у крупнейших компаний, имеющих стабильный финансовый доход, возникают проблемы, надо задуматься. Чтобы снизить неблагоприятное воздействие нефтедобычи на окружающую среду в отрасли придерживаются высоких экологических требований. Для предотвращения аварий в компаниях внедряют новые стандарты деятельности, учитывающие прошлый негативный опыт, пропагандируют культуру безопасного ведения работ. Разрабатывают технические и технологические средства, предотвращающие риск возникновения аварийных ситуаций.

«Главный метод борьбы с ЧС - это их профилактика. Поэтому на месторождениях проводится периодический экологический мониторинг: отбираются пробы почвы, воды, воздуха, растений, измеряется шум, контролируется видовой состав животных. Также на объектах постоянно находится эколог-супервайзер, который контролирует все процессы на площадке и смотрит, чтобы всё шло в рамках экологических норм. При эксплуатации месторождений всегда дежурит бригада МЧС, снабжённая средствами ликвидации проливов. При добыче на шельфе также используют анализ фотоснимков моря со спутников для оперативной фиксации нефтяных пятен и, соответственно, своевременной ликвидации аварии. При мониторинге используют вертолёты, вездеходы,спутники для получения фотоснимков и суда для мониторинга моря. На данный момент на Хатаганском месторождении ведут разведку крайне щадящими методами, поскольку арктические экосистемы наиболее чувствительны к экологическому воздействию. Месторождение находится под заливом, однако скважина стоит на суше и её бурят под определённым углом. Таким образом, отчуждение пространства минимально и возможные проливы будет проще ликвидировать. Там предусмотрены технологии отсутствия сточных вод за счёт максимальной их очистки и повторного использования, а также минимизации отходов. Если добычу вести правильно и проводить грамотную рекультивацию месторождений после их отработки, то последствия для природы заключаются в выбросах большого количества вредных веществ в атмосферу за время эксплуатации и закачке большого количества жидкости в литосферу взамен нефти. Если же рассматривать реальную ситуацию, то добыча приводит к изменению мест обитания животных, загрязнению природной среды строительным мусором, периодическими проливами нефти, портящими воду, почву и воздуха», - уверяет Вадим Руковицын.

Точные цифры

По последним данным Министерство природных ресурсов и экологии РФ, даже при самых лучших технологиях в мире используют лишь 2-3% извлечённой из недр горной массы, а остальная её часть превращается либо в промышленные выбросы-сбросы, а это около 20%, либо в отходы - около 78%. Отвальные хвосты, формирующиеся при производстве товарных железных руд, медных, цинковых и пиритных концентратов, содержат серьёзное количество меди, цинка, серы, редких элементов. Сами они не только занимают огромные площади, но и являются источником загрязнений, отравляющих воду, почвы, воздух. За годы разработки месторождений на прилегающих территориях накапливается огромное количество твёрдых отходов добычи, таких как отвалы, окисленные и забалансовые руды, илы в прудах нейтрализации рудничных в од. О пять-таки по данным Министерства, горнодобывающие производства в России накопили десятки миллиардов тонн отходов, включая отвалы перерабатывающих предприятий.

Например, на Урале общее количество отходов достигает 10 миллиардов тонн. На долю Свердловской области приходится до 30% отходов от всей России. Ежегодно в нашей стране образуется около 5 миллиардов тонн отходов, из которых при добыче полезных ископаемых получается около 4,8 миллиардов тонн. Утилизируется не больше 46%. Для сравнения: в России перерабатывается всего около 25-30% техногенных отходов, тогда как в мире этот показатель достигает 85-90%.

