Экология горнодобывающих предприятий пути решений. Горнодобывающая промышленность и экология

Горнодобывающая промышленность включает 3 основных способа добычи полезных ископаемых: шахтный, открытый, скважинный. Каждому из них свойственны специфические экологические проблемы. Шахтный способ в тех или иных разновидностях применяется, начиная с древнейших времен. Он предполагает создание транспортных горных выработок (шахтных стволов, штолен)"до залежи полезного ископаемого и системы предназначенных для добычи выработок (лав, штреков) в пределах залежи. Экологические проблемы при таком способе добычи связаны с образованием отвалов из вскрышных пород (терриконов), понижением уровня подземных вод в результате их откачки из горных выработок3rпасностью загрязнения водных объектов шахтными (рудничными) водами. Открытый способ применяется для добычи твердых полезных ис­копаемых (угля, горючих сланцев и торфа, различных руд, строительных материалов) и предполагает создание вместо относительно узких горных выработок значительно более объемных карьеров и разрезов, что стало возможным с появлением мощной землеройной техники. Открытый способ считается более прогрессивным, поскольку он позволяет значительно улучшить условия и повысить производительность труда, позволяет извлекать полезное ископаемое. Открытым способом добывается 38% угля, 88% железной руды, 96% хромитов и практически 100% строительных материалов. Нагрузка на среду при этом способе добычи возрастает многократно, пропорционально увеличению объема выработок. Нарушение земельного покрова при открытой добыче привод формированию "лунного ландшафта" карьеров и отвалов, сложенных совершенно бесплодными породами и подверженных развеванию, эрозии выщелачиванию растворимых компонентов, с загрязнением атмосферного воздуха, водоемов и почв прилегающих территорий. На угольных месторождениях проблема загрязнения атмосферы нередко усугубляется в связи со способностью попадающих в отвал отдельных сортов угля из непромышленных пластов

самовозгораться при доступе воздуха в окрестностях крупных карьеров формируются депрессионные воронки, в пределах которых происходит значительное понижение уровня подземных вод, приводящее к осушению родников и колодцев. Экологические проблемы шахтной и открытой добычи твердых полезных ископаемых решаются путем рекультивации - комплекса работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. Рекультивация проводится по окончании отработки участка месторождения или месторождения в целом и включает два этапа: технический и биологический. При технической рекультивации выполняется закладка вскрышными породами подземных выработок: выравнивание поверхностей карьеров и отвалов. При биологической рекультивации создаются искусственные почвы (на основе торфа и т.п. материалов), озеленение, зарыбление водоемов. При невозможности выполнения вертикальной планировки рельефа применяют упрощенные способы рекультивации: создание водоемов в отработанных карьерах, озеленение терриконов.

Скважинный способ применяется, главным образом, для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых: природных газов, нефти, подземных вод. Некоторые виды твердых полезных ископаемых также могут добываться с помощью скважин: подземная газификация угля, подземное выщелачивание руд. Скважинный способ, использование которого стало возможным с конца XIX века с развитием буровой техники, создает нагрузку на земельные ресурсы значительно меньшую по сравнению с шахтной и карьерной добычей. Экологические проблемы скважинной добычи связаны с тем, что,тот способ затрагивает большие глубины, где горно-геологические условия резко отличаются от приповерхностных. Геохимическая обстановка восстановительная, практически бескислородная, давления достигают сотен атмосфер, распространены высокоминерализованные, агрессивные пластовые воды. Скважины необратимо нарушают целостность водоупоров, отделяющих пресные водоносные горизонты от зон замедленного и весьма замедленного водообмена. При значительных масштабах извлечения жидких и газообразных полезных ископаемых, а также при закачке воды и растворов для поддержания пластового давления, других воздействиях на пласты, происходит перераспределение давлений, темпepaтyp, геохимических параметров, направлений и скорости циркуляции подземных вод. Внешними проявлениями техногенно обусловленных изменений в недрах является активизация геодинамических процессов, в т. ч. С активизацией сейсмичности, изменения водообильности, режима и гидрохимических характеристик водоносных горизонтов, в т.ч. приводящие к загрязнению подземных вод. При аварийных утечках нефти, пластовых вод, технологических жидкостей происходит загрязнение атмосферного воздуха, почв и поверхностных вод, наносится ущерб растительному покрову и животному миру. Массированное загрязнение атмосферы, поверхностных вод и почв происходит при авариях, приводящих к фонтанным выбросам нефти и газа. Вероятность аварийных утечек повышается по мере развития коррозии и износа оборудования, контактирующих с агрессивными жидкостями. Так, в конце 1980-х годов, в Тюменской области на 100 тыс. км нефтепроводов ежегодно происходило порядка 11 тыс. аварий. Для снижения аварийности сокращают сеть трубопроводов путем сосредоточения ряда скважин на одной площадке (кусте), используют трубы с внутренним антикоррозийным покрытием. Постоянными источниками загрязнения атмосферы, связанными с добычей и транспортировкой нефти и газа, являются газовые факелы, установки подготовки нефти, газокомпрессорные станции, технологический транспорт. Утилизация попутного газа как топлива или химического сырья не всегда возможна, т.к. он может содержать значительную примесь негорючих компонентов (азот, углекислый газ). Охрана недр при скважинной добыче включает разрабатываемые на основе геоэкологических исследований комплексы мероприятий. Они включают: регулирование нагрузки на элементы тектонической структуры в целях предотвращения активизации разломов, изоляции водоносных горизонтов путем цементации затрубного пространства скважин и ликвидации (тампонажа) неиспользуемых скважин, предотвращение утечек нефти, соленой воды и технологических жидкостей. Высокоминерализованные пластовые воды, попутно извлекамые при добыче нефти, закачиваются обратно в недра для поддержания пластового давления. Не допускается закачка в недра сточных вод, содержащих органические загрязнения, т.к. при их разложении в анаэробных условиях образуется сероводород. Охрана атмосферы от загрязнений, связанных с работой установок подготовки нефти, газокомпрессорных станций, технологического транспорта ведется с помощью природоохранных мероприятий, общих для разных отраслей промышленности и транспорта.

Наибольшее потребление энергии и ущерб окружающей среде связаны с добычей полезных ископаемых, очистки и выплавки металлов. Вторичное использование минералов, которые уже были добыты и переработаны и многократно побывали в обращении в экономике, исключило бы ущерб, то большую его часть. Например, получение энергоемких алюминия, стали, меди исключительно путем переработки металлолома могло бы на 70% снизить потребление энергии, используемой ежегодно на их производство Существенная доля энергии, используемая для добычи и очистки минералов, получается из ископаемого топлива - нефти и угля. При их сжигании образуется углерод, который оказывает влияние на глобальные изменения климата. В США, например, половина электроэнергии, используемой при выплавке алюминия, вырабатывается на электростанциях, работающих на угле. Использование ископаемого топлива - не единственная причина влияния горнодобывающей промышленности на изменение климата.

Производство цемента из известняка ежегодно добавляет еще 5% выбросов углерода в атмосферу. При выплавке алюминия образуется около 2 тонн диоксида углерода на каждую произведенную тонну первичного алюминия и еще 3 тонны фторуглеродов или ПФУ - чрезвычайно редких газов, которые не выделяются при других промышленных процессах. ПФУ являются парниковыми газами: 1 тонна ПФУ вызывает такой же парниковый эффект как 6500-9200 тонн углерода.

Количество отходов, образующихся на рудниках, значительно: ежегодно канадские рудники дают более миллиарда тонн отходов - в 60 раз больше, чем образуется мусора в канадских городах. Чтобы вывезти эти отходы, некоторые рудники используют гигантские грузовики, которые способны перевозить по 360 тонн - каждое колесо с покрышкой на этом грузовике весит 4,5 тонны и достигает 5 м в высоту.

В 2004 г. в мире было добыто 900 млн тонн металла, после которых остались 6 млрд тонн пустой породы. Эти цифры не включают снятую почву. Большинство отходов образуются при добыче железной руды, меди и золота. На каждую добытую тонну меди приходится 110 тонн пустой породы и еще 200 тонн снятой почвы. Для золота пропорция еще более удручающая - на каждую тонну золота приходится 300 тыс. тонн отходов./10, с.76/

Последствия горнорудной деятельности даже после закрытия рудника проявляются еще длительное время. Особенно долговременной является проблема отвода кислых вод. Это случается, когда при разработке рудника вынимают сульфидсодержащие минералы. При взаимодействии с кислородом и водой они образуют серную кислоту. Кислота образуется до тех пор, пока все сульфиды не окислятся в результате взаимодействия горной породы с воздухом и водой, что может продолжаться сотни и тысячи лет.

Рудники не только изменяют ландшафт, но также влияют на жизнь коренного населения близ рудников. Сотни тысяч людей были согнаны с насиженных мест лишь для того, чтобы претворить в жизнь проекты разработки рудников. Другие были вынуждены забыть свой традиционный образ жизни и смириться с последствиями жизни у рудника, отравляющего источники водоснабжения, или у плавильного завода, загрязняющего воздух, которым они дышат.

Условия жизни в странах, зависимых от горнорудной деятельности, последние два десятилетия год от года неуклонно ухудшаются. Экономическая зависимость от разработок минерального сырья замедлила и даже снизила экономический рост в развивающихся странах.

Такая обратная зависимость между природным богатством и экономическим изобилием справедлива даже для богатых добывающих стран. За период 1980-2004 гг., например, в американских графствах, зависящих от горной промышленности, прирост был в среднем в два раза меньше, чем в остальных.

Использованные медь или алюминий могут превратиться снова в то же количество металла с небольшим добавлением нового металла. Алюминиевые банки из-под напитков могут быть переплавлены и снова превращены в пивные банки. Если бы 7 млн тонн банок, выброшенных американцами в 1990-2004 гг., были переработаны, из них можно было бы построить 316000 Боингов-737, что почти в 25 раз превышает мировой воздушный коммерческий флот.

Получение материалов из вторичного сырья оказывает меньшее воздействиена среду, чем производство из ископаемого сырья, но не устраняет его полностью. При рациональном использовании материалов ремонт, повторное использование и переработка становятся обязательными условиями.

В некоторых странах субсидии, выплаченные при разработке месторождений, снижают затраты на производство металлов из руды, что делает неконкурентноспособным рециклинг. Если перестроить экономику таким образом, чтобы большая часть ресурсов поступала из вторичных источников, то разработка рудников, останется. Кроме того, существует другие возможности для совершенствования работы рудников. Наибольший обработка тонн руды, ради получения нескольких килограммов золота, которые в основном идут на украшения. Необходимо прекратить сброс "хвостов" и шахтных вод в различные водоемы - реки и океаны. И, конечно же, любой действующий рудник должен находиться вне границ охраняемых территорий, кроме того, его разработка должна проводиться с согласия проживающего на данной территории населения и контролироваться им. Население же должно получать достоверную информацию о деятельности на руднике.

Использование полезных ископаемых внесло огромный вклад в улучшение жизни миллиардов людей и ускорило развитие современного общества. Мир достаточно далеко ушлел от наших предков из железного и бронзового веков и нет необходимости использовать загрязняющие и разрушающие методы, чтобы получать выгоду от полезных ископаемых. Необходимо перейти к иной стратегии использования материалов, с которой связана более безопасная и здоровая работа и которая прервет существующий поток потребления материалов, поможет сохранить наследство будущим поколениям, а пагубную горнорудную деятельность оставит на свалке истории./12, с.46/

Заключение

В современных условиях глобализации мировой экономики совершенствование минерально-сырьевой базы предполагает транснациональную кооперацию при поисках и разведке новых месторождений (в первую очередь крупных и весьма крупных) в наиболее перспективных регионах планеты (включая акваторий Мирового океана), международное разделение труда по добыче и переработке минерального сырья с использованием передовых технологий, самой совершенной техники и с учетом экономических, социальных и политических интересов отдельных стран, укрепление взаимовыгодных торговых связей между странами по поставкам дефицитного минерального сырья и продуктов его переработки, оперативное введение в горно-геологическую практику последних мировых достижений наук о Земле.

