Для разработки месторождений полезных ископаемых в зависимости от горно-геологических условий залегания и свойств пород и полезных ископаемых применяют различные технологии: подземную, открытую, скважинную и подводную.
Под технологией понимают совокупность производственных процессов, выполняемых во взаимной связи во времени и пространстве. Вместо термина «технология» применяется также термин «способ разработки месторождения полезных ископаемых». Соответственно различают подземный способ разработки месторождений, открытый способ и т.д.
Основные компоненты технологии разработки месторождений полезных ископаемых:
1. Работы, в результате выполнения которых обеспечивается доступ к полезному ископаемому с поверхности земли. Эти работы называют вскрытием месторождения.
2. Разделение залежи полезного ископаемого на части, удобные для извлечения полезного ископаемого из недр земли. Эти работы называют подготовкой месторождения к очистной выемке.
3. Работы по непосредственному извлечению полезного ископаемого из недр. Эти работы называют очистной выемкой полезного ископаемого, или очистными работами.
При вскрытии и подготовке месторождений к очистной выемке полезного ископаемого проводят сопутствующие работы, которые обеспечивают технически, технологически и экономически выгодное и безопасное выполнение основных процессов. К сопутствующим работам относят снижение водопритока и газопоступления из горных пород на рабочие места, заблаговременные при необходимости осушение и дегазация горных пород всего месторождения или его части. Параллельно с очистной выемкой полезного ископаемого и транспортированием его на земную поверхность осуществляют выемку и перемещение для складирования в специально отведенные места пустых горных пород, препятствующих доступу к полезному ископаемому, выполняют доставку материалов, машин и механизмов, снабжают электрической и пневматической энергией, свежим воздухом и многие другие работы.
Обычно предприятие, добывающее полезное ископаемое, осуществляет его первичную переработку и обогащение.
После завершения добычных работ необходима рекультивация, т.е. восстановление земель, нарушенных горными работами.
Подземной называется технология, осуществляемая с помощью подземных горных выработок.
Горные выработки - полости, сооружаемые в земной коре и обустраиваемые в соответствии с их назначением. Подземными называют выработки, расположенные на некоторой глубине от поверхности земли и имеющие замкнутый контур поперечного сечения.
Открытая разработка месторождений полезных ископаемых осуществляется с помощью открытых горных выработок, к которым относят выработки, примыкающие к поверхности земли и имеющие незамкнутый контур поперечного сечения.
Скважинную технологию применительно к твердым полезным ископаемым называют также геотехнологией. Сущность ее состоит в бурении скважин к полезному ископаемому, изменении физического или химического состояния полезного ископаемого и извлечении продукта на поверхность земли по скважинам. Для перевода твердого полезного ископаемого в состояние, пригодное для транспортирования по скважинам, применяют размыв высоконапорной струей воды, плавление, растворение, химическую и бактериальную обработку.
Подводная технология применяется для разработки континентальных россыпных месторождений, месторождений на дне озер, морей в пределах континентального шельфа и мирового океана.
Минерально-сырьевая база области по основным полезным ископаемым обладает значительным запасом прочности. Обеспеченность добывающих отраслей по многим видам минерального сырья достаточно высокая. Значительные перспективы прироста запасов в целом научно обоснованы и подтверждены с различной степенью достоверности результатами поисково-разведочных работ. Эффективность использования минерально-сырьевой базы области в ближайшие годы будет определяться не только темпами добычи различных видов полезных ископаемых, но и степенью комплексности использования разведанных запасов и правильности выбора стратегии их наращивания.
Наиболее стратегически выгодными с точки зрения максимальных приростов запасов нефти и газа на перспективу являются направления нефтегазопоисковых работ, связанных с девонским и нижнекаменноугольным комплексами пород Астраханского свода. Именно в этих отложениях будут открыты крупные месторождения нефти, газоконденсата и газа по запасам сопоставимыми с Тенгизским нефтяным и Астраханским газоконденсатным месторождениями. Площадь высокоперспективных земель около 10 тыс. км 2 , мощность комплекса около 2500 м. Девонские и нижнекаменноугольные отложения являются регионально нефтеносными, к ним приурочены крупные нефтяные месторождения Башкирии, Татарии, Волгоградской области, Тенгизское, а также недавно открытое в северном Каспии Восточный Кашаган с огромными запасами нефти.
