Экологические аспекты горнодобывающей промышленности открытым способом. Горнодобывающая промышленность и экология

При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.

Чем характеризуется добывающая отрасль?

В Российской Федерации широко развита добывающая отрасль, ведь на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, находящиеся в земных недрах, эффективно применяются, обеспечивая жизнедеятельность людей и производство.

Все полезные ископаемые можно разделить на три группы:

твердые , подразделяющиеся на: уголь, руды, нерудные материалы и др.;
жидкие , основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и нефть;
газообразные , к которым относится природный газ.

В зависимости от назначения производится добыча полезных ископаемых следующих видов:

рудных материалов (железных, марганцевых, медных, никелевых руд, бокситов, хромитов и благородных металлов);
строительных материалов (известняка, доломита, глины, песка, мрамора, гранита);
нерудных ресурсов (яшмы, агата, граната, корунда, алмазов, горного хрусталя);
горно-химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренной и калийной соли, серы, барита, бром- и йодсодержащих растворов;
топливно-энергетических материалов (нефти, газа, угля, торфа, горючих сланцев, урановых руд);
гидроминерального сырья (подземных пресных и минерализированных вод);
минеральных образований океана (рудоносных жил, пластов континентального шельфа и железомарганцевых включений);
минеральных ресурсов морской воды.

На долю российской добывающей промышленности приходится четверть мирового объема добычи газа, 17% добываемой в мире нефти, 15% – каменного угля, 14% – железной руды.

Предприятия добывающей промышленности стали крупнейшими источниками загрязнения природной среды. Вещества, которые выбрасываются горнодобывающим комплексом, оказывают губительное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия добывающей и перерабатывающей промышленностей стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.

Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?

Масштабы развития добывающей отрасли поражают: при пересчете объемов добычи сырья на одного жителя планеты получится примерно 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть из этого количества приходится на конечные продукты, а все остальное является отходами. Развитие горнодобывающего комплекса неминуемо ведет к негативным последствиям, основными из которых являются:

истощение сырьевых ресурсов;
загрязнение окружающей среды;
нарушение естественных процессов.

Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Можно посмотреть на отдельных примерах на то, как влияют на окружающую среду различные виды добывающих производств.

На месторождениях ртути происходит нарушение ландшафта, образуются отвалы. При этом происходит рассеивание ртути, являющейся токсичным веществом, губительно влияющей на все живое. Аналогичная проблема возникает на разработке залежей сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, загрязняющих атмосферу.

При добыче золота используются технологии для отделения благородного металла от минеральных примесей, сопровождающиеся выделением в атмосферу ядовитых компонентов. На отвалах месторождений руд урана наблюдается присутствие радиоактивного излучения.

Чем опасна добыча угля:

деформацией поверхности и углесодержащих пластов;
загрязнением воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
выбросом газа и пыли при выносе пустых пород на поверхность;
обмелением и исчезновением рек;
затоплением брошеных карьеров;
образованием депрессионных воронок;
обезвоживанием, засолением слоя почвы.

На территории, расположенной вблизи от рудника, происходит создание антропогенных форм (оврагов, карьеров, терриконов, отвалов) из отходов сырья, которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А стекающая с отвалов вода с токсическими веществами наносит вред всему живому на больших прилежащих площадях.

На месторождениях каменной соли происходит образование галитовых отходов, переносимых осадками в водоемы, служащие для снабжения жителей ближайших населенных пунктов питьевой водой. Вблизи разработок магнезитов происходит изменение кислотно-щелочного баланса почвы, приводящее к гибели растительности. Изменение химического состава почвы приводит к мутациям растений – изменению окраски, уродливости и т. д.

Происходит и загрязнение земель сельскохозяйственного назначения. При транспортировке полезных ископаемых пыль может разлетаться на большие расстояния и оседать на почве.

Со временем земная кора истощается, снижаются запасы сырья, падает содержание полезных ископаемых. Вследствие этого возрастают объемы добычи и количество отходов. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является создание искусственных аналогов природных материалов.

Защита литосферы

Одним из методов, позволяющих защитить земную поверхность от губительного воздействия горнодобывающих предприятий, является рекультивация земли. Частично решить экологическую проблему можно с помощью заполнения отходами разработок образовавшихся выемок.