Разнообразные природные условия и ресурсы были и остаются хорошей естественной базой для развития хозяйства. Вместе с тем масштабы и расточительный характер их использования ухудшают состояние природной среды и одновременно ведут ко все большему загрязнению воздуха и воды.

Список литературы

1. «Мировая экономика», учебник, Булатов А.С., 2002г.

2. «Мировая экономика», учебник, Ломакин В.К., 2000г.

3. «Мировая экономика. Экономика зарубежных стран», учебник, Колесов В.П., Осьмова М.Н., 2000г.

4. «Международные экономические организации», справочник, Герчикова И.Н., 2001г.

5. «Международные экономические отношения», учебник, Рыбалкин В.Е., 3 издание, 2002г.

6. «Мировая экономика», учебник, Халевинская Е.Д., Крозе И., 1999г.

7. «Страны мира», энциклопедический справочник, Богданович О.И., Дрозд Ю.А. и др., 2002г.

8. «Страны и регионы 2000», статистический справочник Всемирного банка, перевод с английского: Миневрин И.Г., 2001г.

9. «Мир на рубеже тысячелетий», прогноз развития мировой экономики до 2015 года, 2001г.

10. «Международная экономика», учебное пособие, Сташевский Г.П., 2005г.

11. «Мировая экономика», учебник, Николаева И.П., 2000г.

12. «Мировая экономика и международные отношения», журнал, «Стратегия разравнивания в международных отношениях и внешней политике США», статья, Богатуров А., №2, 2005г.

12. Экологические проблемы, создаваемые горнодобывающей, нефте- и газодобывающей промышленностью.

Горнодобывающая промышленность включает 3 основных способа добычи полезных ископаемых: шахтный, открытый, скважинный. Каждому из них свойственны специфические экологические проблемы.

Шахтный способ предполагает создание транспортных горных выработок (шахтных стволов, штолен) до залежи полезного ископаемого и системы предназначенных для добычи выработок (лав, штреков) в пределах залежи. Экологические проблемы при таком способе добычи связаны с образованием отвалов из вскрышных пород (терриконов), понижением уровня подземных вод в результате их откачки из горных выработок, опасностью загрязнения водных объектов шахтными (рудничными) водами.

Открытый способ применяется для добычи твердых полезных ис­копаемых (угля, горючих сланцев и торфа, различных руд, строительных материалов) и предполагает создание вместо относительно узких горных выработок значительно более объемных карьеров и разрезов, что стало возможным с появлением мощной землеройной техники. Нарушение земельного покрова при открытой добыче привод формированию "лунного ландшафта" карьеров и отвалов, сложенных совершенно бесплодными породами и подверженных развеванию, эрозии выщелачиванию растворимых компонентов, с загрязнением атмосферного воздуха, водоемов и почв прилегающих территорий.

Экологические проблемы шахтной и открытой добычи твердых полезных ископаемых решаются путем рекультивации - комплекса работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. Рекультивация проводится по окончании отработки участка месторождения или месторождения в целом и включает два этапа: технический и биологический. При технической рекультивации выполняется закладка вскрышными породами подземных выработок: выравнивание поверхностей карьеров и отвалов. При биологической рекультивации создаются искусственные почвы (на основе торфа и т.п. материалов), озеленение, зарыбление водоемов. При невозможности выполнения вертикальной планировки рельефа применяют упрощенные способы рекультивации: создание водоемов в отработанных карьерах, озеленение терриконов.

Скважинный способ применяется, главным образом, для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых: природных газов, нефти , подземных вод. Некоторые виды твердых полезных ископаемых также могут добываться с помощью скважин: подземная газификация угля, подземное выщелачивание руд. Скважинный способ, использование которого стало возможным с конца XIX века с развитием буровой техники, создает нагрузку на земельные ресурсы значительно меньшую по сравнению с шахтной и карьерной добычей. Экологические проблемы скважинной добычи связаны с тем, что, этот способ затрагивает большие глубины, где горно-геологические условия резко отличаются от приповерхностных. Геохимическая обстановка восстановительная, практически бескислородная, давления достигают сотен атмосфер, распространены высокоминерализованные, агрессивные пластовые воды. Скважины необратимо нарушают целостность водоупоров, отделяющих пресные водоносные горизонты от зон замедленного и весьма замедленного водообмена. При значительных масштабах извлечения жидких и газообразных полезных ископаемых, а также при закачке воды и растворов для поддержания пластового давления, других воздействиях на пласты, происходит перераспределение давлений, темпepaтyp, геохимических параметров, направлений и скорости циркуляции подземных вод. Внешними проявлениями техногенно обусловленных изменений в недрах является активизация геодинамических процессов, в т. ч. с активизацией сейсмичности, изменения водообильности, режима и гидрохимических характеристик водоносных горизонтов, в т.ч. приводящие к загрязнению подземных вод.

При аварийных утечках нефти, пластовых вод, технологических жидкостей происходит загрязнение атмосферного воздуха, почв и поверхностных вод, наносится ущерб растительному покрову и животному миру. Массированное загрязнение атмосферы, поверхностных вод и почв происходит при авариях, приводящих к фонтанным выбросам нефти и газа. Вероятность аварийных утечек повышается по мере развития коррозии и износа оборудования, контактирующих с агрессивными жидкостями. Для снижения аварийности сокращают сеть трубопроводов путем сосредоточения ряда скважин на одной площадке (кусте), используют трубы с внутренним антикоррозийным покрытием. Постоянными источниками загрязнения атмосферы, связанными с добычей и транспортировкой нефти и газа, являются газовые факелы, установки подготовки нефти, газокомпрессорные станции, технологический транспорт. Утилизация попутного газа как топлива или химического сырья не всегда возможна, т.к. он может содержать значительную примесь негорючих компонентов (азот, углекислый газ).

Охрана недр при скважинной добыче включает разрабатываемые на основе геоэкологических исследований комплексы мероприятий. Они включают: регулирование нагрузки на элементы тектонической структуры в целях предотвращения активизации разломов, изоляции водоносных горизонтов путем цементации затрубного пространства скважин и ликвидации (тампонажа) неиспользуемых скважин, предотвращение утечек нефти, соленой воды и технологических жидкостей. Высокоминерализованные пластовые воды, попутно извлекамые при добыче нефти, закачиваются обратно в недра для поддержания пластового давления. Не допускается закачка в недра сточных вод, содержащих органические загрязнения, т.к. при их разложении в анаэробных условиях образуется сероводород. Охрана атмосферы от загрязнений, связанных с работой установок подготовки нефти, газокомпрессорных станций, технологического транспорта ведется с помощью природоохранных мероприятий, общих для разных отраслей промышленности и транспорта.

Міністерство освіти і науки України

Державний вищий навчальний заклад

Донецький національний технічний університет

Кафедра "Прикладна екологія та охорона навколишнього середовища"

Курсова робота

з дисципліни "Загальна екологія та неоекологія"

"Екологічні особливості гірничої промисловості"

Виконавець:

студент групи ОС – 07з

Богоудінова С.Ф

Керівник:

Доцент: Блакберн А.А

Донецьк, 2008

Курсова робота: 35 сторінок., 5 рисунків., 8 таблиць, 26 посилань, 3 додатка.

Метою роботи є поглиблене вивчення і підвищення рівня теоретичних знань з екології.

У роботі зроблений огляд літературних джерел з питань охорони навколишнього середовища. Розглянуті екологічні особливості в гірничої промисловості.

В современную эпоху неуклонного развития научно-технического прогресса - решающего фактора роста общественного производства - воздействие человека на окружающую природную среду неизбежно усиливается, остро проявляются противоречия во взаимодействии общества и природы, которые породили так называемую экологическую проблему.

Интенсификация общественного производства, как правило, приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению окружающей природной среды, нарушению природных взаимосвязей, а человечество испытывает нежелательные последствия этих явлений. Например, добыча угля, сопровождающаяся откачкой шахтных и карьерных вод, выдачей на поверхность пустых пород, выбросами пыли и вредных газов, а также деформацией углевмещающих пород и земной поверхности, приводит к загрязнению водных ресурсов, атмосферы и почвы, существенно изменяет гидрогеологические, инженерно-геологические, атмосферные и почвенные условия в зонах открытых и подземных горных разработок. Образуются депрессионные воронки площадью от десятков до сотен квадратных километров, мелеют, а иногда и полностью исчезают реки и ручьи, затопляются или заболачиваются подработанные территории, обезвоживается и засоляется почвенный слой, что, в свою очередь, наносит большой вред водным и земельным ресурсам, ухудшается состав воздуха, меняется облик поверхности земли.

Для решения проблемы сохранения природных ресурсов горнодобывающей промышленности от истощения необходимо рационально использовать недра для разработки месторождений полезных ископаемых и надлежащим образом осуществлять их охрану. Сюда входит большой и сложный комплекс научно-технических, производственных, экономических и социальных вопросов, практически решаемых в различных отраслях народного хозяйства. Эта проблема по своему характеру является межотраслевой.

Практическая реализация конкретных мер по охране окружающей природной среды осуществляется и с помощью различных инженерно-технических решений. Наиболее эффективным с точки зрения конечной цели охраны среды является внедрение безотходных (малоотходных) технологий.

Поиск рациональных вариантов решений должен осуществляться на всех стадиях инженерно-технической деятельности (при разработке научных рекомендаций, проектировании и т. д.).

Применительно к горнодобывающей промышленности проблема охраны окружающей природной среды и комплексного использования природных ресурсов решается в следующих основных направлениях: охрана и рациональное использование водных ресурсов; охрана воздушного бассейна; охрана и рациональное использование земель; охрана и рациональное использование недр; комплексное использование отходов производства.

1. Охрана водной среды

К числу предприятий, сточные воды которых усиливают экологическую дестабилизацию гидросферы, относятся предприятия угольной промышленности. Они причиняют значительный ущерб водным ресурсам за счет истощения запасов подземных вод при осушении и эксплуатации месторождений, в результате загрязнения поверхностных вод сбросами недостаточно очищенных шахтных, карьерных, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, а также стоками ливневых и талых вод с промплощадок угольных предприятий, отвалов, полотна железных и автомобильных дорог.

Следовательно, основную угрозу нехватки воды порождает не безвозвратное промышленное потребление, а загрязнение природных вод промышленными стоками.

Сточные воды отрасли подразделяются на следующие группы:

· шахтные воды (шахтные воды и воды от осушения шахтных полей);

· карьерные воды разрезов (карьерные воды и воды от осушения карьерных полей);

· производственные сточные воды (поверхностного комплекса шахт, разрезов, обогатительных фабрик, заводов и др.);

· хозяйственно-бытовые сточные воды работающих на производстве;

· коммунально-бытовые воды населения поселков, находящихся на балансе угольных предприятий.

Наибольший вред окружающей среде наносят загрязненные рудничные воды, сток которых начинается при вскрытии водоносных горизонтов подземными горными выработками. Таким образом, решающую роль в формировании стока шахтных вод играют подземные воды.

