Нарушение природной среды при разработке и добыче природных ресурсов

Высота  отвалов вскрышных пород, в зависимости  от способа их транспортировки, достигает обычно 8-12 м при бульдозерном или скреперном отвалообразовании, до 20-25 м при экскаваторной или автомобильной транспортировке вскрышных пород (торфов). Высота отвалов обогащения может составлять от от 2-3 метров при гидравлическом их транспорте, до 15-20 м при использовании транспортных механизмов. Высота дражных отвалов, весьма распространенных в долинах рек, составляет 8-15 м.

Нарушенные  горными разработками земли представляют собой склоновые поверхности различной формы и ориентировки, увенчанные гребнями или конусами, существенно отличающиеся по ряду своих свойств от естественных.

Таким образом, наиболее существенные нарушения  природной среды возникают именно при открытых горных работах, для организации которых и используется обычно значительная территория, занятая карьерами, отвалами, железнодорожными и автомобильными дорогами обогатительными фабриками и другими промышленными сооружениями. Так, средняя площадь карьера строительных материалов составляет 30 - 250 га, карьера по добыче марганцевой руды или угля - 1000 - 2000 га, железорудного карьера - 150 - 500 га.

Открытый  способ разработки является основным направлением развития горной промышленности, что вызывает увеличение территорий, которые частично или полностью подвергаются нарушению. Интенсивное развитие открытых работ сопровождается ростом объемов и, соответственно, отвалов вскрышных пород.

Глубина рудных карьеров в настоящее время  достигает 250 м. Текущий коэффициент вскрыши (количество вскрышных пород, приходящихся на единицу полезного ископаемого при открытых горных работах в т/т или м3/м3) составляет на железорудных карьерах 15 т/т, а на меднорудных достигает 20 т/т.

В горнотехнической литературе отмечается, что через 30 лет глубина карьеров увеличится до 1000 м. С углублением карьеров изменится текущий коэффициент вскрыши до 30-50 т/т. Так как высота отвалов обычно не превышает 50 м и вряд ли может быть более 100 м, то для размещения такого большого объема вскрышных пород на поверхности земли потребуются значительно большие территории.

Расчеты показывают, что при глубине открытых работ 500-1000 м площадь отвала будет превышать площадь карьера в 4-7 раз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Нарушения земель подземными горными работами

 

Воздействие на ландшафты подземных горных разработок проявляется в образовании на поверхности Земли:

- отвалов вскрышных и вмещающих пород;

- хвосто и шламохранилищ, в которых накапливаются породные отходы,

остающиеся  после обогащения руд;

- разного рода провалов и впадин, различающихся формой и глубиной.

Размеры и форма отвалов определяются несколькими обстоятельствами, в частности - технологией разработки месторождений и отвалообразования. В простейшем случае, при использовании вагонеток и скипов, формируются конические отвалы - терриконники. при использовании автомобильного и железнодорожного транспорта - платообразные и гребневидные, при обилии отвального материала организуются платообразные террасированные отвалы.

Хвосто - и шламохранилища обогатительных фабрик ГОКов и энергетических предприятий (ГРЭС, ТЭЦ, ТЭС), обеспечивающих основное производство, располагаются обычно в ближайших понижениях рельефа, постепенно заполняя которые они формируют плоские или слабо наклонные поверхности. Используя ограждающие дамбы, хвосто и шламохранилища могут быть подняты над поверхностью земли и тогда они представляют собой плоские столообразные возвышенности ограниченные склонами, крутизна которых обычно определяется углом естественного откоса пород, заложенных в ограждающие дамбы. Известно немало случаев разрушения и оползания дамб обвалования с последующим катастрофическим образованием селеподобных потоков и переотложением материалов, накопленных в шламохранилищах в естественные понижения, загрязнении водных объектов.

Провалы и впадины, образующиеся на поверхности  земли в результате обрушения кровли подземных выработок, весьма различны по форме и размерам, определяющимися глубиной разработки, объемами извлекаемых из недр горных пород и руд, геометрией рудных залежей или угольных пластов:

- мульдообразные провалы возникают после разработки пластовых залежей

средней (1,5-3) и большей мощности, горизонтального, волнистого или полого наклонного залегания. Мульда сдвижения горных пород находится в зоне прогиба кровли. При большой мощности и крутом падении залежи возможно формирование мульдообразных террасированных провалов, мульда сдвижения в этом случае будет приурочена к зоне прогиба или обрушения;

- каньонообразные провалы образуются над выработанным пространством мощных полого или крутопадающих залежей, мульда сдвижения в этих условиях всегда находится в зоне обрушения;

- кольцевые провалы могут возникать на месте разработки штокообразных крутопадающих залежей.