Поскольку во многих породах содержится не один вид полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, производя добычу и переработку всех имеющихся в руде компонентов. Такой подход не только окажет положительное влияние на состояние окружающей среды, но и принесет немалый экономический эффект.

Как сохранить окружающую среду?

На современном этапе развития промышленных технологий необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей среды. В приоритете находится создание малоотходных или безотходных производств, способных значительно уменьшить губительное воздействие на экологию.

Мероприятия, помогающие решить проблему

При решении проблемы защиты окружающей среды важно использовать комплексные мероприятия: производственные, экономические, научно-технические, социальные.

Улучшить экологическую ситуацию можно с помощью:

более полного извлечения ископаемых из недр;
применения промышленностью попутного нефтяного газа;
комплексного использования всех компонентов пород;
мероприятий по очистке вод при подземных разработках;
применения шахтных сточных вод в технических целях;
использования отходов в других производствах.

Во время добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов необходимо использовать современные технологии, позволяющие сократить выбросы вредных веществ. Несмотря на затратность применения передовых разработок, вложения оправданы улучшением экологической ситуации.

заведующий кафедрой экологии и естествознания НФИ КемГУ, доктор технических наук, профессор

Майер В. Ф. ,

ассистент кафедры экологии и естествознания НФИ КемГУ.

По данным , угольные шахты и разрезы Кузбасса добывают более 40 % угля в России, из которых 60 % приходится на долю коксующихся марок. В шахты подается 360 млн. м 3 воздуха в год и откачивается более 200 млн. т воды, на разрезах перемещается в отвалы 300-350 млн. т. горных пород. Общая площадь депрессионных воронок в регионе достигает 2 тыс. км, ежегодно под угольные разработки отторгается около 1,5 тыс. га, площадь нарушенных земель увеличивается на 65,5 тыс. га. Под промышленными отвалами, золошламонакопителями, шламохранилищами, хвостохранилищами и свалками бытовых отходов занято в области 40 тыс. га. Площадь земель по ликвидируемым шахтам составляет 11066,9 га, в том числе застроенная - 1385,9 га, нарушенная - 4971 га. Площадь, подлежащая рекультивации - 4938,5 га, рекультивировано после реструктуризации угольной промышленности Кузбасса 157,4 га.

В атмосферу угольными шахтами и разрезами выбрасываются от 1,5 до 2 млрд. м 3 метана, сбрасывается во внешние водоемы 34,4 % всех взвешенных веществ и 10 % нефтепродуктов, содержание которых достигает 40 мг/л, в том числе нитритов - до 0,6 мг/л, нитратов - до 4 мг/л.

Снижение угледобычи в Кузбассе со 159 млн. тонн (1988 г.) до 102,7 млн. тонн (2000 г.) не решает экологических проблем угольной промышленности, они стали более актуальными в связи с ликвидацией убыточных и нерентабельных шахт, разрезов и обогатительных фабрик.

При ведении горных работ разрушается гидрогеологическая среда, а выдача на поверхность огромной массы горных пород (по Кузбассу более 8 млрд. м 3) приводит к оседанию земной поверхности, образованию депрессионных воронок и разрушению сложившихся биоценозов.

Вследствие выветривания горных пород в атмосферу попадает большой спектр загрязняющих веществ, перенос на значительное расстояние переводит локальные загрязнения окружающей среды в региональные. Угледобывающий комплекс оказывает большое воздействие на гидросферу, что проявляется в изменении водного режима территории (подтопление или чаще всего иссушение), загрязнении грунтовых и сточных вод.

Осушение почв в результате откачки водопритоков в зоне горных работ с последующим сбросом подземных вод за пределы горного отвода шахты приводит к разрушению экологического равновесия растительного и животного мира.

Экологические последствия производственной деятельности горнодобывающих предприятий непосредственно в угольных регионах зависят от технологических, горно-геологических, природо-климатических факторов и проявляются в различных сочетаниях негативных изменений природных комплексов (биогеоценозов) и ландшафтов. Они определяют основные экологические проблемы для каждого региона конкретно.