Большие глубины (5000 -6500 м) залегания основных продуктивных горизонтов, высокая стоимость бурения поисковых скважин длительное время сдерживали постановку поисковых работ. Первые обнадеживающие результаты были получены в процессе бурения скв. 2 Володарская при забое 5961 м, когда произошел аварийный выброс нефти с газом. Дебит нефти составил около 25 м 3 /час. Нефтепроявления были также зафиксированы при вскрытии этих отложений в скв. 1 Табаковская.
Для оценки перспектив нефтегазоносности девонско-нижнекаменноугольного комплекса пород ряд скважин пробурило предприятие «Астрханьгазпром», но положительных результатов не было получено.
По всей вероятности, это обусловлено несовершенной технологией бурения скважины. Тяжелые буровые растворы (удельный вес до 2,13 ч/см 3), применяемые при бурении, вероятно, закальматировали пласты коллекторы и
поэтому были получены отрицательные результаты, хотя эти скважины находились гипсометрически выше, чем скважина 2 Володарская.
Центральная часть Астраханского свода находится в распределенном фонде, южная часть - в нераспределенном фонде недр. Этот участок недр находится в близкой тектонической зоне с известными крупными нефтяными месторождениями Тенгиз и Восточный Кашаган. Геологическое изучение и освоение недр потребует значительных капиталовложений. Высокие перспективы открытия крупных месторождений углеводородов, большие дебиты скважины, огромные потребности в нефти и газе, как в нашей стране, так за рубежом, предопределяют высокую рентабельность производства на многие десятилетия. К настоящему времени этот участок недр является самым высокоперспективным на нефть и газ в пределах Поволжского экономического района и юга РФ. В непосредственной близости или в пределах участка проходят железная дорога, нефтепровод Тенгиз-Новороссийск, газопровод на Северный Кавказ, высоковольтная ЛЭП, протекает река Волга. Руководство области заинтересовано в освоении недр на взаимовыгодной основе и создаст необходимые благоприятные условия для работы крупного платежеспособного инвестора.. На территории области работают несколько крупных недропользователей (РАО «Газпром», ЛУКОЙЛ и др.), которые из года в год наращивают уровень добычи газа, конденсата, нефти и проявляют повышенной интерес для дальнейшего расширения своего производства в области.
Важнейшей задачей в развитии минерально-сырьевой базы области является освоение Центрально – Астраханского газоконденсатного месторождения, что позволит значительно увеличить добычу газа, конденсата и серы. В результате этого будет создано несколько тысяч рабочих мест, будут решаться многие социальные вопросы.
Вторым направлением поисковых работ на нефть и газ является надсоле-вый комплекс, широко развитый в северной части области. В этом комплексе открыты небольшие Бугринское, Северо-Шаджинское газовые и среднее по запасам Верблюжье нефтяное месторождения. В нераспределенном фонде находится около 15,0 тыс. км 2 . Продуктивные горизонты приурочены к отложениям триаса, юры и нижнего мела. Их глубины залегания колеблются в пределах 900-2300 м. Успешное решение проблемы поисков нефти и газа зависит главным образом от правильного научно обоснованного выбора поисковых объектов и методики поисково-разведочных работ. Нельзя вовлекать в разведку все без исключения солянокупольные структуры. Анализ пространственного размещения залежей нефти и газа в надсолевом комплексе позволил установить их приуроченность к солянокупольным структурам, граничащими с обширными межкупольными мульдами, площадь которых в несколько (3-5) раз превышает площадь купола. Ловушки расположены в южной части мульд, то-есть на путях региональной миграции углеводородов. Соляные купола характеризуются сложным блоковым строением со специфическим стратиграфическим диапазоном нефтегазоносности в пределах отдельных блоков. Поэтому на соляных куполах необходимо опоисковывать не только своды куполов, но и их склоны, где стратиграфический диапазон нефтегазоносности значительно шире.
На соляных куполах могут быть открыты небольшие и средние по запасам нефтяные и газовые месторождения.
В непосредственной близости от перспективных участков проходит железная дорога, протекает р. Волга. Развита сеть автомобильных дорог, то есть имеется необходимая инфраструктура для организации добычи нефти и газа.