При производстве подземных горных работ образуются три вида водопритоков (три системы обводнения) по шахтному полю: при проходке подготовительных и основных выработок; при очистных работах; из погашенных выработок.

При проходке выработок и ведении очистных работ вокруг выработок и над выработанным пространством формируются так называемые депрессионные поверхности (воронки), наличие которых указывает на постепенное понижение уровня воды в водоносном горизонте, хотя приток ее может быть продолжительным и значительным по величине.

Характер стока воды при проходке выработок и ведении очистных работ различный. Водопритоки в подготовительные и основные выработки формируются из водоносных горизонтов, в которых проводится выработка, и очень редко (при наличии взаимосвязи) - с вышележащих горизонтов. Место поступления воды обычно приурочено к призабойной зоне.

Продолжительность водопритоков в проходимые выработки зависит от свойств пересекаемых пород, запасов воды, характера их восполнения. Обычно с течением времени притоки в проведенные выработки прекращаются или заметно уменьшаются.

Формирование водопритока в действующие очистные горные выработки происходит как за счет статических запасов подземных вод водоносного горизонта, в котором находится очистной забой, так и за счет водоносных горизонтов, расположенных в зоне образования вторичной (от разгрузки) трещиноватости вмещающих пород. Выемка угля в очистных забоях характеризуется резким скачкообразным увеличением притока воды в моменты обрушения кровли и постепенными спадами между ними. Следует отметить, что в отдельных случаях вода в выработанное пространство может поступать также из почвы при наличии в ней трещин, через которые из подстилающих месторождение пород поднимаются напорные воды

Притоки воды в действующие шахты из отработанных и погашенных участков и старых шахт формируются, как правило, за счет динамических запасов подземных вод. Развитие притоков в систему погашенных горных выработок ограничивается возрастающим во времени гидравлическим сопротивлением движению воды, обусловленным заиливанием выработанного пространства, кольматацией и уплотнением пород, установкой перемычек и др. Удельный приток воды на 1000 м 2 погашенных выработок на два порядка меньше, чем в действующие участки. Однако общие величины водопритоков в погашенные выработки гораздо больше

Шахтные воды формируются за счет подземных и поверхностных вод, проникающих в подземные горные выработки. Стекая по выработанному пространству и горным выработкам, они загрязняются взвешенными и обогащаются растворимыми химическими и бактериологическими веществами, приобретают в некоторых случаях кислую реакцию. Качественный состав шахтных вод разнообразен и существенно изменяется по угольным бассейнам, месторождениям и районам. В большинстве случаев эти воды не пригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки.

В основном шахтные воды загрязняются взвешенными и растворенными минеральными веществами, бактериальными примесями минерального, органического и бактериального происхождения.

Наличие загрязнений в воде вызывает ее помутнение, обусловливает окисляемость и цветность, придает запах и привкус, определяет минерализацию, кислотность и жесткость

В связи с ростом уровня механизации горных работ особое внимание необходимо обращать на загрязнение шахтных вод таким взвешенным органическим компонентом, как нефтепродукты. В настоящее время наиболее характерные их концентрации в шахтных водах сравнительно невелики - 0,2-0,8 мг/л. Однако по отдельным высокомеханизированным шахтам этот показатель возрастает до 5 мг/л.

По степени минерализации шахтные воды делятся на пресные (сухой остаток до 1 г/л) и солоноватые (сухой остаток более 1 г/л). В общем объеме шахтных вод солоноватые воды составляют более половины. Однако степень минерализации значительно изменяется даже в пределах одной шахты.

Кислотность воды (рН) обусловлена содержанием в ней водородных ионов. Шахтные воды бывают кислые (рН<6,5), нейтральные (рН = 6,5-8,5) и щелочные (рН>8,5). Основной объем шахтных вод имеет нейтральную реакцию.

Жесткость воды (мг-экв/л) является важным химическим свойством, определяющим область ее использования, и обусловлена содержанием в ней растворенных солей кальция и магния.

Помимо различных минеральных солей и других химических соединений в шахтных водах обнаружены 26 микроэлементов. Как правило, шахтные воды содержат железо, алюминий, марганец, никель, кобальт, медь, цинк, стронций. Не характерны для них такие редкие элементы, как серебро, висмут, олово, гелий и др. В целом содержание микроэлементов в шахтных водах на 1-2 порядка выше, чем в подземных водах, за счет которых они формируются.

Степень бактериального загрязнения шахтных вод оцениваетсяв основном двумя микробиологическими показателями: колититром и колииндексом. Колититр - это количество воды (мл/л или см 3), в котором обнаруживается одна кишечная палочка. Колииндекс - количество кишечных палочек на 1 л исследуемой воды.

Минерализация шахтных вод обусловлена в первую очередь минерализацией подземных вод, химический состав которых формируется под совокупным действием различных факторов: литолого-минералогического состава горных пород, условий питания водоносных горизонтов и интенсивности водообмена, климата, антропогенних факторов и др. До поступления в шахту подземных вод химический состав их формируется солями, вымываемыми при инфильтрации поверхностных вод, содержащих свободную углекислоту и кислород, которые увеличивают растворимость карбонатов кальция и магния. Медленнее происходит процесс выщелачивания полевых шпатов и алюмосиликатов. В результате вода обогащается карбонатами щелочных металлов. Вода минерализуется сульфатами и хлоридами после их контакта с такими легко растворимыми породами, как гипс, галит, мирабилит. При смешении гидрокарбонатно-натриевых вод с сульфатно-кальциевыми образуются сульфатно-натриевые воды.

Шахтные воды загрязняются взвешенными веществами, нефтепродуктами и бактериальными примесями при движении по горным выработкам, выработанному пространству, стволам. Взвешенные вещества образуются и поступают в воду в результате разрушения горного массива и при погрузке отбитой массы на транспортные средства; при дренаже вод через выработанное пространство на штрек; при перекреплении выработок. Такие источники загрязнения называются основными или первичными. В условиях горного производства возникают и вторичные источники поступления взвесей в шахтные воды: при транспортировке горной массы (особенно на погрузочных пунктах, на пересыпах, по стволам), при движении транспорта и перемещении людей в подтопленных местах выработок, при сдувании вентиляционными струями технологической и инертной пыли.

Концентрация и степень измельченности взвешенных частиц в шахтных водах зависят от горно-геологических и технологических факторов. К основным горно-геологическим факторам относятся водообильность шахты, крепость и влажность угля и пород, минералогический состав угольного пласта и вмещающих пород, их размокаемость, мощность, структура, угол падения угольного пласта, солевой состав вод.

Влияние технологических факторов обусловливается способом вскрытия месторождения, системой разработки, способом выемки угля и разрушения пород, в частности степенью оснащения забоя механизмами, схемой набора зубков и размерами режущего инструмента, режимом разрушения угольного массива исполнительными органами, объемом взрывных и буровых работ с промывкой шпуров и скважин. Сюда же относятся способ транспортировки горной массы, интенсивность работы оросительных устройств, протяженность выработок, состояние водосборников, режим работы водоотливного хозяйства, определяющие время пребывания взвешенных частиц в воде.

Если подземные воды проникают непосредственно в действующий забой (лаву или проходческий забой), то их интенсивное загрязнение взвешенными веществами начинается при разрушении угля или породы. Концентрация взвесей в воде, стекающей из мокрых лав, достигает 10-15 тыс. мг/л. Следовательно, мокрые действующие забои являются мощными источниками загрязнения шахтных вод взвешенными веществами.

В сухих действующих забоях, когда обводнение пройденных выработок развивается с отставанием и продолжается на определенном участке, дренируемые подземные воды загрязняются угольной и породной мелочью, не зачищенной после горных работ.

Активным источником загрязнения воды в транспортной выработке является конвейер. При переполнении ставов скребковых конвейеров горной массой выше бортов она сползает на почву и увлекается водой. Угольная и породная мелочь стряхивается с цепи и скребков конвейера в пространство, окружающее приводную головку, в том числе в водный поток. Повышается загрязненность поды в первую очередь у пересыпов, особенно если в их окрестности выработка подтоплена.

В результате отстаивания воды в участковых водосборниках концентрация взвешенных веществ снижается от 3000 до 2000 мг/л.

Условия спуска шахтных и любых других сточных вод в водные объекты регламентируются Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Различают общие требования состава и свойств воды водных объектов, которые должны выполняться при спуске в них сточных вод, и специальные.

Общие требования по охране каждого вида водного объекта зависят от категории водопользования и определяются установленными показателями состава и свойств воды водоема или водотока

К специальным требованиям относится соблюдение предельно допустимых количеств (ПДК) вредных веществ.

Предельно допустимым количеством вредного вещества в воде водоема называется количество (мг/л), которое при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследований, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме.

Требования к качеству шахтных вод, допущенных к спуску в водоемы, определяются отдельно для каждого конкретного предприятия с учетом перспективы его развития в зависимости от расхода сточных вод, их назначения и состояния водоема (загрязненности), степени возможного смешения и разбавления в нем сточных вод на участке от места выпуска до ближайшего контрольного створа.

Шахтные воды не должны приводить к изменению состава и свойств воды водного объекта на величины, превышающие установленные действующими правилами.

Контроль состояния спускаемых в водные объекты шахтных вод должен обеспечиваться водопользователем (шахтой). Он включает анализ сточных вод до и после выполнения мероприятий, направленых на снижение загрязненности спускаемых вод; анализ воды водоема или водотока выше спуска шахтных вод и у первого пункта водопользования; замеры количества отводимых вод. Порядок контроля, осуществляемого водопользователями (частота, объем анализа и др.), согласовывается с органами по регулированию потребления и охране вод, органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы с учетом местных условий на водном объекте, его использования, степени вредности сточных вод, типов сооружений и особенностей обработки сточных вод.

Шахтные воды должны максимально использоваться для производственного водоснабжения (шахты или смежных предприятий) и сельского хозяйства.

Основными направлениями в охране водных ресурсов от загрязнения сточными водами угольной промышленности являются:

1. Сокращение водопритоков в горные выработки.

2. Очистка сточных вод.

3. Снижение загрязненности вод в подземных горных выработках.

4. Максимальное использование сточных шахтных вод для технического водоснабжения предприятий и сельскохозяйственных нужд.

5. Внедрение оборотных систем производственного водоснабжения предприятий.

Большую роль в решении проблемы эффективной охраны водных ресурсов играют также организационно-технические мероприятия: запрещение ввода в эксплуатацию новых угольных предприятий без очистных сооружений; строгое выполнение условий спуска шахтных вод в водные объекты, в том числе запрещение спуска вод, содержащих вещества, для которых не установлены ПДК, и обеспечение возможности наиболее полного смешения шахтных вод с водой водоема в местах выпуска шахтных вод; строгое соблюдение технологической дисциплины; нормирование расхода воды; повышение производственной экологической культуры работников отрасли.

Сокращением водопритоков в горные выработки предупреждается истощение ресурсов подземных вод и поверхностные водные объекты предохраняются от излишнего загрязнения. Кроме того, в результате уменьшения обводненности подземных выработок улучшаются условия труда горнорабочих, условия эксплуатации оборудования и механизмов.

Очистка шахтных вод заключается в их осветлении (очистка от взвешенных веществ), обеззараживании, деминерализации, снижении кислотности, обработке и утилизации осадков.