В настоящее время выделяются следующие основные проблемы в области охраны окружающей среды :

охрана водных ресурсов: очистка сточных вод от нефтепродуктов, минеральных солей, в том числе сульфатов, бактериальных загрязнений;
охрана атмосферного воздуха: очистка от газообразных выбросов, главным образом от диоксида серы, оксидов азота и метанов, разработка технологий сжигания высокозольных и высокосернистых углей и шламов;
восстановление нарушенных земель: снижение землеемкости горных работ, рекультивация глубоких карьерных выработок и отвалов большого объема, разработка бактериальных препаратов для ускоренной рекультивации породных отвалов;
использование твердых отходов: расширение объемов применения твердых отходов в качестве минеральных вяжущих и строительных материалов, органоминеральных удобрений и других продуктов.

С учетом специфики требований времени природоохранная деятельность в угольной промышленности ориентируется на:

профилактическую деятельность (предупреждение возникновения негативных воздействий промышленного производства на окружающую среду путем защиты ее объектов);
восстановление объектов природной среды, нарушенных антропогенным (техногенным) воздействием;
консервацию, сохранение уникальных природных объектов (ландшафтов, геологических образований, рек, озер, лесных и других природных комплексов), имеющих народнохозяйственное, эстетическое и познавательное значение для человека.

Изменить к лучшему сложившуюся ситуацию можно путем детального анализа положения дел, поиска и реализации эффективных решений в области охраны окружающей среды.

Детальный анализ должен базироваться на результатах комплексного мониторинга отрицательных техногенных воздействий и их последствий, в том числе прогнозируемых, который должен выдавать достоверную информацию для анализа, содержать динамические ряды измеряемых параметров с большим числом измерений к небольшой периодичности.

Поиск эффективных решений должен опираться на обширную базу данных в области природоохранных и природозащитных мероприятий, безопасных технологий добычи, транспортировки и обогащения угля.

Организация детального анализа должна сочетать в себе мониторинг рабочих мест, источников выбросов, промплощадки, селитебной зоны, водных ресурсов, территорий и объектов, опасных в плане деформации почв. Комплексный подход имеет существенные преимущества в сравнении с традиционным, в котором системы безопасности и экомониторинга разделены .

Вредные техногенные воздействия возникают именно на рабочих местах и в дальнейшем распространяются в окружающую природную среду. Примерами этому являются метан, пыль, оксид углерода в составе вентиляционных выбросов из шахты, пыль и другие вредные выбросы в атмосферу при взрывных работах в забое разреза, пыление при погрузочных, транспортных работах и складировании, горение породных отвалов и т. д.

Многие компоненты должны контролироваться в одинаковой степени на рабочих местах, в выбросах или атмосфере селитебных территорий, что позволяет унифицировать конструкторские и проектные решения при создании набора технических средств мониторинга.

Накопление в единой базе данных информации об отрицательных техногенных воздействиях позволяет усовершенствовать её анализ, повысить достоверность результатов, улучшить прогнозирование неблагоприятных последствий.

Создание единой базы природоохранных мероприятий повышает эффективность природоохранных мер путем подавления отрицательных техногенных воздействий в местах их возникновения и ликвидации их проявления в окружающей среде.

Улучшение экологической обстановки может быть достигнуто при стабилизации экономического развития страны и системного подхода к вопросам экологии, выражающегося в устойчивом развитии промышленности без выхода за пределы несущей способности окружающей среды, при этом развитие предприятий, должно базироваться на экономической, экологической и правовой основах.

Решающая роль в улучшении экологической обстановки в угледобывающих регионах принадлежит действующим предприятиям, особенно, расположенным в районах с высокой концентрацией производства, где сложился ряд негативных тенденций:

моральное старение и физический износ основного технологического оборудования и природоохранных объектов, медленное их обновление, что приводит к усилению негативного воздействия на окружающую среду;
низкий уровень инвестиций в строительство природоохранных объектов в общем объеме капиталовложений отрасли (составляет менее 0,3 %) и, как следствие, малые объемы строительства водоочистных сооружений, пылегазоулавливающих установок и других природоохранных объектов;
ослабление внимания к охране окружающей среды со стороны руководителей предприятий, акционерных обществ, сокращение объемов и эффективности природоохранных работ;
низкая эффективность действующей системы платежей за загрязнение окружающей среды, не стимулирующая природоохранную деятельность, отсутствие экономических методов управления природоохранной деятельностью;
рост размеров платежей за загрязнение окружающей среды и общих экологических издержек производства при снижении объемов добычи угля;
невостребованность имеющихся научно-технических разработок, отсутствие стимулов и механизма внедрения их в производство;
отсутствие в отрасли четко действующей системы непрерывного экологического образования и переподготовки кадров.