Обнаженные  горные породы в бортах провалов, поверхность  терриконов, хвосто и шламохранилищ нередко становятся источником пылеобразования, а при разработке горючих полезных ископаемых дыма, причем в составе пыли и дыма в воздух могут попадать фитотоксчичные компоненты. Они же могут оказаться и в грунтовых водах, формирующих свой химический состав в провальных мульдах и отвальных породах. Таким образом, помимо воздействия на рельеф поверхности земли, подземные горные разработки могут также приводить к загрязнению поверхности почвы, растительности и подземных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Воздействие на ландшафты геологоразведочных работ

 

Влияние геологоразведочных работ состоит  в нарушении поверхности и  почвенно-растительного покрова  при организации и обустройстве площадок буровых работ, строительстве и эксплуатации временных дорог и поселков разведчиков, прокладке дорожных трасс и зимников гусеничного транспорта, неорганизованной езды гусеничного транспорта. Подсчитано, что при сооружении простейшей дороги шириной всего 4 м, размеры занимаемой ею площади составят 1 га на каждые 2,5 км трассы. Между тем, дороги геологоразведочных партий обычно измеряются десятками, а в северных регионах - сотнями километров, причем нередко прокрадывается не одна, а несколько трасс, соответственно для сухого времени года и распутицы.

Еще большие разрушения ландшафтов вызывает транспортировка тракторами не разобранных буровых вышек: при передвижении буровой вышки на 15 км нарушается до 100 га поверхности, подверженной, в последующем, активизации различных экзогенных, в т.ч. криогенных процессов.

Полной  переработке подвергаются земельные  участки, на которых непосредственно производятся геологоразведочные работы. В частности - площади земель, отводимые для организации разведочного бурения, проходки открытых разведочных выработок, строительства временных поселков, ремонтных баз, складов ГСМ и различных иных материалов и оборудования, стоянок гусеничного и автомобильного транспорта. Проходка открытых разведочных горных выработок - канав и шурфов сопровождается формированием соответствующих выемок и породных отвалов, причем при проходке канав взрывом, их ширина и разброс породы от оси канавы изменяется десятками метров в каждую сторону. Существенное воздействие на природные ландшафты северных территорий оказывают глубокие разведочные работы на нефтяные и газовые месторождения. Ю.И.Быков, в частности, отмечает, что " современная организация буровых работ создает предпосылки экологического бедствия в районах Крайнего Севера".   Рассматривая загрязнение тундровых ландшафтов при производстве буровых работ он условно подразделяет все источники загрязнения на три категории:

- источники, обусловленные несовершенством технологии строительства скважин;

- источники, возникающие при несоблюдении технологических регламентов

обслуживающим персоналом;

·-источники, обусловленные эксплуатационной ненадежностью оборудования и конструкций, а также элементов обустройства буровой площадки.

В частности, загрязнения земель в  результате эксплуатации скважин могут возникать как следствие обслуживания узлов и механизмов буровой установки: очистки сеток вибросит, обмыва буровых площадок и оборудования, утечек химреагентов в процессе приготовления буровых растворов, сброса выбуренной породы, аварийных сбросов загрязнителей при нефтегазопроявлениях, засорениях и нарушениях целостности системы желобов или неисправностях запорной арматуры. На все эти воздействия накладываются аварийные ситуации прямого попадания на поверхность углеводородного сырья.

Помимо  загрязнения поверхности, буровые  работы вызывают и механические нарушения тундровых ландшафтов, прямые при планировании буровой площадки и рытье котлованов под различные технические нужды и косвенные, проявляющиеся в развитии термоэрозионных и термокарстовых процессов по нарушенной поверхности, подстилаемой высокольдистыми грунтами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Классификация и характеристика ландшафтов,

нарушенных горными разработками

 

Рассматривая  степень деструкции природных ландшафтов, правомерно подразделить их на две категории:

- ландшафты измененные под влиянием хозяйственной деятельности человека, например природные ландшафты, биологическая продуктивность которых снижена в результате загрязнения отходами горного производства и

ландшафты, коренным образом преобразованные  хозяйственной деятельностью.