Очищенные и обеззараженные шахтные воды должны быть максимально использованы для производственных нужд самой шахты, соседних предприятий, а также в сельском хозяйстве. Чаще всего такие воды применяются на обогатительных фабриках и установках с мокрым обогащением угля; для профилактического заиливания, тушения породных отвалов, гидрозакладки выработанного пространства и гидротранспорта; в установках и устройствах для борьбы с пылью на технологическом комплексе поверхности шахт и обогатительных фабриках; в котельных (включая золоудаление); в стационарных компрессорных, дегазационных установках и кондиционерах.

По согласованию с органами Государственного санитарного надзора шахтные воды (если они не содержат вредных и труднорастворимых примесей) могут быть использованы для борьбы с пылью в подземных условиях при соответствующей предварительной их очистке и обеззараживании до питьевого качества.

Очистка шахных вод производится механическими, химическими, физическими и биологическими методами.

Механические методы (отстаивание, фильтрование, выделение твердой фазы под действием центробежных сил, сгущение осадков на центрифугах и вакуум-фильтрах) используются в основном как предварительные. Они освобождают воду лишь от механических примесей различной крупности, т. е. осветляют ее.

При химических методах очистки воды применяют реагенты для изменения химического состава примесей или их структуры (коагулирование и флокулирование, нейтрализация, перевод,ядовитых примесей в безвредные, обеззараживание методом хлорирования и др.).

Физические методы - это извлечение вредных примесей путем изменения агрегатного состояния воды, воздействия на них ультразвука, ультрафиолетовых лучей, растворителей и др.

Биологические методы предназначены для очистки воды, содержащей загрязнения органического происхождения

2. Охрана воздушного бассейна

Вредные выбросы в атмосферу на предприятиях угольной промышленности происходят в результате: подземной добычи угля и сланца, включая производственные процессы технологического комплекса поверхности шахт, отвалообразования; открытой добычи угля и сланца; обогащения твердого топлива и брикетирования углей; теплоснабжения угольных предприятий с помощью промышленных и коммунально-бытовых котельных.

Источники выбросов вредных веществ в атмосферу подразделяются на организованные и неорганизованные, стационарные и передвижные.

Основными организованными источниками, загрязняющими атмосферу вредными веществами, являются топки котлов промышленных и коммунальных котельных; сушильные установки обогатительных и брикетных фабрик; аспирационные системы обогатительных и брикетных фабрик, зданий поверхностного комплекса шахт; аспирационные системы цехов машиностроительных и ремонтных заводов; аспирационные системы цехов предприятий строительной индустрии; транспорт, работающий с помощью двигателей внутреннего сгорания.

Основные неорганизованные источники, загрязняющие атмосферу промышленными выбросами, - горящие породные отвалы шахт и обогатительных фабрик. Горящими следует считать отвалы, на поверхности которых имеются видимые очаги (признаки) горения или участки с температурой пород на поверхности, превышающей на 30°С температуру воздуха на высоте 1 м от поверхности отвала (за температуру пород на поверхности отвала принимается температура, измеренная на глубине 0,1 м).

К стационарным источникам загрязнения окружающей воздушной среды в угольной промышленности относят промышленные и коммунально-бытовые котельные, сушильные установки и аспирационные системы обогатительных и брикетных фабрик, горящие породные отвалы, вентиляторы главного проветривания шахт, вагранки и электросталеплавильные печи машиностроительных заводов Минуглепрома.

К передвижным источникам загрязнения в отрасли относятся автотранспорт, экскаваторы, бульдозеры и т. д., работающие на бензине или дизельном топливе.

Основные вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу стационарными и передвижными источниками,- это пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода, оксиды азота, а также сероводород, выделяемый горящими породными отвалами.

Количество выделяемых вредных веществ определяется с помощью расчетов, выполняемых по действующим отраслевым методикам. Кроме того, для получения достоверных данных о количественном и качественном составах промышленных выбросов по каждому источнику загрязнения проводится периодическая инвентаризация вредных выбросов. В настоящее время самым значительным источником загрязнения воздушного бассейна в отрасли являются горящие отвалы. На их долю приходится около 51 % всех выбросов в атмосферу.

Загрязнение воздушной среды в подземных выработках шахт. Состав воздуха, поступающего в подземные горные выработки, изменяется вследствие различных причин: действия окислительных процессов, протекающих в шахте; газов (метана, углекислого газа и др.), выделяющихся в выработках, а также из разрушаемого угля; ведения взрывных работ; процессов дробления горных пород и полезного ископаемого (выделение пыли); рудничных пожаров, взрывов метана и пыли. К окислительным процессам относят в первую очередь окисление полезного ископаемого (угля, угле - и серосодержащих пород).

В результате перечисленных процессов в воздух выделяются вредные ядовитые примеси: углекислый газ, оксид углерода, сероводород, сернистые газы, оксиды азота, метан, водород, тяжелые углеводороды, пары акролеина, газы, образующиеся при взрывных работах, рудничная пыль и др.

Основная масса углекислого газа (90-95 %) в шахтах образуется при окислении древесины и угля, разложении горных пород кислыми рудничными водами, выделении С0 2 из угля и пород.

Основными источниками загрязнения воздуха в шахте оксидом углерода являются в экстремальных случаях рудничные пожары, взрывы угольной пыли и метана, а в обычных - взрывные работы и работа двигателей внутреннего сгорания.

Особую опасность представляют пожары от самовозгорания углей, так как они не сразу обнаруживаются. Большое количество СО образуется в заперемыченных пожарных участках.

Сероводород в шахтах выделяется при гниении органических веществ, разложении водой серного колчедана и гипса, а также при пожарах и взрывных работах.

Сернистый газ выделяется в небольших количествах из пород и угля вместе с другими газами.

Основная составная часть рудничного газа - метан. В подземных горных выработках он выделяется с обнаженных поверхностей угольных пластов, из отбитого угля, из выработанных пространств и в небольших количествах с обнаженных поверхностей пород. Различают обыкновенное, суфлярное и внезапное выделение метана.

На угольных предприятиях во время их строительства и эксплуатации почти при всех технологических процессах, связанных с прохождением горных выработок, добычей полезного ископаемого и транспортировкой его, происходит интенсивное пылеобразование, загрязняющее атмосферу. Основные из процессов: бурение шпуров и скважин, как по породе, так и по полезному ископаемому; взрывание и уборка взорванной горной массы; транспортировка, погрузка и перегрузка полезного ископаемого и породы; работа проходческих и выемочных комбайнов, агрегатов, стругов, врубовых машин и других механизмов.

Однако, проходя по горным выработкам, запыленный воздух почти полностью самоочищается (98,6-99,9 %). Следовательно, по пылевому фактору подземные горные работы не представляют угрозы для окружающей среды. Существенным источником запыленности атмосферного воздуха являются стволы. Повышенные концентрации угольной пыли отмечаются, как правило, в вентиляционных потоках через скиповые стволы во время погрузки и разгрузки скипов (опрокидных клетей), когда допускается полное опорожнение бункеров. Интенсивным источником пыли является вынос и просыпание угольной мелочи из бункера и подъемного сосуда в разгрузочном устройстве.

Таким образом, из перечисленных вредных веществ, выделяющихся в атмосферу из подземных горных выработок, основную массу составляют пыль, метан и оксид углерода.

Воздух самоочищается от пыли в подземных выработках. Другие вредности не улавливают и не обезвреживают, а только "разбавляют" воздухом. Этим самым существенное негативное воздействие метана и оксида углерода на природу исключается.

К. числу пылеобразующих можно отнести практически все операции, выполняемые на угольном комплексе: прием угля из подъемных сосудов, Дробление, грохочение, загрузка конвейеров, транспортирование горной массы, погрузка и разгрузка бункеров, складирование, разделка проб в ОТК.

Существующая технология добычи угля подземным способом связана с выдачей породы на поверхность и складированием ее в специально предусмотренные отвалы.

Породный комплекс на поверхности шахт включает следующие основные операции: прием и транспортирование породы от места ее выдачи до погрузочного пункта, погрузка породы в транспортные средства, транспортирование к месту отвала и его формирование.

Вместе со сростками породы, углистыми и сернистыми породами уголь образует массу, склонную к окислению, в результате которого происходит ее самонагревание и самовозгорание в отвалах. Атмосфера загрязняется вредными газами. Однако не только состав, но и строение отвалов влияет на самовозгорание массы. Наиболее благоприятные условия для этого создаются на терриконах и хребтовых отвалах, у которых при сегрегации горючие вещества накапливаются в верхней части отвала, где есть достаточный приток воздуха. Самовозгорание может возникнуть и от внешних причин.

Горение породы на действующих отвалах носит очаговый устойчивый характер. При этом температура в зоне горения может достигать 800-1200 °С.

В результате воздействия на поверхность отвалов температуры, осадков, ветра, внутреннего тепла крупные куски породы рассыпаются до размеров пыли, которую в сухую погоду сдувает ветер и уносит на значительные расстояния, загрязняя атмосферу. В 150 м от отвала концентрация пыли при скорости ветра 3,5 м/с и влажности воздуха 90 % может достигать 10-15 мг/м 3 .

Величина газовыделений из горящих действующих и недействующих отвалов различна. Интенсивно горящие отвалы снижают выделение газа спустя год после прекращения эксплуатации на 96-99 %, для отвалов с меньшей интенсивностью горения объем этих выбросов за то же время уменьшается примерно на 50 %, через 2 г.- на 70 %, 3 г.- 99 %.

Существенным источником загрязнения воздушного бассейна в отрасли являются промышленные и коммунально-бытовые котельные.

Количество выделяемых вредных веществ при сжигании топлива в котельных в первую очередь зависит от вида, марки, объема топлива и технологии сжигания. Котельные (90%) работают на твердом топливе, которое на 98,3 % состоит из угля, остальное - сланцы, древесные отходы, промпродукты. Кроме твердого топлива используют также жидкое (6 %) и газообразное (4)%. В качестве жидкого топлива применяют мазут (73%) или сланцевое масло (27 %).

При сжигании угля в промышленных котельных в атмосферу, выбрасываются мелкая зола, и мелкие фракции несгоревшей угольной пыли, оксид углерода, сернистый ангидрид и оксиды азота. Количество этих ингредиентов зависит от характеристик сжигаемого топлива.

При сжигании мазута и газообразного топлива пыль в выбросах практически отсутствует.

Основную массу вредных веществ, выделяющихся в атмосферу из подземных горных выработок, составляют метан, оксид углерода, оксиды азота, пыль.

Для предотвращения окислительных процессов в подземных условиях применяют пожаробезопасные системы разработки пластов, изолируют выработанные пространства, создают в них инертную атмосферу, снижают потери полезных ископаемых, осуществляют быстрое и эффективное тушение пожаров.

Наиболее распространенным и активным способом уменьшения метанообильности угольных шахт является дегазация разрабатываемых и сближенных угольных пластов и выработанных пространств. При правильной дегазации поступление метана в рудничный воздух может быть сокращено на 30-40 % по шахте в целом и на 70-80 % в пределах выработок выемочных полей.

Дегазация может производиться различными способами: проведением подготовительных выработок; бурением скважин по пласту и по породе с поверхности или из выработок с последующим отсосом метана; гидроразрывом или гидрорасчленением пласта; нагнетанием в пласт раствора, уменьшающего газовую проницаемость угля или содержащего метанопоглощающие микроорганизма; гидрообработкой призабойной зоны; каптажом суфлярных выделений метана.

В шахтном хозяйстве отсасываемый метан используемся пока недостаточно (10-15 %), хотя его с успехом можно применять в качестве топлива для нагрева паровых котлов в шахтных котельных. Это обеспечит значительный экономический эффект.