Для геологического изучения и освоения недр района развития соляных куполов потребуется значительно меньше инвестиций по сравнению с аналогичными затратами для изучения подсолевых отложений Астраханского свода. Стоимость бурения скважины глубиной 1400-1600 м в несколько раз меньше стоимости скважины глубиной 4200 м.
Привлекательность поисков нефти и газа на соляных куполах, несмотря на их значительно меньшую перспективность по сравнению с подсоле
выми отложениями, состоит в том, что себестоимость добываемой нефти и газа будет невысокой. Последнее позволит быстро окупить вложенные затраты и в последующие годы работать с высокой прибылью. Ориентировочные извлекаемые запасы нефти и газа на соляном куполе по аналогии с Верблюжьем нефтяным и Северо-Шаджинским газовым, могут составлять соответственно 5,0-10,0 млн. т и 3,0-5,0 млрд. м 3 .
Соль пищевая. На озере Баскунчак добывают ежегодно около 2,0 млн. т соли. Обеспеченность запасами при существующем уровне добычи на 50 лет. В соле оз. Баскунчак, в связи с открытостью участка добычи, содержится много примесей терригенного материала и повышенное содержание кальция, что не позволяет получать из нее пищевую соль высокого качества - соль Экстра, которая пользуется большим спросом. Обычно соль экстра получают из каменной соли, которая залегает на больших (1000 - 1500 м и более) глубинах, что резко повышает себестоимость производимой продукции.
В 3,0 км западнее оз. Баскунчак открыто Средне-Баскунчакское месторождение каменной соли. Кровля соляного штока установлена на глубине 50-120 м. Запасы соли составляют около 800,0 млн. т, причем запасы соли могут быть значительно увеличены за счет включения в подсчетный план более глубоких горизонтов солей.
Каменная соль характеризуется высоким качеством. По данным ВНИИгалургия для освоения месторождения и организации производства соли Экстра с годовой производительностью 540 тыс. т потребуются инвестиции в объеме около 20,0 млн. долларов, окупаемость затрат 4,5 года. Учитывая, что в ближайшее время этот район будет газифицирован, затраты на производство соли резко сократятся. Через месторождение проходят железная и автомобильная дороги, линия электропередач. Рынок сбыта соли экстра не ограничен, а учитывая огромные запасы каменной соли уровень добычи соли можно увеличить до 2,0 млн. т в год. Последнее безусловно повысит рентабельность производства и привлекательность этого месторождения для инвесторов, тем более, что такого месторождения с огромными запасами каменной соли на небольших глубина к с благоприятными географо-экономическими данными в европейской части РФ нет. Разработка месторождения и производство соли - экологически чистое производство и дает экологически чистый продукт, совершенно независимый от воздействия окружающей среды.
Бром. Вмежкристальной рапе оз. Баскунчак содержатся повышенные (около 500 г/м 3) концентрации брома при нижнем пределе промышленной разработки около 120 г/м 3 . Запасы брома в оз. Баскунчак около 100 тыс. т. Можно добывать около 5,0 тыс. тонн брома в год. Одна тонна брома на международном рынке стоит около 1250 долларов. По данным Пермского филиала ВНИИ- йодбром при уровне добычи 3,0 тыс. т брома в год окупаемость, при коэффициенте рентабельности 50%, около 5 лет. В случае увеличения добычи брома до 5,0 тыс. т в год рентабельность предприятия безусловно возрастет. Бром широко используется в химической, оборонной промышленности, медицине и в качестве утяжелителя буровых растворов. На берегу оз. Баскунчак в пос. Нижний Баскунчак имеется необходимая для производства инфраструктура. Производство брома, исходя из опыта работы аналогичного предприятия в Саках на Украине, является экологически чистым производством. По материалам буровой скважины в нижележащих соляных пластах (инт. глубин 20-250 м) установлена межкристальная рапа с содержанием брома до 1500 - 2000 г/м 3 . Последнее значительно расширяет ресурсную базу брома. Рынки сбыта имеются как в Российской Федерации, так и за рубежом, особенно в странах северной части Европы. Если в районе добычи брома организовать производство бромидов, то еще дополнительно будет получена значительная прибыль.
Несомненно, что организация добычи брома из рапы оз. Баскунчак будет высокорентабельным, экологически чистым производством, имеющим надежную сырьевую базу на продолжительное время.