Недостаток финансирования работ по охране окружающей среды, низкая оценка ущерба природе, и использования природных ресурсов ведут к их нерациональному использованию, а компенсация за ущерб не покрывает издержки на рекультивацию земель и защиту окружающей среды. Поэтому на ряду с системным мониторингом возникает необходимость разработки методики количественной оценки эффективности природопользования и возмещения ущерба окружающей среде.

Переход от административно-командной системы к рыночной экономике приводит к изменению экологической политики, принципов, приемов и методов природопользования, меняется система отношений использования отходов.

Основными принципами государственной и региональной экологической политики в регионе являются :

охрана здоровья человека, поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды и сохранение биологического разнообразия;
научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества в целях обеспечения устойчивого развития;
использование новейших научно-технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий;
комплексная переработка материально-сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов;
использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами в целях уменьшения их количества и вовлечения в хозяйственный оборот;
доступ к информации в соответствии с законодательством Российской Федерации;
участие в международном сотрудничестве Российской Федерации в области обращения с отходами.

Анализ приоритетов проблем с точки зрения рационального использования, восстановления и охраны природных ресурсов показал их ранг, который заключается для Кемеровской области в следующем:

Использование вторичных ресурсов
Рациональное использование основного регионального природного ресурса - угля и попутных ресурсов (метана, попутных вод и т. д.)
Рациональное использование воды
Рациональное использование земли
Восстановление и охрана водных ресурсов
Снижение потребления природных ресурсов
Восстановление загрязненных и нарушенных земель
Рациональное использование, восстановление и охрана биологических ресурсов
Повышение качества водных ресурсов
Снижение воздействий на природные ресурсы отходов производства и потребления
Снижение последствий техногенных воздействий на природные ресурсы действующих производств, закрытых угольных шахт и разрезов
Получение энергии из альтернативных источников

Следует отметить, что в угольной промышленности существует большой ряд невостребованных ресурсосберегающих технологий и способов добычи угля с минимальными воздействиями на окружающую среду, а также способов и средств защиты атмосферы, водной среды, горных и земельных отводов, которые необходимо положить в основу пересмотра природоохранной деятельности горнодобывающих и перерабатывающих предприятий угольной промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

Лермонтов Ю. С., Мурзиш B. C. Пути решения экономических проблем, связанных с ликвидацией угледобывающих предприятий Кузбасса // ТЭК и ресурсы Кузбасса. - 2000 (№3). - С. 114-118.
Бубнова К. Д. Эколого-экономические проблемы ликвидации угольных предприятий // Уголь. - 2001 (№7). - С. 58-60.
Смирнов A. M. Организация мониторинга отрицательных техногенных воздействий предприятий угольной промышленности // Уголь. - 2001 (№7). - С. 52-54.
Концептуальные основы экологии в угольной промышленности на 2000-2002 годы / Ю. В. Каплунов, С. Л. Климов, А. П. Красавин, А. А. Ха-рионовский // Уголь. - 2000 (№1). - С. 68-72.
Ястребова О. А. О принципах государственной политики в области обращения с промышленными отходами. // Уголь. - 2000 (№3). - С. 59-60.

Количество слайдов: 19

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_0.jpg" alt=">Экологические проблемы добывающей промышленности">