Чтобы уменьшить образование оксида углерода и оксидов азота, нельзя допускать неполного взрывания ВВ, забойки шпуров угольной мелочью, применять ВВ с нулевым кислородным балансом и со специальными добавками как в самом ВВ, так и в оболочках патронов и в забойке.

Для предотвращения образования пыли и пылевого облака внедряют механизмы, при работе которых пылеобразование минимально; предварительно увлажняют пласты, что позволяет снизить запыленность воздуха на 50-80 %; орошают места пылеобразования и осевшей пыли; периодически очищают от пыли откаточные и вентиляционные выработки (3-4 раза в год); нормируют расход ВВ; применяют мокрое бурение и бурение с отсосом пыли; используют пенно-воздушные и воздушно-водяные завесы; орошением подавляют пыль в пунктах погрузки и перегрузки; укрывают места перегрузки пылезащитными кожухами; ограничивают высоту перепада угля и породы; уплотняют места соединений и т.д.

Сокращение вредных выбросов технологическим комплексом поверхности шахт достигается его совершенствованием. Общими на- правлениями являются:

упрощение технологических схем, применение совершенной поточной технологии на базе надежного, высокопроизводительного оборудования с комплексной механизацией и автоматизацией всех процессов на поверхности шахт;

переход на автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления производственными процессами;

организация районных предприятий для обслуживания групп шахт (ремонт оборудования, материально-техническое снабжение, переработка шахтной породы и т. д.);

осуществление комплекса организационно-технических мероприятий по охране окружающей среды.

При разработке комплекса организационно-технических мероприятий по охране воздушного бассейна от загрязнений в отрасли прежде всего уделяется внимание совершенствованию технологии первичной обработки, транспортирования и складирования гордой массы путем применения новых машин и механизмов с меньшей интенсивностью пылевыделения, а также использованию различных типов пылеуловителей для очистки вентиляционных (аспирационных) выбросов; совершенствованию технологии отвалообразования и очистки дыма, котельных с помощью устройств для улавливания вредных газов, пыле- и золоуловителей.

В угольной промышленности основными мерами, направленными на уменьшение количества вредных выбросов с дымовыми газами котельных, являются: закрытие котельных малой мощности; совершенствование технологии сжигания топлива; полное оснащение котельных эффективным пылеулавливающим оборудованием.

Уменьшает вредные выбросы в атмосферу использование для котлоагрегатов жидкого или газообразного топлива, включая метан от дегазации шахт.

Улавливание пыли из дымовых газов котельных производится с помощью различных очистных установок. Вид их зависит от физико-химических свойств улавливаемой золы и пыли (в первую очередь фракционного состава).

Наиболее эффективным методом очистки дымовых газов промышленных и коммунально-бытовых котельных от твердых веществ является в настоящее время метод сухой механической очистки с применением одиночных циклонов для котельных с котлами паропроизводительностью 2,5-6,5 т/ч и батарейных циклонов для котельных с котлами производительностью 6,5-20 т/ч.

3. Охрана земной поверхности

Развитие горнодобывающей промышленности приводит к изъятию из природного кругооборота и нарушению значительной части поверхности Земли. Нарушенными считаются земли, которые утратили свою хозяйственную ценность или являются источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Отчуждаются большие площади плодородных земель при открытом способе разработки месторождений, обеспечивающем добычу наиболее объемных масс полезных ископаемых: топливных, железорудных, строительных.

Добыча полезных ископаемых подземным способом также отрицательно влияет на состояние природных ландшафтов. Вследствие сдвижений и деформаций горных пород на поверхности шахтных полей образуются провалы, прогибы, мульды сдвижения, которые заполняются грунтовыми подземными водами с верхних водоносных горизонтов, а также паводковыми водами и атмосферными осадками.

Деформация земной поверхности при подработке, затопление ее отдельных участков или обезвоживание наносят значительный ущерб природным объектам (пашни, леса и др.), населенным пунктам, промышленным сооружениям, изменяют микроклимат.

Размеры зоны влияния подземных разработок на сооружения и природные объекты зависят от следующих факторов: мощности, угла падения и глубины разрабатываемых пластов; размеров очистных выработок, расположения и размеров оставляемых в очистной выработке целиков; способа управления горным давлением; скорости подвигания забоя; наличия вблизи очистной выработки ранее отработанных площадей; физико-механических свойств пород; структурных особенностей массива горных пород (мощность слоев, геологические нарушения и др.).

С увеличением глубины разработки все виды деформаций земной поверхности уменьшаются.

Отрицательное влияние подземных горных выработок заключается также в засорении и отчуждении земли породными отвалами. В результате добычи угля подземным способом на поверхность выдается порода от проведения подготовительных и очистных работ, от очистки и восстановления горных выработок. Количество ее зависит от системы разработки, горно-геологических условий, способа выемки угля и т. д: Выданная на поверхность порода складируется в различные по размерам и форме отвалы. Они занимают ценные сельскохозяйственные земли, снижают продуктивность соседних земель, загрязняют атмосферу газами и пылью, нарушают гидрогеологический режим местности. Кроме того, воды (преимущественно токсичные), которые стекают с отвалов, уничтожают растительность на прилегающей территории.

Отвалы, расположенные вблизи населенных пунктов, ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни людей.

На состояние окружающей природной среды воздействуют также геологоразведочные работы. Геологические службы (особенно поисковые) во многих случаях первыми соприкасаются с нетронутой природой и начинают ее обживать. В результате контакта нередко происходит захламление ландшафта, порубка леса, его пожары, гибель птиц и животных в оставленных после окончания буровых работ ямах с нефтью, загрязнение атмосферы выхлопными газами двигателей энергетических и транспортных установок и т. д.

Следовательно, открытые и подземные разработки полезных ископаемых, а также геолого-разведочные работы приводят к отрицательным изменениям земной поверхности, которая представляет собой важнейшее естественное богатство общества, основу сельскохозяйственного производства, место людских поселений и размещения промышленности, т. е. земля, является источником общенародного благосостояния.

Защита земной поверхности от вредного влияния подземных горных разработок осуществляется в двух основных направлениях: уменьшении нарушений земной поверхности с помощью горнотехнических и специальных охранных мероприятий и ликвидации отрицательных последствий горных работ путем восстановления (рекультивации) нарушенных земель. При этом генеральным направлением рационального использования земель в угольной промышленности является рекультивация нарушенных площадей и возврат их в народное хозяйство как продуктивных угодий в виде пашен, лугов, лесонасаждений, искусственных водоемов.

Таким образом, первоочередные задачи заключаются в том, чтобы вернуть нарушенным горными работами землям плодородие, снова включить их в сельскохозяйственный оборот, всесторонне совершенствовать природопользование в социалистическом производстве.

4. Рекультивация земель, ее виды, характеристика

Если при подземном способе угледобычи невозможно избежать мульдообразных оседаний земной поверхности, то их ликвидируют путем рекультивации. Рекультивация - это комплекс горных, мелиоративных, сельскохозяйственных и гидротехнических работ по восстановлению продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель определенной целевой направленности. Являясь важнейшей составной частью комплекса защитных мер по охране окружающей природной среды, рекультивация сокращает сроки задалживания земель для нужд предприятий горнодобывающей промышленности.

Объектами рекультивации при подземной добыче угля являются понижения, провалы и другие нарушения земной поверхности; породные отвалы угольных (сланцевых) шахт и обогатительных фабрик, промплощадки, транспортные коммуникации, насыпи, дамбы, нагорные канавы, которые после погашения шахты не могут быть использованы по прямому назначению.

Комплекс рекультивации работ включает горнотехнические, инженерно-строительные, гидротехнические и другие мероприятия и осуществляется обычно в два этапа: технический и биологический, которые взаимосвязаны между собой и выполняются последовательно.

Технический этап (техническая рекультивация) направлен на подготовку нарушенных земель к биологическому освоению и последующему целевому использованию в народном хозяйстве.

Техническая рекультивация выполняется силами угледобывающих шахт или специализированными управлениями (участками), входящими в систему производственного объединения. Она включает: засыпку деформированных поверхностей шахтных полей (мульд оседания, прогибов, провалов и др.) инертными материалами и их планировку; тушение, разборку и переформирование шахтных породных отвалов (терриконов); селективное снятие, складирование и хранение пригодных для биологической рекультивации пород, включая плодородный слой почвы и потенциально плодородные породы; планировку и покрытие спланированной поверхности плодородным слоем почвы или потенциально плодороднымипородами; устройство подъездных дорог и дренажной сети; мелиоративные и противоэрозионные мероприятия; ликвидацию послеусадочных явлений; устройство ложа и берегов водоемов.

Биологический этап (биологическая рекультивация) включает комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на восстановление и улучшение структуры грунтов, повышение их плодородия (вспашка, боронование, обработка химическими веществами, внесение удобрений и др.), создание лесов и зеленых насаждений, освоение водоемов, разведение дичи и животных (возобновление флоры и фауны). Биологическая рекультивация осуществляется землепользователями (колхозами, лесхозами и другими организациями), которым передаются земли после их технической рекультивации, выполненной предприятиями и организациями, которые нарушили эти земли.

Ликвидация отрицательных последствий отвалов. Формы и параметры отвалов зависят от способов их образования, что обусловливает индивидуальный подход к проектированию рекультивации отдельных конкретных объектов.

Рекультивации отвала предшествует его всестороннее обследование (определение места и роли отвала в ландшафтной системе района, параметров и степени вредного влияния на окружающую среду, агрофизико-химических свойств смеси пород, слагающих отвалы внутри и на поверхности, и др.) для выяснения необходимости рекультивации, выбора ее направления, а также возможности использования отвальных пород в народном хозяйстве.

С учетом выбранного направления рекультивации и требований к нему устанавливают конечные геометрические параметры отвала по площади, высоте, форме и величине откосов, пути достижения необходимых конечных параметров (без понижения или с понижением высоты до необходимых пределов, с террасированием или без террасирования отвалов и др.), технологию технического этапа рекультивации, выбирают технологическую схему.

Если в результате обследования породный отвал классифицируется как горящий, то он предварительно проходит стадию тушения по специальным проектам, составляемым в соответствии с Инструкцией по предупреждению самовозгорания, тушению и разборке породных отвалов. Проект на выполнение работ по тушению включает: характеристику породного отвала и сведения о составе пород, слагающих отвал; результаты температурной съемки отвала; описание технологии работ, указания по их безопасному ведению.

Особенности технологии тушения горящих породных отвалов определяются их формой, высотой, а также характером горения.

Тушение горящих терриконов и хребтовидных отвалов проводят переформированием их в отвалы плоской формы или проиливанием поверхностного слоя пород пульпой (суспензией) из антипирогенных материалов горящих плоских отвалов (в зависимости от характера горения).

Отдельные поверхностные очаги горения на отвалах любой формы подавляются засыпкой негорючими материалами (инертная пыль, глинистые и песчано-глинистые сланцы, перегоревшая порода отвалов и др.) или проиливанием пульпой из антипирогенных материалов. Отвал считается потушенным, если температура пород на глубине до 2,5 м от поверхности не превышает 80 0 C.

5. Рациональное использование и охрана недр

Минеральные ресурсы имеют первостепенное значение для экономического развития страны. В условиях научно-технического прогресса добыча и потребление минерального сырья растут быстрыми темпами. При этом основными потребителями минеральных ресурсов являются сама горная промышленность, а также энергетика, металлургия, транспорт, ракетная техника и др. Многие богатые месторождения, расположенные на небольших глубинах и в легкодоступных районах, уже отработаны. Это вызывает необходимость извлечения полезных ископаемых, которые залегают на больших глубинах, в сложных горно-геологических условиях, отличаются пониженным содержанием полезных компонентов, требуют дальних перевозок и др.