Минеральные воды. Месторождения минеральных вод имеют широкое распространение на севере области в пределах Ахтубинского, Черноярско-го и Енотаевского районов. Воды Ахтубинского района - «Кочевая», «Подземный дар», «Баскунчак» за короткое время завоевали большой авторитет у астраханцев и пользуются высоким спросом.
Глубина залегания водоносных горизонтов колеблется в пределах 70-120 м. Дебиты скважины составляют 80-100 м 3 /сут. Минерализация вод от 1,0 до 7,0 г/л, на отдельных участках подземные воды пресные. Тип воды обычно хлоридно-гидрокарбонатный. По своим лечебным свойствам астраханские минеральные воды не уступают кавказским минеральным водам
Для освоения месторождений минеральных вод и организации их разлива требуются незначительные капиталовложения. Окупаемость вложенных средств 1,5-2,0 года, себестоимость 1 л минеральной воды не более 30 копеек. Рынок сбыта не ограничен как в пределах Астраханской области, так и в соседних регионах. Учитывая тенденцию повышения жизненного уровня населения, потребность в минеральной и экологически чистой подземной пресной воде из года в год будет систематически возрастать. В экономически развитых странах водопроводную воду уже давно не используют в пищевых целях.
Таким образом, на территории Астраханской области имеются перспективные участки и месторождения нефти, газа, конденсата, каменной соли, брома и минеральных вод, обладающие значительным экономическим потенциалом и требующие различные инвестиции для их освоения в зависимости от размеров и значимости полезных ископаемых. Их освоение несомненно приведет к усилению экономики области, получению инвесторами значительной прибыли в течении длительного времени и повышению благосостояния астраханцев. На предприятиях - недропользователях (Астраханьгазпром, ЛУКОЙЛ-Астраханьморнефть, солепромысел Бассоль) самая высокая зарплата, решаются многие социальные вопросы для работающих. За счет этих предприятий в основном формируются областной и районные бюджеты. Руководство области заинтересовано в освоении недр на взаимовыгодной основе с учетом экологических требований и создает все необходимые условия для эффективной и рентабельной работы инвесторов – недропользователей.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-08
Обследовано и проанализировано более 200 месторождений по добыче ОПИ в Белгородской области. Разработка месторождений ОПИ осуществляется в основном открытым карьерным способом, экономически эффективным и перспективным. Существенным недостатком разработки месторождений является негативное влияние на окружающую среду, выраженное в воздействии на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования, на поверхностные и подземные воды, на земельные ресурсы в виде деградации почв, выведения нарушенных земель из оборота по окончании разработки полезных ископаемых и др. Данное исследование позволило оценить степень воздействия разработки месторождений по добыче ОПИ на окружающую среду. Обосновано, что ориентировочная СЗЗ, согласно СНиПа, является достаточной для всех месторождений. При правильной эксплуатации и своевременной рекультивации воздействие карьеров не оказывает существенного воздействия на прилегающую территорию за границей СЗЗ.
Ключевые слова: общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ)
месторождение
санитарно-защитная зона (СЗЗ)
предельно-допустимая концентрация (ПДК)
1. Корнилов А.Г. [и др.] Влияние флотационных технологий на состояние земельных ресурсов // Недропользование – XXI век. – 2012. – № 4.
2. Назаренко Н.В. Закономерности пространственного распределения карьеров ОПИ в Белгородской области и их воздействие на окружающую среду // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах: материалы IV Междунар. научн. конф. 11-14 октября 2010 г. – М. ; Белгород: Константа, 2010.
3. Назаренко Н.В. Особенности развития экзогенных геоморфологических процессов при разработке месторождений общераспространенных полезных ископаемых в Белгородской области / Назаренко Н.В., Фурманова Т.Н. // Антропогенная геоморфология: наука и практика: материалы XXXII Пленума Геоморфологической комиссии РАН (г. Белгород, 25-29 сентября 2012 г.). – М. ; Белгород: ИД «Белгород», 2012.
4. Назаренко Н.В. Проблемы рекультивации нарушенных земель на карьерах общераспространенных полезных ископаемых в Белгородской области и пути их решения / Н.В. Назаренко [и др.] // Проблемы региональной экологии. – 2011. – № 2.