Также на предприятиях угольной промышленности объём учтённых накопленных отвалов превышает 10 миллиардов м 3 , причём половина из них подвержена горению. Отвалы перемытых песков, образованные в результате разработки россыпных месторождений Магаданской области, составляют 1,5 миллиардов м 3 и, по оценкам, содержат около 500 тонн золота. В Мурманской области ежегодно складируют более 150 миллионов тонн отходов, общий объём которых к настоящему времени достиг 8 миллиардов тонн. Понимая опасность этих веществ для природы, с 1989 году специалисты «Татнефти» переработали 1,4 миллионов тонн нефтешламов, ликвидировали около 100 содержащих их амбаров и возвратили под сельхозпроизводство около 30 га земли. «Татнефть» вместе с РАН приступили к строительству опытно-промышленной установки по переработке битумной нефти мощностью 50 тысяч тонн в год, основанной на применении метода гидроконверсии и отечественных катализаторов для переработки тяжёлых остатков, типа гудрона, в светлые фракции.

Сейчас идёт подготовка к отработке накопившихся за многие годы техногенных месторождений меди и никеля в отвалах Аллареченского месторождения в Мурманской области, техногенном месторождении озера Барьерное в Норильском горнопромышленном районе, шлакоотвале Среднеуральского медеплавильного завода. В России, по оценкам экспертов, в отходах медной, свинцово-цинковой, никель-кобальтовой, вольфрамо-молибденовой, оловянной, алюминиевой промышленности сосредоточено более 8 миллионов тонн меди, 9 миллионов тонн цинка и иных полезных компонентов. При этом Минприроды России оценивает разведанные запасы меди в 67 миллионов тонн при годовой добыче 0,8 миллиона тонн, цинка - 42 миллиона тонн при годовой добыче 0,4 миллиона тонн.

При условии полного вовлечения в хозяйственный оборот полезных компонентов техногенного сырья, увеличение объёмов производимой в России промышленной продукции могло бы составить около 10 триллионов рублей. Это может дать бюджету за весь период разработки данной категории техногенных запасов в виде налогов около 300 миллиардов рублей, или около 20 миллиардов рублей в год. Причём указанная годовая величина налогов сопоставима с суммой налогов, поступающих от всего сектора добычи цветных металлов. Техногенные месторождения могут восполнить дефицит страны по стратегическим металлам: никелю, меди и кобальту, золоту, молибдену, серебру. Однако на сегодняшний день существуют объективные причины отсутствия заинтересованности у потенциальных инвесторов. Это влияет на разработку техногенных месторождений в России. Ключевыми причинами считают более низкое качество экологического сырья по сравнению с природными месторождениями, которое со временем ещё более снижается, сложность и дороговизну извлечения твёрдых компонентов, обусловленные физико-химическими свойствами сырья, невостребованность определённых видов сырья при наличии существенных объёмов и, конечно, экологические риски. Для создания мотиваций разработки техногенного сырья необходима государственная координация всех российских участников процесса освоения техногенных месторождений.

Также остро стоят вопросы, связанные с выделением рудничных газов в опасных для человека концентрациях на земную поверхность в жилом секторе. Несмотря на то, что большая часть ликвидируемых шахт затоплены, и уровни затопления установились на статической отметке, на ряде горных отводов шахт процессы газовыделения продолжаются. На опасных и угрожающих природе объектах проводят регулярные заборы воздуха, почв и воды. Также проводят профилактические беседы с местными населением. За один только 2015 год, в 5 углепромышленных регионах выполнили более 90 000 замеров и свыше 4 000 лабораторных анализов воздушной среды в 2613 объектах, в том числе в 1866 жилых объектах. Как показывает практика, своевременно выявленные проблемы позволяют не только предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций, но и стабилизировать экологическую обстановку на шахтёрских территориях. В ряде случаев даже сэкономить значительные бюджетные средства.

Буква закона

Учёные придумывают новые методы борьбы с загрязнением. Но когда же будет стабильный результат? Экономия на сервисном обслуживании промышленной техники и жёстком подборе кадров не даёт положительного результата. «Авось и так сойдёт!» в данной ситуации не сработает. Есть крупные компании и корпорации, которые стабильно работают не только над повышением эффективности своих предприятий, но и над развитием автоматизации на них. Но, как показывает практика, этого пока мало. Большинство экологов и гражданских активистов требуют введения жёстких наказаний за халатное отношение к природе во время промышленных работ. Штрафовать и закрывать предприятия–вредители. Однако это не решит основной проблемы нашей страны - человеческой лени и, в некоторой степени, отсутствия инстинкта самосохранения у некоторых сотрудников. Ведь, если мы не думаем о себе и своём будущем, для чего тратить свое время на сферу, которая развивается, и помогать государству выйти из тяжелого положения?