Ускоренной отработке запасов минеральных ресурсов способствуют также потери полезных ископаемых в процессах их добычи и переработки. В настоящее время самые большие потери минерального сырья, в том числе твердого, обусловлены неумением рационально и полно извлекать, его из недр, а также осуществлять эффективную первичную переработку на обогатительных предприятиях (фабриках). При шахтной разработке угля его минимальные потери достигают 25 % промышленных запасов. На некоторых шахтах в недрах оставляют около половины пригодных для добычи залежей.

Классификация потерь твердых полезных ископаемых является единой для всех отраслей горно-добывающей промышленности и осуществляется в соответствии с Типовыми методическими указаниями по определению и учету потерь твердых полезных ископаемых при добыче.

Потери твердых полезных ископаемых при подземной разработке месторождений разделяют на общешахтные и эксплуатационные.

Общешахтные - это потери в различного рода охранных и барьерных целиках, которые оставляют в недрах (около капитальных горных выработок, скважин, под зданиями, техническими и хозяйственными сооружениями, водоемами, водоносными горизонтами, коммуникациями, заповедными зонами; между шахтными полями) после погашения горизонта, участка или ликвидации горно-добывающего предприятия и безвозвратно теряют. Они исчисляются в весовых единицах и в процентах от общих балансовых запасов шахты.

К эксплуатационным относятся потери при добыче полезного ископаемого. Они исчисляются в весовых единицах и в процентах по отношению к погашенным балансовым запасам угля или руды.

В связи с перспективой истощения запасов минеральных ресурсов перед человечеством встает задача их восполнения. Эта проблема решается по следующим основным направлениям:

восполнение запасов полезных ископаемых путем поиска и разведки новых месторождений;

наращивание достоверных запасов, разработка которых может быть экономически выгодной;

использование бедных месторождений;

использование полезных ископаемых больших глубин земной коры и мантии, а также дна океанов и морей (в первую очередь угля, нефти и газа);

разработка способов эффективной выемки угольных пластов и рудных залежей и переработки минерального сырья, которые обеспечат полное извлечение запасов основных и сопутствующих полезных ископаемых и снизят их потери.

Еще один источник увеличения фонда запасов полезных ископаемых, который может на длительное время снять угрозу истощения минерального сырья,- обогащение. То, что в настоящее время не используется как полезное ископаемое, в будущем (при новой технике и технологии) может стать очень ценным сырьем.

Рациональное использование и охрана недр включают цели, не связанные с добычей минерального сырья. При этом имеется в виду:

охрана участков недр при возведении подземных инженерных сооружений для хранения каких-либо запасов, захоронения вредных отходов производства;

охрана участков недр, представляющих особую научную и культурную ценность (геологические памятники);

охрана месторождений полезных ископаемых от всевозможной порчи, застройки, затопления водохранилищами при строительстве гидроэлектростанций и других сооружений еще до проектирования горнодобывающих предприятий.

Следовательно, рациональное использование полезных ископаемых и охрана недр не ставят задачу ограничить добычу минерального сырья, как это зачастую делается в отношении богатств живой природы. Напротив, рациональность использования полезных ископаемых и охрана недр - это прежде всего необходимость полной выемки запасов. Предопределяет полноту извлечения запасов и в целом формы, масштабы и интенсивность использования недр полное геологическое изучение месторождения. Поэтому важными звеньями рационального использования и охраны недр являются технологические этапы разведки и добычи минеральных ресурсов. Кроме того, самостоятельными и равноценными частями проблемы комплексного использования минеральных ресурсов являются комплексная, разработка месторождений и комплексное использование сырья.

Охрана окружающей природной среды на современном этапе развития общества является всенародной задачей и осуществляется в условиях проводимой в стране государственной природоохранительной политики. Большую роль в деле успешного решения этой задачи должны сыграть высококвалифицированные инженерные кадры, способные организовать такое производство, которое исключало бы или намного уменьшало негативные воздействия на окружающую среду.

Все разрабатываемые технологические процессы и аппараты наряду с высокими технико-экономическими показателями должны отвечать современным требованиям охраны окружающей среды. Основной принцип инженерно-экологического подхода к охране окружающей среды состоит в том, что в случае недопустимого отрицательного воздействия производства на нее об экономической эффективности такой технологии не может быть и речи.

Экологическая безопасность горного производства в настоящее время зависит от ввода в действие различных устройств и сооружений, предназначенных для охраны атмосферы и гидросферы, а также от проведения мероприятий, направленных на уменьшение нарушений земной поверхности и охрану недр. Следует подчеркнуть, что эти меры не предотвращают окончательно, а лишь уменьшают неблагоприятное влияние производства на окружающую природную среду. Данная проблема может быть кардинально решена только на основе безотходного производства.

Характерной особенностью применяемой в настоящее время технологии добычи и переработки угля и сланца является ее большая отходность. Перестройка складывавшейся десятилетиями технологии подземной добычи угля в целях обеспечения безотходного производства - сложный процесс, требующий специальных научных исследований, привлечения огромных материальных ресурсов, разработки и внедрения специального оборудования. С учетом этих требований, а также многократного превышения объемов выхода попутных продуктов производства по сравнению с экономически целесообразными объемами использования отходов можно констатировать, что применительно к горно-добывающей промышленности безотходная технология в настоящее время в прямом смысле невозможна. Для современной угольной промышленности характерно малоотходное производство, когда часть сырья идет в отходы и направляется на длительное хранение. В условиях избыточности попутных продуктов производства в первую очередь должна решаться задача оптимизации их использования в качестве вторичных материальных ресурсов. Понятия "попутный продукт" и "вторичный ресурс" не идентичны. Попутный продукт получается в процессе основного производства, а вторичный ресурс - это дополнительный продукт, вовлекаемый в данное производство извне.

Особая сложность безотходного производства в том, что еще определенное время будут функционировать, а в ряде случаев и увеличивать производственные мощности предприятия, построенные без учета экологической ситуации. Здесь пока необходимо внедрять малоотходную технологию, т.е. доводить отходы этих предприятий до товарной продукции или сырья для собственных нужд производства или других отраслей.

З метою ефективнішого виконання природоохоронних робіт і поліпшення екологічного стану регіонів і територій розташування вугільних підприємств галузі видається необхідним продовжувати роботи щодо вирішення таких питань на рівні державних підприємств і Міністерства:

можливості фінансування з бюджету робіт з впровадження у виробництво ефективної технології та обладнання для демінералізації відкачуваних шахтних вод;

надання у фонд Мінвуглепрому України частини платежів, які щорічно відраховуються за природокористування, розміщення відходів, викиди і скиди забруднюючих речовин тощо, з метою їх використання на природоохоронні роботи;

комплексного використання супутніх корисних копалин, які видобуваються разом з вугіллям і породою, і розробки методики розрахунку цін на них;

надання держпідтримки вугільним підприємствам, що активно впроваджують технології демінералізації шахтних вод і закладання породою вироблених просторів шахт, з метою компенсації додаткових витрат і збільшення собівартості видобутого вугілля.

Список литературы

1. Николин В.И., Матлак Е.С. Охрана окружающей среды в горной промышленности, Киев – Донецк, 1987 г.

2. Монгайт И.Л., Текиниди К.Д., Николадзе Г.И. Очистка шахтных вод, Москва, 1978 г.

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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Забайкальский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ЗабГУ»)

Горный факультет

Кафедра обогащения полезных ископаемых

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Горное право»

Тема: «Экологические проблемы горного производства»

Выполнил: ст. группы ОПз-11 Бачурин А.А.

Проверил: профессор Романов В.Г.

Чита 2015 г.

ВВЕДЕНИЕ

1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА БИОСФЕРУ

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3. ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ - НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ГОРНОЙ НАУКЕ

3.1 КОНЦЕПЦИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Горное производство технологически взаимосвязано с процессами воздействия человека на окружающую среду с целью обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности. Элементы природы, которые могут быть вовлечены или уже используются человеком в хозяйственной деятельности для удовлетворения разнообразных потребностей, обобщаются понятием природных ресурсов. В широком плане под ресурсом следует понимать как источники получения вещества, так и пространство-среду их размещения и жизнедеятельности.

Стремительный рост потребления природных ресурсов сопровождается не только изменением количественных масштабов антропогенного воздействия, но и появлением новых факторов, влияние которых на природу, ранее незначительное, становится доминирующим. Наносимый природным компонентам ущерб ведёт к ощутимым последствиям и отражает обратную реакцию этого воздействия (негативную для общества) обобщаемую понятием «современная экологическая ситуация».

Историческое развитие Земли и человеческого общества показало, как первоначальные проявления активности естественных (природных) или антропогенных (связанных с деятельностью человека) процессов могут быть превращены в определённые последствия, характер которых проявляется в различной степени и неоднозначно соответствует функционированию и состоянию источника воздействий. Последствия в природных объектах воспринимаются большей частью как эволюционные изменения, закономерности которых изучаются с целью более эффективного использования в хозяйственной деятельности самих процессов и явлений (селекция, энергообеспечение) или сопутствующих им полезных свойств (разработка месторождений полезных ископаемых). Условиями их развития обеспечивается состояние равновесия и взаимосвязи живой и неживой природы в общем кругообороте вещества и обмене энергией.

Последствия воздействий хозяйственной деятельности общества связаны с особенностями развития общественного производства (индустриализация, химизация, интенсификация) и характером уклада жизни человека (урбанизация, миграция, условия жизни). В результате чего формируются направления поиска принципов взаимодействия общественного производства и природной среды, обусловливая и необходимость целенаправленного управления использованием ресурсов.

Горнопромышленный комплекс нашей страны-важнейший базовый элемент народного хозяйства-играет определяющую роль в народном хозяйстве и является поставщиком большей части минерального сырья и топлива. При суммарной добыче минеральных ресурсов более чем 6,5 млрд т общие потери в недрах составляют 2,5 млрд т, в том числе устранимые при нынешнем уровне техники на сумму 5-7 млрд руб. Вместе с тем производственная деятельность горнопромышленного комплекса оказывает значительное воздействие на окружающую среду: в атмосферу выбрасывается около 50 млн т вредных веществ, в водоемы сбрасывается более 2 млрд м 3 загрязнённых сточных вод и складируется на поверхности земли более 8 млрд т твёрдых отходов.

В нашей стране широко проводятся исследования по предотвращению отрицательного воздействия горного производства на окружающую среду. В них принимают участие научно-исследовательские институты Российской Академии наук, различных министерств и ведомств, учебные заведения и другие организации. горный месторождение ископаемое

Это позволило разработать и передать для практического применения в горнодобывающей промышленности крупные мероприятия по охране и рациональному использованию различных видов природных ресурсов при эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА БИОСФЕРУ

Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все её 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 распространения 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 месторождений и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоёмы и водотоки резко изменяются гидрогеологические и гидрологические условия в районе месторождения, ухудшается 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 угнетании и уничтожении естественной растительности, миграции и сокращении численности диких животных, снижении продуктивности сельского и лесного хозяйства, животноводства и рыбного хозяйства.

В настоящее время не представляется возможным дать сравнительную количественную оценку влияния на окружающую среду горного производства и других видов деятельности человека, поскольку отсутствуют научно-методические основы для такого сравнения. Применение же различных частных критериев не позволяет получить однозначный ответ на этот вопрос. Так, если сравнивать абсолютные затраты на строительство очистных сооружений в цветной и чёрной металлургии, теплоэнергетической и горнодобывающей промышленности США, то наибольшие затраты приходятся на теплоэнергетику. По относительной доле этих затрат в общих капиталовложениях на первое место выходит цветная металлургия.