5. Защита от шума: СНиП 23-03-2003. – М. : Госстрой России, 2004.
6. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон Российской Федерации от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ (в редакции 31 декабря 2005 г.).
7. Об охране окружающей среды: Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ (в редакции 31 декабря 2005 г.).
Общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ) являются важнейшим компонентом ресурсного потенциала Белгородской области. ОПИ - это сырьевая основа для дорожного строительства, производства строительных материалов и т.д. В настоящее время процесс развития и перспективы использования ОПИ характеризуются отсутствием современных прогнозно-поисковых исследований, включая геолого-экономические оценки выявленных объектов общераспространенных полезных ископаемых, а также социально и экономически обоснованных программ развития и использования месторождений ОПИ. В связи с постоянно растущими потребностями строительного комплекса в сырье в староосвоенных регионах происходит неконтролируемое истощение полезных ископаемых, иррациональное извлечение которых приводит к негативному воздействию не только на окружающую природную среду, но и на условия проживания и здоровье населения в районах интенсивной добычи ОПИ .
В Белгородской области в настоящее время разрабатывается свыше 300 карьеров ОПИ. Прогнозные запасы мела, глин и песка практически не ограничены и распространены равномерно по всей территории области. Более 50% карьеров вначале располагались на склонах балок и оврагов, а затем, углубляясь и расширяясь, стали захватывать пахотные угодья. Примерно 25% карьеров располагается в поймах рек и около 20% - в оврагах и балках. В связи с незначительной глубиной залегания данных полезных ископаемых их добыча в основном ведется экономически эффективным открытым способом, но встречается и подземная разработка месторождений, в частности, при попутной добыче мела производятся сооружение подземных овощехранилищ .
Существенным недостатком разработки месторождений ОПИ является негативное влияние на окружающую среду, выраженное в воздействии на атмосферный воздух, на поверхностные и подземные воды, на земельные ресурсы и др.
В связи с принадлежностью к различным географическим ландшафтным зонам, дифференциацией по физико-механическим свойствам и условиям залегания общераспространенных полезных ископаемых имеют место определенные особенности воздействия открытой разработки на окружающую среду и здоровье занятых в производстве людей.
В настоящее время одной из основных задач является выявление зависимостей добычи минерального сырья от инженерно-геологических, гидрологических и экологических особенностей различных ландшафтных районов, геоэкологическая оценка глубины и масштабов воздействия на окружающую среду, разработка эффективных предложений по снижению негативного воздействия и рациональному использованию природных ресурсов, а также предложения по минимизации этих воздействий на окружающую среду.
Основными видами воздействия на среду при разработке карьеров являются:
Изъятие природных ресурсов (земельных, водных);
Загрязнение воздушного бассейна выбросами газообразных и взвешенных веществ;
Шумовое воздействие;
Изменение рельефа территории, гидрогеологических условий площадки строительства и прилегающей территории;
Загрязнение территории землеотвода образующимися отходами и сточными водами;
Изменение социальных условий жизни населения.
Принципы оценки негативного воздействия на состояние экосистемы заключаются в выборе максимальной нагрузки технологического процесса на каждый из компонентов окружающей среды с учетом потребления энергоресурсов при штатной и неблагоприятной по метеоусловиям ситуации, сравнении с установленными нормативами предельно допустимых концентраций воздействия на здоровье людей, объекты животного мира и растительность, а также рекреационные территории. При анализе этих воздействий разрабатываются оптимальные схемы, модели и методы уменьшения негативного антропогенного воздействия на экосистемы .
Разработка месторождения полезных ископаемых открытым способом оказывает негативное влияние на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования. Основными источниками воздействия являются выемочно-погрузочные и вскрышные работы, работы по отвалообразованию, внутренние и внешние отвалы, переэкскавация навалов породы, дорога, дробление сырья. Пыль в зависимости от добываемого сырья представляет собой пыль неорганическую с содержанием диоксида кремния ниже 20% - при добыче суглинков, 20-70% - при добыче глин и песка, свыше 70% - при добыче опоки. Концентрация пыли при выемочно-погрузочных работах зависит от крепости и естественной влажности горной породы, объема одновременно разгружаемой породы, высоты разгрузки, угла поворота экскаватора. Завышение высоты разгрузки приводит зачастую к обрушению верхней части уступа и повышению запыленности в 1,5-5 раз.