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_1.jpg" alt=">ДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ - комплекс отраслей, занимающихся добычей полезных ископаемых. Это важнейшая отрасль начального этапа,"> ДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ - комплекс отраслей, занимающихся добычей полезных ископаемых. Это важнейшая отрасль начального этапа, включает добычу полезных ископаемых– горючих, рудных и нерудных.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_2.jpg" alt=">Добыча полезных ископаемых может вестись: - открытым способом с земной поверхности при"> Добыча полезных ископаемых может вестись: - открытым способом с земной поверхности при неглубоком залегании; - подземным способом при глубоком залегании путем проходки шахт, штолен, а для жидких и газообразных полезных ископаемых - буровых скважин.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_3.jpg" alt=">Воздействие добывающей промышленности на ОС может быть существенно и длительно. Воздействие на"> Воздействие добывающей промышленности на ОС может быть существенно и длительно. Воздействие на ОС при добычи полезных ископаемых становится важной проблемой для промышленности и занятых в ней трудовых ресурсов.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_4.jpg" alt=">Добывающая промышленность наиболее отрицательно воздействует на земельные (почвенные) ресурсы, да и шире – на"> Добывающая промышленность наиболее отрицательно воздействует на земельные (почвенные) ресурсы, да и шире – на литосферу. Также она влияет на водную оболочку и атмосферу, а следовательно, на весь природный комплекс. Проявляется такое воздействие в разных формах: в нарушении земель в результате оседания поверхности; в загрязнении почв и горных пород, в изменении режима поверхностных и подземных вод и их химического состава; в запылении атмосферы.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_5.jpg" alt=">Отдельные подотрасли добывающей промышленности имеют свою специфику. Суммарный экологический ущерб от открытого способа добычи"> Отдельные подотрасли добывающей промышленности имеют свою специфику. Суммарный экологический ущерб от открытого способа добычи примерно в 10 раз больше, чем от подземного. К этому нужно добавить, что морская добыча нефти и газа на шельфе почти неизбежно приводит к загрязнению морских вод. Подземный (шахтный) способ добычи и скважинный способ с применением подземного выщелачивания в наибольшей мере сказываются на оседании земной поверхности. Открытый (карьерный) способ ведет к изъятию земель и изменению водного режима, а также химического состава вод, к заболачиванию, образованию оползней, да и к загрязнению воздуха.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_6.jpg" alt=">Воздействие добывающей промышленности непосредственно на поверхность Земли идет по двум направлениям: Во-первых,"> Воздействие добывающей промышленности непосредственно на поверхность Земли идет по двум направлениям: Во-первых, это изъятие из земной коры все больших объемов полезных ископаемых. Во-вторых, это возвращение в литосферу огромной, причем все время возрастающей массы твердых отходов, измеряемой уже десятками и сотнями миллионов тонн в год.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_7.jpg" alt=">Распределение массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по стационарным источникам с учетом отнесения"> Распределение массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по стационарным источникам с учетом отнесения к видам экономической деятельности в 2010 году, КО

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_8.jpg" alt=">Наибольший вклад в загрязнения атмосферного воздуха от добывающих производств вносят предприятия, занимающиеся добычей сырой"> Наибольший вклад в загрязнения атмосферного воздуха от добывающих производств вносят предприятия, занимающиеся добычей сырой нефти и нефтяного (попутного) газа.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_9.jpg" alt=">Динамика выбросов">

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_10.jpg" alt=">Объемы сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы, млн. м3">

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_11.jpg" alt=">Объемы образования отходов, млн. т">

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_12.jpg" alt=">На территории области выявлены полезные ископаемые уголь (каменный, бурый) и горючие сланцы; "> На территории области выявлены полезные ископаемые уголь (каменный, бурый) и горючие сланцы; чёрные металлы - руда (железная, марганцевая); цветные и благородные металлы - руда (серебро, ртуть, свинец, цинк, медь, барит, бокситы, нефелиновые руды); нерудное сырьё для металлургии (кварциты, пески формовочные, глины огнеупорные и тугоплавкие, известняки флюсовые, доломиты); нерудные полезные ископаемые (тальк, фосфоритовые руды, диабазы, цеолиты); строительное сырьё (15 наименований).