«Нормативных актов много, начиная с Конституции РФ, далее кодексы, отдельные законы, например, «Об охране окружающей среды», постановления Правительства, положения, приказы министерств, инструкции. Также законодательство регионов. Отдельно эта отрасль законодательства не кодифицирована. Существует административная ответственность за загрязнение окружающей среды, сокрытие, умышленное искажение или несвоевременное сообщение полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды и природных ресурсов, об источниках загрязнения окружающей среды и природных ресурсов или иного вредного воздействия на окружающую среду и природные ресурсы. В прошлом году Минприроды предлагало поправки в КоАП, устанавливающие административную ответственность за невыполнение обязанностей по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов. Насколько я знаю, они до сих пор не приняты», - комментирует координатор проектов по нефтегазовому сектору Баренц-отделения «Всемирного фонда дикой природы» Вадим Краснопольский.

Возмущает, что обязанности спасать животных во время экологических катастроф нет. Максимум, что грозит виновнику - это штраф. В начале августа «Всемирный фонд дикой природы» совместно с природоохранными организациями и ПАО «Лукоил» провёл специализированные тренинги в Нарьян-Маре. Целью мероприятия стало предотвращение гибели животных в случае аварийных разливов нефти.

«Обучение проходило в два этапа. Первый, теоретический, был посвящён планированию операций по реагированию на разлив нефти. Участники знакомились с передовым опытом по спасению животных, изучали особенности работы в условиях Арктики, моделировали действия спасательных служб в случае аварии. Во время практического курса, который проходил на берегу водоёма, участники осваивали поиск и сбор загрязнённых нефтью птиц, знакомились с основами ветеринарной помощи пострадавшим животным, а благодаря специальному роботу «Roboduck» тренировались проводить отлов птиц на месте нефтеразлива. Полученный опыт сотрудники компании могут использовать в будущем - для разработки корпоративной документации, проведения внутренних тренингов и подготовки аварийно-спасательных формирований, а также для создания лучших практик для нефтегазовой отрасли в России», - сообщает пресс-служба WWF.

В 2015 году группа «Газпром» ввела в эксплуатацию 71 установку для очистки сточных вод и 15 систем оборотного водоснабжения. Проведено много природоохранных мероприятий по защите и воспроизводству рыбных запасов, очистке и облагораживанию территорий, в том числе прибрежных. Специализированным организациям оказывается финансовая поддержка. За последние годы предприятиями группы «Газпром» было выпущено в море несколько миллионов мальков. В море, в местах деятельности компании, например, вокруг платформы «Приразломная», установили рыбозащитные устройства.

Совет директоров компании «Роснефть» также утвердил ряд целей в области ООС по всем аспектам природоохранной деятельности до 2025 года включительно. Основные направления работы - ликвидация на объектах компании отходов и загрязнений, накопленных от деятельности третьих лиц, своевременное выполнение экологических обязательств, возникающих от текущей деятельности компании. Также отслеживается снижение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты и в атмосферу, сохранение биоразнообразия, энерго- и ресурсосбережение. Всю деятельность компании можно увидеть в регулярном отчёте об устойчивом развитии ПАО «НК «Роснефть».

Отметим, что сейчас специалисты массово работают над сокращением числа возможных катастроф. Например, применение специальных реагентов-диспергентов позволяет ускорить сбор разлившейся нефти с поверхности воды. Искусственно выведенные бактерии-деструкторы, распылённые на нефтяное пятно, способны в короткие сроки переработать нефть, превращая её 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.

Текст: Кира Генеральская