При транспортировании сырья по внутрикарьерным дорогам пылевыделение осуществляется с поверхности нагруженного в кузов автосамосвала материала и взаимодействия автомобильных колес с поверхностью дороги. Интенсивность и объем пылеобразования зависят от скорости движения, грузоподъемности автомашин, а также от типа дорожного покрытия.
Общим для всех способов отвалообразования является образование больших незакрепленных поверхностей (плоскостных источников), которые при неблагоприятных условиях приводят к интенсивному пылеобразованию, зависящему от вида материала, гранулометрического состава, метеорологических условий.
При работе автомобильного транспорта и спецтехники загрязнение атмосферы в зоне влияния карьера и в самом карьере происходит при работе двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта, выделяющих азота диоксид, азота оксид, бензин, оксид углерода, оксид серы и сажу.
Для моделирования гипотетической ситуации среднестатистического карьера по добыче ОПИ нами был выбран условно максимальный карьер, с наибольшим ареалом разработки по всем видам добываемого сырья (мел, песок, глина). Также учитывалась максимальная нагрузка обслуживающего автотранспорта с 8-часовым рабочим днем, без выходных.
Оценка степени загрязняющего воздействия на атмосферный воздух проводится по самому напряженному этапу производства работ в карьере, характеризующемуся наибольшими выбросами загрязняющих веществ. Методика оценки воздействия заключается в сравнении максимальных приземных концентраций при рассеивании загрязняющих веществ на границах санитарно-защитной зоны карьера, ближайшей жилой застройки, акватории водных объектов, особо охраняемых природных территорий и лесополос с установленными нормативами ПДК воздействия на здоровье людей, объекты животного мира и растительность, рекреационные территории.
Данные результаты свидетельствуют, что при разработке карьера любого из видов добываемого сырья уровень негативного воздействия находится в рамках допустимых нормативов, а основным загрязнителем воздушной среды является специализированный автотранспорт. При работе автотранспорта основным загрязняющим веществом является диоксид азота, но на границе СЗЗ его концентрация не превышает 1 ПДК, а пыль неорганическая (глина, песок, мел) на границе СЗЗ ниже 0,1 ПДК (табл. 1).
Таблица 1 - Динамика рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере при добыче ОПИ
|
Загрязняющие вещества, выделяющиеся в атмосферу при разработке карьера |
На глиняных карьерах (доли ПДК) |
На меловых карьерах (доли ПДК) |
На песчаных карьерах (доли ПДК) |
|||
|
0301 - Азота диоксид |
||||||
|
0328 - Углерод |
||||||
|
0330 - Серы диоксид |
||||||
|
0337 -Углерода оксид |
||||||
|
0703 - Бенз[а]пирен |
||||||
|
2704 - Бензин |
||||||
|
2908 - Пыль неорг.: 70-20% двуокиси кремния |
||||||
|
2908 - Пыль неорг., ниже 20% двуокиси кремния |
||||||
Анализ данных показал, что на всех карьерах основным источником загрязнения воздушной среды является автотранспорт, обслуживающий карьер; пыль при добыче, погрузке и перевозке не оказывает существенного загрязнения. Согласно СНиП, санитарно-защитная зона карьеров составляет для мела - 500 м, песка - 300 м, глин - 300 м . Ориентировочная СЗЗ для всех карьеров с аналогичными параметрами и ниже является достаточной.
Основными источниками внешнего шума являются двигатели дорожно-строительной техники. Оценка уровня шума, проникающего с производственной зоны на селитебную территорию, заключается в сравнении расчетного уровня шума в расчетной точке (ближайшая жилая зона) для одновременно работающей техники с допустимым уровнем шума для объектов, расположенных на этой территории (жилых домов). Нормирование шума проводится для дневного и ночного времени суток.
Шумовые характеристики принимаются по паспортным данным используемой в карьере спецтехники и автотранспорта. Допустимые уровни звука составляют для жилых кварталов 40 дБА в дневное время и 30 дБА в ночное время .
Снижение уровня звука шумозащитным экраном изменяется от 38,66 до 47,21 дБА, в зависимости от удаления источника звука от жилой зоны.