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_13.jpg" alt=">Угольная промышленность вносит основной вклад в загрязнение ОС КО: "> Угольная промышленность вносит основной вклад в загрязнение ОС КО: Загрязнение атмосферного воздуха происходит в процессе угледобычи на угольных разрезах и шахтах, при транспортировке угля, а также при переработке его на углеобогатительных фабриках.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_14.jpg" alt=">Шахтный способ добычи: Основные источники загрязнения атмосферного воздуха при добыче угля в шахтах -"> Шахтный способ добычи: Основные источники загрязнения атмосферного воздуха при добыче угля в шахтах - отвалы пустой породы, угольные склады и главные вентиляционные стволы шахт. Большое количество породы со значительным содержанием угля из шахт приводит к самовозгоранию терриконов. Объем породы, выдаваемой из шахт и уложенной в террикон, составляет миллионы кубических метров. Температура горящих терриконов достигает 800°С снаружи и до 1500°С - внутри. Горение сопровождается выделением окиси углерода, сернистого газа и продуктов возгонки смолистых веществ. Следует иметь в виду, что большинство терриконов расположено вблизи жилых поселков.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_15.jpg" alt=">Карьерный способ добычи Один из основных источников пыле- и газообразования в карьерах - массовые"> Карьерный способ добычи Один из основных источников пыле- и газообразования в карьерах - массовые взрывы. При взрывных работах, в воздух выбрасывается пылегазовое облако на высоту 150 - 250 м, распространяемое затем по направлению ветра на значительные расстояния. Объем пылегазового облака составляет 15 - 20 млн. м3, а концентрация пыли в зависимости от различных причин изменяется от 680 до 4250 мг/м3. После каждого взрыва в атмосферу выбрасывается до 200 т пыли, а также газы - в основном окись углерода и окислы азота. Характерная особенность угольных карьеров - пылеобразование вызывается не только производственными процессами, но и естественным выветриванием пород, эрозией почвенного слоя с нарушенным растительным покровом. Пыль, образующаяся в карьерах при различных операциях, - основное вещество, поступающее в атмосферу. В витающей пыли содержится около 9,0 - 11,7% свободной двуокиси кремния. По дисперсности большинство пылевых частиц (82,9 - 97,3%) имеют размер до 5 мк.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_16.jpg" alt=">В связи с ускоренным развитием открытого способа добычи угля и строительством мощных угольных карьеров"> В связи с ускоренным развитием открытого способа добычи угля и строительством мощных угольных карьеров особую важность приобретает их оценка как источников загрязнения воздуха. Было установлено, что воздух загрязняется более всего в зимнее время, что связано с ухудшением условий рассеивания выбросов. Вывод: таким образом, предприятия угольной промышленности загрязняют воздух пылью, сажей, окислами азота, окисью углерода, сернистым газом и фенолами. Эти предприятия иногда располагаются в зоне жилой застройки городов и поселков, как правило, не имеют необходимых санитарно-защитных зон и тем самым оказывают неблагоприятное влияние на санитарно-бытовые условия жизни населения.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_17.jpg" alt=">Защита земной поверхности от вредного влияния горных разработок осуществляется в двух основных направлениях. "> Защита земной поверхности от вредного влияния горных разработок осуществляется в двух основных направлениях. Уменьшении нарушений земной поверхности с помощью горнотехнических и специальных охранных мероприятий. Ликвидации отрицательных последствий горных работ путем восстановления (рекультивации) нарушенных земель. 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.

Src="https://present5.com/presentacii/20170505/13-dob_prom.ppt_images/13-dob_prom.ppt_18.jpg" alt=">Спасибо за внимание!!!">

Введение

В современных добывающих минеральные ресурсы технологиях преобладают первичные процессы разрушения, связанные с бурением, взрыванием, раскалыванием, измельчением, транспортированием горной массы, ее переработкой, обогащением. Эти процессы сопровождаются проявлениями горного давления, сдвижением горных пород, горными ударами, внезапными выбросами газа, пыли, эндогенными и экзогенными пожарами и т.д. Нередко некоторые из них приобретают значительный объем, особенно опасны для работающих взрывы газа и пыли в угольных шахтах.

1. Водоподготовка в горнодобывающей промышленности

В мировой горнодобывающей промышленности все большую значимость приобретает подготовка воды и переработка сточных вод. Нехватка воды и ужесточение правил природопользования значительно изменили подходы к управлению водными ресурсами на добывающих предприятиях.

Для возможности ее повторного использования (в качестве технической воды или для восполнения дефицита воды в засушливых районах), улучшать коэффициент водопотребления и меньше зависеть от ограничений внешнего водоснабжения.

1 Рациональное использование воды. Способы повышения эффективности водопотребления и нормы

Горнодобывающие предприятия используют огромное количество воды. Нередко всего лишь один золотодобывающий прииск расходует на технологические операции сотни кубометров воды каждый час. Сточные воды такого объема могут представлять серьезную опасность для окружающей среды и населения. Неудивительно, что вода обходится горнодобывающим предприятиям во всем мире более, чем в 7 миллиардов долларов в год.

В наибольшей степени это объясняется ужесточением норм по рациональному использованию водных ресурсов в данной отрасли и одновременным усилением контроля за их соблюдением. Новые нормы устанавливают ограничения по каждой составляющей выбросов, максимальные дневные нагрузки. Особое внимание уделяется защите здоровья людей, водной флоры и фауны.