Нередко в границах природно-технических  горнодобывающих геосистем приходится констатировать определенную зональность в распределении степени преобразования природных ландшафтов. От ландшафтов, полностью преобразованных в ядрах системы, где сконцентрированы горнообогатительные производства, до практически не тронутых техногенезом, уже за пределами функционирования обслуживающей инфраструктуры. Между этими крайними состояниями нарушенности природных ландшафтов могут находится промежуточные зоны и звенья, где ландшафты нарушены не столь явно, как в ядре геосистемы, но значительно в большей степени, чем за границами последней.

Анализ  ландшафтов, нарушенных горными разработками, позволяет также констатировать, что даже при крайней степени их изменения не происходит полного уничтожения природной основы формирования ландшафтов. В частности, сохраняются зональные климатические характеристики, сохраняются геолого- структурные особенности литогенной основы ландшафтов, тенденции развития тех или иных экзогенных процессов, которые могут ослабевать или наоборот, усиливаться в новых условиях трансформированного рельефа, однако во многих случаях не могут возникнуть вновь. Например процессы наледеобразования, характерные для террасированных бортов карьеров территории, относящейся к криолитозоне и существенно осложняющие движение автотранспорта по транспортным бермам не будут возникать совсем или, не будут столь активны вне территории криолитозоны, в условиях сухого и теплого климата.

Одним из таких объективных природных  факторов, который во многом

предопределяет  как характер нарушенных ландшафтов, так и основные направления рекультивации является рельеф. В соответствии с ним, природно-техногенные ландшафты, или вторичные ландшафты природно-технических геосистем, правомерно подразделить на два типа: равнинные и горные. В свою очередь, в их пределах, с учетом рекомендаций Моториной и Овчинникова (1975), правомерно вычленить следующие виды природно-техногенных ландшафтов, различающихся по характеру изменений, наступивших в результате производства открытых горных работ:

- крупно, средне и мелко карьерные;

 

- крупно, средне и мелко карьерно-отвальные;

- торфяно-карьерные (ландшафты, формирующиеся только на равнинах);

- дражно-отвальные, преимущественно речных долин;

- зоны влияния водохранилищ;

- отвальные, в т.ч. золошлакоотвальные, хвостохранилищ, мусорных свалок;

- зоны влияния обслуживающих компонентов инфраструктуры, а также территории, существенно загрязненные промышленными выбросами, частично или полностью потерявшие свою биологическую продуктивность.

В наименовании ландшафтов сознательно  упущена природная компонента, поскольку само возникновение нарушенных ландшафтов и их функционирование происходят под техногенным влиянием, включая дополнительные энергетические эмиссии, преобладающие над природным энергетическим балансом.

Нередко результатом производства открытых горных работ является формирование ландшафтов, сочетающих в себе различные техногенные элементы. В частности, при открытых разработках россыпных месторождений, в зависимости от технологии производства работ выделены: аккумулятивные формы рельефа, представленные отвалами дражными, бульдозерными, экскаваторными, автотранспортными, самотечно или напорно- гидравлическими.

Морфологически особый тип отвалов представляют собой илоотстойники и

хвостохранилища.

Денудационные формы рельефа куда отнесены выемки, в частности - дражные пазухи, карьеры и котлованы.

В качестве примера, характеризующего ущерб, наносимый горными работами, приведем данные по наиболее характерным предприятиям СНГ.

Курская магнитная  аномалия расположена в сельскохозяйственном районе с

прекрасными пахотными черноземными землями. Общая  площадь угодий, занимаемых объектами горнорудных предприятий КМА (промышленные площадки, хвосто- и водохранилища, железнодорожные станции, путепроводы, объекты электроснабжения и другие), составляет около 19 тыс. га, из которых под отвалы предполагается занять порядка 30%. Вовлечение же в эксплуатацию двух более сложных по горнотехническим условиям месторождений КМА потребует отчуждения еще 10-12 тыс. га угодий. В Кривбассе, где извлекалось около 50% общесоюзной добычи товарной руды, ежегодно перемещалось в отвалы 62 млн.м.куб. вскрыши и 48 млн.м.куб отходов обогатительного производства. За период эксплуатации месторождений под объекты горных предприятии у сельскохозяйственных