Расчетный уровень звука при удалении от источника шума на расстояние 225 м без экрана составит 34,8 дБА, что соответствует допустимому уровню звука в дневное и ночное время на прилегающей к жилой зоне территории. При работе на глубине 2-3 м в карьере уровень звука не достигнет жилой зоны (-3,86 дБА). При удалении жилой зоны на 1400 м от источника шума уровень звука без экрана (работа на поверхности) составит 13,9 дБА.
Расчетным методом установлено, что шум автотранспорта и спецтехники, работающего согласно технологической схеме (не более двух единиц техники на площадке одновременно) как в дневное, так и в ночное время, не оказывает вредного влияния на прилегающую застройку. Взрывные работы на всех карьерах по добыче ОПИ в Белгородской области не применяются. В связи с этим данные расчеты проводить не целесообразно.
Воздействие на территорию оценивается размером изымаемой для размещения объекта площади, категорией изымаемых земель, изменением состояния нарушаемого почвенного покрова, образованием новых форм рельефа (котлованов и отвалов).
Воздействие на геологическую среду определяется глубиной разработки и возможными осложнениями (затопление подземными водами, развитие экзогенных процессов). Механизм отрицательного влияния малых карьеров на природную среду аналогичен влиянию вскрышных работ горнорудных предприятий, отличаясь только масштабностью. Площадь, занимаемая каждым карьером и отвалом, не превышает 5-15 га и в зависимости от места расположения оказывает иногда специфическое влияние на окружающую среду. Горные работы приводят к активизации некоторых рельефообразующих процессов. Для оценки природных предпосылок развития нарушенных земель нами проведен морфометрический анализ рельефа исследованных областей с составлением картосхемы «Нарушенные земли в зоне влияния карьеров по добыче ОПИ» (рисунок 1), выполненной в масштабе 1:200000. Натурные наблюдения проводились непосредственно в полевых условиях .
Рис. 1. Нарушенные земли в зоне влияния карьеров по добыче ОПИ.
Массовая разработка общераспространенных полезных ископаемых большим количеством малых карьеров, хотя и не приводит к появлению техногенного рельефа большого площадного распространения, однако при длительной их эксплуатации и отсутствии
рекультивационных работ на стихийно разрабатываемых выемках провоцируется выветривание, оползневые, обвально-осыпные, просадочные явления, эрозионный размыв, дефляция, накопление техногенного слоя пород, подтопление. Кроме того, в ряде случаев при производстве горных работ допускаются нарушения поверхности пологих склонов проходами плугов бульдозеров вдоль и поперек склонов с образованием длинных борозд, узких траншей или беспорядочных «закопушек». В последующем они становятся источниками повышенного протекания процессов оврагообразования, которые могут тянуться на несколько километров .
Нагрузка на территорию землепользования и систему поверхностных и подземных вод при проведении добычных работ выражается в возможном загрязнении почвогрунтов и зоны аэрации отходами производства и потребления и сточными водами. Для оценки воздействия определяются объемы формируемых сточных вод и отходов производства и потребления и рациональная схема водопотребления и водоотведения и обращения с твердыми отходами.
Воздействие на животный мир на рассматриваемых территориях выражается в исключении площади отвода земель как местообитания, в факторе беспокойства, связанного с присутствием людей, работой техники и движением автотранспорта. На время производства работ участки, занятые карьерами, будут естественным образом исключены из пути сезонной миграции млекопитающих. Планируемая деятельность вызывает смену биотопов и перемещение их на прилегающую территорию с идентичными характеристиками, что не отражается на состоянии популяций распространенных в районе видов животных вследствие незначительных площадей карьеров.
Воздействие на растительность при производстве карьерной добычи выражается в изъятии земель, нарушении почвенного покрова и естественного травостоя. По окончании работ предусматривается рекультивация нарушаемых земель до уровня пастбищных сельхозугодий или рекреационных объектов, что приведет к восстановлению естественной среды обитания растительности и животных.
В дополнение к перечисленным проблемам существуют и другие, не менее острые, связанные с использованием отработанных карьеров как мест складирования бытовых отходов и использованием их как несанкционированных свалок .
Данное исследование проведено при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, в рамках мероприятия 1.3.1 «Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук» по государственному контракту № П1363.