Типичные задачи и способы их решения

Поиск и использование альтернативных источников например:

Использование промышленных сточных вод

Использование очищенных коммунально-бытовых сточных вод

Использование морской и слабоминерализованной воды

Использование поверхностных вод

Минимизация использования привозной воды

Инвестиции горнодобывающего предприятия в технологии обработки воды должны с запасом на будущее обеспечивать решение проблем соблюдения требований к сточным водам, в том числе в условиях значительных колебаний или возможных изменений качества исходной/шахтной воды.

2 Источники воды горнодобывающего предприятия

Поверхностные воды (озера, реки, моря и т. д.).

Подземные воды или ключи.

Муниципальная вода (в городах).

Сточные воды после вторичной очистки (после установок биологической очистки).

Вода из водоема или шахты (может включать поверхностные стоки, ливневые воды, проникшую в шахту воду, подземные воды, отводимую шахтную воду или воду из водопонижающих скважин).

Хранилища отходов/отвалы.

В зависимости от источника воды и участка ее использования в производстве содержащиеся в ней загрязнения могут отрицательно влиять на производственные процессы (состояние оборудования и эффективность производства), на здоровье персонала и других людей, на состояние окружающей среды.

1.3 Технологии обработки воды в горнодобывающей промышленности

Работа горнодобывающего предприятия, требуемые технологии очистки и возможность использования воды в качестве питьевой зависят от качества воды, поступающей на предприятие из внешних источников.

Для защиты оборудования (насосов, форсунок, охладителей, оборудования для длинного забоя) необходимо ограничивать в используемой в технологических процессах воде содержание механических примесей (TSS). Для некоторых применений необходимо также снижать общую минерализацию (TDS) или удельную электрическую проводимость.

Вода из внешних источников, используемая на предприятии в качестве питьевой, в том числе и на удаленных участках работы, должна очищаться от механических примесей и микроорганизмов до уровня соответствия действующим нормам.

Воду для производственных процессов можно получить, переработав для повторного использования сточную воду или отводимую шахтную воду. Для получения технологической воды могут использоваться также альтернативные источники, например, переработанные предварительно очищенные городские сточные воды, очищенные поверхностные или подземные воды. Так воду из этих источников можно использовать в технологиях регенерации руд или обогащения полезных ископаемых, в качестве подпиточной воды котлов или в градирнях.

Воды пластовые, проникшие в шахту, из водопонижающих скважин, отводимые из шахт, жидкие отходы или минерализованные технологические воды можно переработать для повторного использования или слива. Такая обработка должна обеспечить соблюдение действующих локальных норм, определяющих состав воды, сбрасываемой в поверхностные источники или закачиваемой в водоносные горизонты.

2. Необходимость оценки и прогноза степени воздействия деятельности горнодобывающих предприятий на окружающую среду (водные ресурсы)

К сожалению, на современном этапе общественного развития горнодобывающая деятельность относится к одним из самых влияющих на состояние природной среды занятий человечества.

Введенные или планируемые к вводу в эксплуатацию горнодобывающие предприятия, с экологической точки зрения, являются существенными источниками нарушения и загрязнения всех элементов биосферы. Поэтому оценка и прогноз степени их воздействия на окружающую среду являются весьма актуальными и необходимыми, поскольку позволяют заранее разработать эффективные природоохранные мероприятия, чтобы не нанести непоправимый ущерб экологии. Поскольку человечество на сегодняшний день не может обойтись без добычи и переработки полезных ископаемых в больших объёмах, то задачей горной экологии является максимальное снижение воздействия процессов их добычи на окружающую среду, что имеет важное значение для обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Дело в том, что при добыче полезных ископаемых негативному воздействию подвергаются практически все составляющие экосистемы: рельеф, атмосфера, поверхностные и подземные воды, почвенно-растительный покров, животный мир. Во многих случаях в результате интенсивных добычных разработок и переработки горных пород на месте некогда девственного природного ландшафта остается техногенный рельеф.

Наиболее наглядно возможные виды и масштабы различных видов воздействия горнодобывающей деятельности на экосистему можно проследить на примере открытой и подземной разработки угольных месторождений (табл. 1).