По общим затратам на борьбу с загрязнением окружающей среды в США, например, лидирует целлюлозно-бумажная промышленность, далее идёт энергетика, цветная и чёрная металлургия. Однако эти критерии не учитывают всех аспектов прямого и косвенного воздействия горного производства на окружающую среду и поэтому не могут считаться достаточно объективными.

В табл. 1 дана качественная сравнительная оценка воздействия на окружающую среду некоторых видов промышленного производства.

Таблица 1

Сравнительная оценка воздействия различных видов промышленного производства на окружающую среду

Примечание:

О - отсутствие воздействия,

Н - незначительное воздействие,

Ср - воздействие средней силы,

Си - сильное воздействие.

Как следует из этой таблицы, горное производство оказывает наиболее широкое воздействие на биосферу, затрагивающее практически все её элементы. В то же время воздействие некоторых видов деятельности на отдельные элементы биосферы проявляется более интенсивно.

2. К ЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВО Д СТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Японский учёный М. Накао разделяет негативное воздействие горного производства на окружающую среду на следующие группы:

1) осадка земной поверхности вследствие образования подземных пустот и полостей, которые возникают при извлечении полезных ископаемых и откачке шахтных вод;

2) ущерб сельскому хозяйству и рыболовству от воздействия откачанных шахтных вод;

3) ущерб сельскому хозяйству и лесоводству от выделений газов, содержащих сернистые оксиды;

4) ущерб живым существам. Строениям и земельным угодьям вследствие образования терриконов, отстойников шахтных води складирования отходов.

Эта классификация является очень узкой и не отражает всех особенностей воздействия горного производства на окружающую среду.

Польские специалисты Е. Малара, Т. Скавина, и З. Боярский считают что это воздействие вызывают геомеханические, гидрологические, химические, физико-механические и термические изменения в окружающей среде.

Геомеханические изменения обусловлены:

1. Строительством карьеров, отвалов, отстойных водоёмов, различных насыпей и траншей.

2. Деформацией поверхности в результате ведения горных работ.

3. Хранением отходов обогатительных фабрик.

4. Монтажными работами, работой тяжёлого оборудования и др.

В результате этого воздействия происходят: изменения рельефа местности, геологической структуры массива горных пород, почвы и строительного полотна; механические повреждения почвы, ликвидация почвы и создание беспочвенных местностей; повреждения строительных объектов и инженерных сооружений.

Гидрологические изменения обусловлены:

1. Дренажным воздействием подземных и открытых горных выработок.

2. Деформацией поверхности в результате ведения горных пород.

3. Строительством карьеров, отвалов, водоёмов, различных насыпей и траншей.

4. Смещением русел рек, строительством водоёмов, перепадов и других гидротехнических сооружений.

5. Загрязнением вод.

6. Использованием подземных вод для различных целей.

7. Дренированием месторождений.

В результате этого воздействия происходят: изменения положения и движения уровня подземных вод и гидрографической сети; ухудшение качества вод мелкозалегающих водоносных горизонтов, геолого-инженерных условий строительного полотна, водного режима почвенного слоя; уменьшение ресурсов подземных вод; увеличение суффозии и механического уплотнения грунтов; изменения морфодинамического режима рек; создание пойм.

Химические изменения обусловлены:

1. Эмиссией газов и химически активной пыли.

2. Сбросом засоленных и загрязненных вод.

3. Воздействием токсичных компонентов, содержащихся в породных отвалах и хвостохранилищах.

В результате этого воздействия происходят изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почвы.

Физико-механические изменения обусловлены:

1. Эмиссией пыли и аэрозолей.

2. Сбросами вод, загрязненных суспензией и гидрозолями.

В результате этого воздействия происходят: изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почв; калькуляция русел и водотоков.

Термические изменения обусловлены:

1. Загрязнением воздуха.

2. Сбросом подогретых вод.

3. Нагнетанием подогретых вод в массив горных пород.

В результате этого воздействия происходят изменения качества атмосферного воздуха и водного бассейна.

Классификация, предложенная польскими специалистами, представляется недостаточно удачной по следующим причинам:

1. Неясны принципы, положенные в основу классификации типов изменений, так как одни и те же причины обусловливают различные изменения в окружающей среде.

2. Одни и те же результаты воздействия горного производства отнесены в различные классы.

Более целесообразно классифицировать воздействие горного производства на окружающую среду по отдельным элементам биосферы. Основные виды и результаты воздействия горного производства на биосферу приведены в табл. 2.

Таблица 2

Основные виды и результаты воздействия горного производства на биосферу.

В настоящее время месторождения твердых полезных ископаемых разрабатываются в основном тремя способами: открытым, подземным и геотехническим. В будущем значительные перспективы имеет подводная добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов. Академик Н.В. Мельников отмечал, что генеральным направлением развития горнодобывающих отраслей является обеспечение опережающего роста прогрессивного открытого способа добычи, на долю которого в производстве угля, руд и нерудного сырья приходится 75%. Подземным способом целесообразно добывать коксующиеся и ценные энергетические угли, залегающие на больших глубинах, железные и марганцевые руды, а также жильные руды цветных металлов, калийные соли и часть фосфатного сырья.

Академик В.В. Ржевский выделяет открытые разработки залежи полезного ископаемого относительно земной поверхности:

1. Поверхностного вида, т.е. залежи, непосредственно выходящие на поверхность или расположенные под насосами небольшой (до 20-30 м) мощности. Залегание-горизонтальное или пологое. К этому виду относится большинство разработок россыпей, природных строительных горных работ, значительная часть угольных и небольшая часть рудных разработок.

2. Глубинного вида, т.е. залежи, расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности; мощность толщи пустынных пород может составлять от 30 до 250 м. Залегание чаще наклонное или крутое. К этому виду относится большая часть рудных, нерудных и частично угольных разработок. Карьеры постепенно углубляются; их конечная глубина может достигать 400-700 м. Такими карьерами разрабатываются все типы горных пород.

3. Нагорного вида, т.е. залежи, расположенные выше господствующего уровня поверхности на возвышенности или склоне горы. К этому виду относятся в основном разработки различных руд и сырья для стройиндустрии. Полезные ископаемые и вскрышные породы в основном скальные.

4. Нагорно-глубинного вида, т.е. залежи, одна часть которого расположена выше, а другая - ниже господствующего уровня земной поверхности. Залегание может быть согласным или несогласным с рельефом косогора. Залежь может занимать всю или часть возвышенности (склона горы). К этому виду относятся разработки руд, угля и сырья для стройиндустрии. Полезные ископаемые чаще всего скального или полускального типа.

5. Подводного вида, т.е. залежи, кровля и почва которых расположены ниже открытого уровня воды. Покрывающие породы имеют обычно небольшую мощность. К данному виду относятся, в частности, разработки в поймах рек и озер. Породы чаще всего мягкие или полускальные.

3. Г ОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ -НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ГОРНОЙ НАУКЕ

В последнее время среди других проблем, связанных с минеральными ресурсами, всё большее внимание за рубежом уделяется проблеме влияния добычи и использования минеральных ресурсов на окружающую среду, что объясняется рядом причин, в том числе:

1. Крупными нарушениями состояний биосферы в ряде горнопромышленных регионов, ставящими под угрозу здоровье проживающих там людей.

2. Возможностью пополнения резервов многих видов минеральных ресурсов в ряде стран только за счёт экологически «грязных» источников, таких, как нефтяные пески, битуминозные сланцы, бедные руды, и др., разработка которых серьёзно угрожает природной среде.

3. Перестройкой в настоящее время или в ближайшей перспективе ряда технологических процессов (из-за энергетических затруднений), которая может существенно ухудшить состояние окружающей среды.

4. Наглядностью отрицательного воздействия горного производства наокружающую среду (создание техногенного ландшафта, нарушение водного и воздушного режимов в горнопромышленных районах и др.).

5. «Ответственностью» минеральных ресурсов, используемых в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве, за экологическую чистоту последующей производственной цепочки.

Следует констатировать, что в проблеме охраны окружающей среды от вредного воздействия горного производства имеется ещё много не решённых вопросов, обусловленных рядом причин объективного и субъективного характера: недостаточным обоснованием экологических ограничений в технологии добычи и переработки ископаемых; качественными различиями кругооборота вещества и энергии в искусственных (хозяйственных) системах по сравнению с естественными (экологическими); противоречиями между требованиями улучшения технико-экономических показателей горного производства и необходимостью сохранения биосферы в оптимальном состоянии; недостаточной разработанностью методов экономической оценки природных ресурсов и ущерба, наносимого горным производством элементам биосферы; ведомственным подходом к охране и рациональному использованию природных ресурсов; недостаточной эрудицией работников горного производства в вопросах экологии.

Если раньше охрана окружающей среды предполагала разработку и реализацию мероприятий только защитного характера, то теперь уровень развития производства (и горного производства в частности) требует расширения этого понятия с включением в него и планового управления природными ресурсами.

Важнейшей стороной проблемы взаимодействия горного производства с окружающей средой в современных условиях является и всё более усиливающаяся обратная связь, т.е. влияние условий окружающей среды на выбор решений при проектировании, строительстве горных предприятий и их эксплуатации (способ осушения месторождения, вид рекультивации, способ отбойки горной массы, размещение внешних отвалов и др.).

Для разработки и успешной реализации долгосрочной общегосударственной программы рационального и эффективного использования минеральных ресурсов в сочетании с охраной окружающей среды необходимо под иным углом зрения рассматривать деятельность горного предприятия и интенсивно развивать научные исследования в этом направлении.

Наше время характеризуется возникновением, развитием и становлением новых наук и научных направлений. Они рождаются тогда, когда уровень научных знаний и разработанности методов исследований позволяют вскрыть фундаментальную общность процессов и явлений, казавшихся ранее далекими друг от друга. В прикладных науках, к числу которых относятся и горная наука, создания нового направления может диктоваться, также и насущными проблемами практики разработки месторождений полезных ископаемых, тем более что мероприятия по охране и рациональному использованию природных ресурсов, которые разрабатываются и внедряются различными министерствами и ведомствами, не имеют пока единой теоретической и методической основы, а потому являются недостаточно комплексными и эффективными.

Каждая отдельная наука (в том числе и горная), взятая сама по себе, представляет собой концептуальную систему идей и понятий, имеющую замкнутый характер. Вместе с тем в науках, изучающих землю, все глубже утверждается диалектическая идея взаимосвязанности и взаимообусловленности изучаемых явлений. Современный этап развития горной науки (системы знаний об условиях, методах и средствах добычи и обогащения твердых полезных ископаемых) показывает, что барьеры, ограждающие ее от других наук, исчезают, и на стыке горной науки и экологии на основе научных идей и разработок академиков М.И. Агошкова, Б.Н. Ласкорина, Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, Е.М. Сергеева, А.В. Сидоренко, Н.Ф. Федоренко, Т.С. Хачатурова, С.С. Шварца и др. происходит становление нового направления в горной науке - горной экологии, имеющей большое теоретическое и прикладное значение.

Горная экология изучает закономерности воздействия человека на окружающую среду в сфере горного производства и, в первую очередь, взаимосвязь физических и химических процессов, лежащих в основе добычи и переработки полезных ископаемых, с кругооборотом вещества и энергии в биосфере. Это направление имеет цель: сформулировать сущность всей проблемы в целом; разработать научную программу и методы изучения проблемы; построить общую и частные модели взаимодействия человека с окружающей средой в сфере горного производства; суммировать результаты проведённых исследований и разработать научные основы технологических процессов, обеспечивающих оптимальный уровень воздействия на окружающую среду.