Рецензенты:
Корнилов А.Г., доктор географических наук, профессор, зав. кафедрой географии и геоэкологии ГГФ НИУ БелГУ, г. Белгород.
Сергеев С.В., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой прикладной геологии и горного дела ГГФ, НИУ БелГУ, г. Белгород.
Библиографическая ссылка
Назаренко Н.В., Петин А.Н., Фурманова Т.Н. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО ДОБЫЧЕ ОБЩЕРАСПРОСТРАНЕННЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=7401 (дата обращения: 31.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
В связи с тем, что минеральные ресурсы являются невозобновляемыми, всё более важными становятся проблемы наиболее эффективного и комплексного использования минерального сырья, в том числе резкое уменьшение его потерь при добыче и переработке.
Комплексная геолого-экономическая оценка месторождений, базирующаяся не только на учёте основных полезных ископаемых и компонентов, но и попутных (включая вскрышные породы, ценные минералы руд, элементы-примеси рудных концентратов, отходы обогащения и передела, дренажные воды), существенно повышает экономический потенциал разведанных запасов, способствует сокращению потерь при добыче, обогащении и переделе. Кроме того она создаёт благоприятные предпосылки для вовлечения в хозяйственный оборот месторождений, разработка которых только на основной компонент малорентабельна или даже убыточна. Наряду с этим комплексное использование месторождений является одной из основных составляющих экологизации недропользования.
Доля попутных компонентов в стоимости товарной продукции рудных месторождений составляет нередко десятки процентов, достигая 45 - 50% в титаноциркониевых россыпях и медных месторождениях и 70% в полиметаллических месторождениях. Так на Норильской группе медно-никелевых месторождений стоимость попутно добываемой платины иногда сопоставима со стоимостью извлекаемых основных руд. Почти все редкоземельные и рассеянные элементы, необходимые в технике, не образующие в природе самостоятельных месторождений, могут быть получены лишь при комплексной переработке руд цветных металлов. Из многих железных руд можно извлекать также кобальт, никель, титан, ванадий, фосфор и др. ценные элементы.
Важное экономическое значение имеет использование попутного нефтяного горючего газа, а также серы и гелия, содержащихся в природном газе многих месторождений.
Всё большее значение приобретает промышленная добыча полезных ископаемых из недр Мирового океана. Кроме месторождений нефти и газа представляют интерес подводные месторождения титана, олова, железо-марганцевых конкреций и др.
Проблемы глобализации минерально-сырьевых ресурсов
Рост мирового народонаселения сопровождается увеличением потребления минерального сырья на душу населения. С 1900 г. до наших дней население мира выросло с 1,5 млрд до 6 млрд человек. Все большее и большее число людей оказываются в зависимости от технологических процессов минерально-сырьевого обеспечения своего существования, так что поиски новых месторождений неизбежно будут продолжаться. Западными экспертами прогнозируется, что в последующие 50 лет объемы горнодобычных работ возрастут по меньшей мере в 5 раз, главным образом за счет новых месторождений.
Концепция сбалансированного развития, выдвинутая ООН в 1992 г., национальные минерально-сырьевые интересы многих стран и проблемы удовлетворительного минерально-сырьевого обеспечения потребностей человечества при росте жизненного уровня, как в развитых, так и в развивающихся странах, требуют глубокого анализа с целью достижения приемлемых компромиссов. Вместе с тем национальные минерально-сырьевые интересы стран, обладающих значительными минеральными ресурсами, в том числе и России, должны быть определяющими как при реализации концепции сбалансированного развития мира, так и при глобализации минерально-сырьевых баз.
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.
Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.
Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:
- литосферу;
- атмосферу:
- воду;
- животный мир.
Влияние на литосферу
Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.
В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:
- карьеры;
- отвалы;
- терриконы;
- овраги.
Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.
В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.
Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.
Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.
Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.
Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.
В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.
Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.
Добыча соли шахтным способом
Влияние на атмосферу
Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:
- метана,
- оксидов
- тяжелых металлов,
- серы,
- углерода.
Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.
Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.
Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.
Влияние на водную среду
В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м 3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м 3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:
Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек - образование депрессионных воронок;
- исчезновение родников;
- высыхание малых рек;
- исчезновение ручьев.
Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.
В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.
Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.
Влияние на животный и растительный мир
Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.
Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.
При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.
Видео: Загрязнение окружающей среды