Формирование горно-экологического направления соответствует современным тенденциям развития экологии вообще, которая возникла более 100 лет назад как учение о взаимосвязи «организм - среда» и на наших глазах становится теоретической основой поведения в природе человека индустриального общества.

Теоретической и методической основой горной экологии является марксистско-ленинское учение о процессах взаимоотношений человека с окружающей средой. Закономерности этих процессов обусловлены развитием производительных сил общества и общественных производственных отношений. Диалектика отношений общества и природы основана на специфическом положении, которое занимает человек в биосфере. С одной стороны, биосфера является операционным базисом человека, т.е. он потребляет её природные ресурсы, использует происходящие в ней естественные процессы и оказывает при этом на биосферу крупномасштабное воздействие. А с другой стороны, биосфера является средой обитания, и все антропогенные нарушения биосферы, в конечном счёте, отражаются на условиях его жизни и деятельности.

Оценивая возможные результаты хозяйственного использования природы человеком, Ф. Энгельс писал: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь, те последствия, на которые мы рассчитывали, но вовторую и третью очередь, совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых».

Горно-экологические исследования базируются на широком привлечении данных различных наук для вскрытия и анализа междисциплинарных (в научном отношении) и межотраслевых (в практическом плане) связей, позволяющих подойти к всестороннему рассмотрению проблемы «горное производство и окружающая среда». Такой подход охватывает три аспекта рассматриваемой проблемы: горное производство как объект, воздействующий на окружающую среду; окружающая среда как объект, определяющий условия развития горного производства; взаимодействие этих двух объектов.

Изучая процессы горного производства и их воздействие на биосферу и учитывая многочисленность и разнообразие видов этого воздействия, горная экология использует как методы физики, химии, биологии. Математики, механики, геологии и горного дела, так и методы, применяющиеся в экономике и социологии.

Горно-экологические исследования направлены на решение следующих ключевых вопросов:

1. Создание научных основ Горно-экологического мониторинга (наблюдения, контроля, управления) той части биосферы, которая подвергается воздействию со стороны горного производства: для элементов биосферы и экологических систем, способных к самоочищению, самовосстановлению и развитию, большое значение приобретает создание сети контрольных пунктов с целью получения информации о допустимом уровне воздействия, о естественных ресурсах этих систем и уровне их эффективного использования; для элементов биосферы и экологических систем, не обладающих способностью к самоочищению и самовосстановлению, особое значение имеет их охрана и рациональное использование. Важное место должно занимать изучение состояния окружающей среды с точки зрения её влияния на здоровье человека. Необходимо иметь в виду, что процессы и явления, происходящие в окружающей среде при разработке месторождений полезных ископаемых, достаточно разнообразны. В своих предельных значениях скорость этих процессов и явлений может быть катастрофически высокой или едва отличающейся от нуля. Соответственно этому в состоянии здоровья человека могут иметь место резкие сдвиги или менее заметные изменения, которые, однако, могут привести к хроническим заболеваниям.

2. Разработку принципов экономической оценки изменения биосферы под воздействием горного производства и общей природоохранной эффективности всех мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов и их охране.

3. Разработку принципов и путей оптимизации воздействия горного производства на окружающую среду. При этом резко возрастает важность учёта экологических факторов при планировании развития производительных сил в регионах. Промышленные и сельскохозяйственные объекты должны проектироваться и размещаться так, чтобы обеспечивалась экономическая целесообразность переработки и использования отходов горного производства (применение шахтных вод для орошения сельскохозяйственных земель и в металлургических процессах, утилизация продуктов, аккумулирующихся в пыле- и газоочистных установках, и др.)

3.1 Концепции воздействия горного производства на окружающую среду

В современных условиях решение проблемы оптимизации воздействия горного производства должно основываться на следующих двух концепциях:

1. Интенсивный путь развития горнодобывающей промышленности (концепция интенсификации).

2. Единство проблем рационального использования и охраны недр и рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (горно-экологическая концепция).

О первой концепции . Интенсификация производства предполагает:

совершенствование размещения производительных сил и организации общественного производства, использование высокоэффективной техники и технологии, проведение прогрессивной сырьевой политики.

Под интенсификацией горной промышленности понимают увеличение коэффициента извлечения полезного ископаемого из недр; повышение коэффициента извлечения компонентов из горной массы при обогащении, увеличение удельных производственных мощностей предприятий; повышение эффективности использования земель; снижение общего водопотребления и повышение коэффициента оборотного водопользования; повышение коэффициентов использования накопленных и текущих отходов; обеспечение разведанными запасами действующих, строящихся и проектируемых предприятий; повышение эффективности внешней торговли; снижение уровня затрат на единицу конечной продукции минерально-сырьевого комплекса.

Новые прогрессивные организационные и технические решения требуют значительных капитальных вложений, могут дать положительный эффект лишь через несколько лет, а сырье, топливо и энергия нужны сегодня. Поэтому наиболее полное использование созданного и накопленного - поистине ключевая задача.

Вопросы интенсификации использования минеральных ресурсов, решаются по-разному в сфере производства минерального сырья и в сфере его потребления.

В сфере производства минерального сырья - это комплексное освоение крупных сырьевых регионов, оптимизация величины потерь при добыче и переработке минерального сырья, комплексное использование всех содержащихся в сырье полезных компонентов, утилизация вмещающих пород и отходов производства, пересмотр кондиций и вовлечение в эксплуатацию на основе прогрессивных технологических решений месторождений минерального сырья с запасами, отнесенными ранее к забалансовым. Это позволит более полно использовать природные, трудовые и финансовые ресурсы, снизить транспортные расходы.

По мнению акад. Н.Н. Некрасова, изучение природных ресурсов, выявление экономической эффективности их комплексного использования представляет собой одну из главных проблем региональной экономики.

В сфере потребления минерального сырья - это снижение расхода и потерь сырья за счет применения более совершенной технологии, использование вторичного сырья и отходов, замена минерального сырья искусственными материалами.

О второй концепции . В соответствии с этой концепцией для успешного решения проблемы рационального использования минеральных ресурсов и охраны недр ее необходимо рассматривать в составе единой проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Горное производство оказывает влияние на все элементы биосферы. В горной практике имели место многочисленные случаи, когда принятые технологические решения оказывались эффективными в снижении себестоимости добычи и переработке полезного ископаемого, но наносили значительный ущерб комплексному использованию минеральных ресурсов. Известны ситуации, когда горнотехнический процесс, положительно воздействуя на один из элементов биосферы, крайне отрицательно влияет на другой. Сущность горно-экологической концепции и заключается в том, чтобы рассматривать любой горнотехнический процесс в его прямой или косвенной связи со всеми элементами биосферы. В соответствии с этой концепцией процесс принятия окончательного решения по тому или иному варианту техники и технологии с целью обеспечения оптимального уровня воздействия горного производства на окружающую среду должен проходить в два этапа:

На первом этапе анализируется воздействие данного технико-технологического варианта на каждый элемент биосферы;

На втором этапе производится суммарная оценка вышеуказанных локальных воздействий и выбирается оптимальный вариант.

Горно-экологическую концепцию необходимо использовать и при рассмотрении деятельности отдельного карьера или рудника, так как высокая экономическая эффективность производства с позиций отдельного предприятия не всегда является таковой с народнохозяйственных позиций, поскольку она достигается порой ценой большого расхода природных ресурсов и загрязнения окружающей среды.

Экологическая стратегия развития горнодобывающей промышленности должна строиться на основе оптимизации воздействия горного производства на окружающую среду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ проблемы взаимодействия горного производства и окружающей среды, позволил выявить закономерности этого взаимодействия и наметить основные пути решения проблемы в будущем. Принципиальное значение имеет новая классификация видов и результатов воздействия горного производства на различные элементы биосферы, позволяющая более обоснованно разрабатывать стратегию развития горного производства. Оптимизация воздействия горного производства на окружающую среду может быть достигнута путем создания экологизированного производства.

Это требует широкого развития горно-экологических исследований, направленных на разработку и последующую 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.

Мероприятия по охране окружающей среды, научные и практические работы по оптимизации воздействия горного производства должны основываться на концепции интенсификации, предполагающей в качестве обязательного условия интенсивный путь развития горнодобывающей промышленности и горно-экологической концепции, базирующейся на единстве проблем рационального использования и охраны недр и рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Познание законов биосферы и их учет при организации горного производства - важное условие предотвращения вредного воздействия шахт, рудников, карьеров и обогатительных фабрик на природную среду и улучшения ее состояния в будущем.

Правильная оценка положений современной экологии даёт возможность путём несущественного изменения системы хозяйственного освоения отдельных регионов согласовать интересы развития промышленности и сельского хозяйства с поддержанием оптимального состояния природной среды.

Человек должен научиться управлять эволюцией природных популяций, свести к минимуму возможность появления специфически приспособленных вредных форм, способствовать появлению полезных.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. М.Е. Певзнер, В.П. Костовецкий, «Экология горного производства», - Москва, «Недра», 1990 г.

2. А.В. Колосов, «Эколого-экономические принципы развития горного производства», - Москва, «Недра», 1987 г.

3. С.Н. Подвишенский, В.И. Чалов, О.П. Кравчино, «Рациональное использование природных ресурсов в горнопромышленном комплексе», - Москва, «Недра», 1988 г.

4. Е.И. Захаров, А.А. Лебедкова, «Охрана окружающей среды. Для студентов горных специальностей», Учебное пособие. - Тула: ТулПИ, 1987

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Антропогенное воздействие на биосферу. Государственная политика России в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Влияние горного производства на природный ландшафт. Рациональное использование водных ресурсов.

курс лекций , добавлен 22.12.2010


Характеристика существующего состояния объекта исследования, оценка негативного воздействия его деятельности на окружающую среду, поверхностные и подземные воды. Рациональное использование природных ресурсов на период строительства и эксплуатации.

курсовая работа , добавлен 07.12.2014


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


Общие экологические законы, принципы и правила экологии. Основные положения рационального природопользования. Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов. Рациональное использование полезных ископаемых и энергетических ресурсов.

реферат , добавлен 04.05.2009


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


Проблемы потребления ресурсов и воздействия на окружающую среду хлебопекарного производства. Потребление природных ресурсов при производстве хлебной продукции. Методы снижения энергопотребления и воздействия на окружающую среду специальных процессов.

курсовая работа , добавлен 12.01.2014


Ближайшие перспективы развития горного дела. Специфика воздействия химических элементов на живые организмы и растения. Проблемы, связанные с проведением геологоразведочных работ. Механизмы заражения окружающей среды. Рекультивация нарушенных земель.

курсовая работа , добавлен 13.09.2015


Качество природной среды и состояние природных ресурсов. Воздействие отраслей экономики на окружающую природную среду. Использование природных ископаемых и охрана недр. Обзор выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по г. Шадринску.

курсовая работа , добавлен 22.10.2002


Проблема охраны окружающей природной среды и комплексного использования природных ресурсов в горнодобывающей промышленности. Охрана и рациональное использование водных ресурсов, воздушного бассейна, земель и недр. Переработка отходов производства.

курсовая работа , добавлен 21.01.2011


Воздействие автомобилизации на окружающую среду. Отработавшие газы как экологическая проблема при эксплуатации транспортных средств. Направления, способствующие уменьшению загрязнения окружающей среды: технические, организационные, градостроительные.