Масштабы воздействия на окружающую среду при различных способах разработки угольных месторождений Карагандинского и Экибастузского бассейнов в Казахстане

Изменяемая среда и характер негативного проявления техногенного воздействияМасштабы воздействия при различных способах разработкипри открытомпри подземном123Гидросфера: Изменение гидрогеологического режимаМожет проявиться как в локальном, так и в региональном масштабеПроявляется в локальном масштабеИзменение гидрологического режимаТо жеТо жеИзменения химического и микроэлементного состава поверхностных и подземных водМогут быть значительными. Превышение норм по некоторым показателям может достигать сотни ПДКВлияние незначительноеИзменения гидробиологического состава поверхностных водМогут быть значительнымиТо жеАтмосфера: Загрязнение пылегазовой смесьюСодержание пыли в рабочей зоне без средств пылеподавления составляет значительную величинуВ рабочей зоне горных комбайнов без средств пылеподавления превышение ПДК может достигать очень большой величиныУхудшение условий труда горнорабочих вызывающее различные пневмокониозы (силикоз, антрокоз, пылевой бронхит и т.д.)Превышение границы горного отвода многократноеРассеивание локальноеЛитосфера: Полное снятие, механическое разрушение различной степени, деградация почвенного покрова.В пределах горного отвода, в некоторых случаях на близлежащих к карьерам территорияхВ пределах горного отводаИзменение химического и микроэлементного состава почв и угнетение работы почвенных микроорганизмов.На значительной площади, превышающей в десятки раз размеры горного отводаВ основном ограничивается пределами горного отводаАктивизация криогенных процессов (эрозия солифлюкция, пучение, оползни и т.д.)В пределах горного отвода, в некоторых случаях на близлежащих к карьерам территорияхВ пределах горного отводаОтчуждение дополнительных площадей для размещения отходов производства (отвалы пустых пород, металлолом, отработанные шины карьерных авто самосвалов и т.д.)Площади, сопоставимые с размерами карьера, захламление территории внутри горного отвода, расширение зоны воздействия из-за пиления отвалов, попадания продуктов эрозии отвалов в поверхностные водотокиНезначительный объем отходов. Отвалы пустых пород занимают незначительную площадь в пределах горного отводаБиосфера: Полное снятие, механическое разрушение различной степени деградация растительного покроваВ пределах горного отвода, в некоторых случаях на близлежащих к карьерам территорияхВ пределах горного отводаИзменение питания условий произрастания растительностиНа значительной площади, превышающей в десятки раз размеры горного отводаВ основном ограничивается пределами горного отвода Изменения микроэлементного состава тканей растенийТо жеТо жеИзменения условий жизнеобитания животных»»Примечание - составлена автором на основе анализа эколого-экономической деятельности шахт и разрезов двух самых крупных угольных бассейнов республики

Как следует из анализа представленных данных, подземная разработка угольных месторождений по влиянию на все компоненты природной среды многократно выгоднее открытого способа добычи угля. Максимальные выбросы в атмосферу, сбросы загрязнителей в поверхностные воды, значительные изменения рельефа местности, образования огромных объемов отходов производства (отвалы пустых пород, хвостохранилища, металлом, отработанные шины и т.д.) наиболее характерны именно для открытых горных разработок.

Важно отметить и то, что и при ликвидации предприятия потребуется значительный объем дополнительных мероприятий по рекультивации карьеров, отвалов пустых пород, без которых воздействие на природную среду не прекратится долгие годы.

1 Загрязняющее действие деятельности горных предприятий на водные объекты

Одним из видов воздействий горного производства на окружающую среду при добыче полезных ископаемых является загрязнение водных объектов (реки, озера, водоемы, подземные водоносные горизонты).

Водные ресурсы имеют большое значение для процессов горно-металлургического производства. В процессе добычи сырья и производства металлов требуются значительные объемы воды для обработки и охлаждения. Кроме того, вода представляет собой отходы производства во многих процессах горной добычи, а это поднимает вопросы качества воды для территорий в окрестностях добычи. Нельзя недооценивать тот факт, что отсутствие необходимого объема воды может представлять потенциальную угрозу для производства в цепочке энергопоставок.

Как показывает хозяйственная практика, сточные воды предприятий горно-металлургического комплекса (ГМК) загрязнены минеральными веществами, флотореагентами, большинство которых токсично, солями тяжелых металлов, мышьяком, фтором, ртутью, сурьмой, сульфатами, хлоридами и т.д. Так, в водоемах, подверженных сбросам от предприятий ГМК, наблюдается до 10 ПДК превышения содержания меди, до 6 ПДК - сульфатов и других загрязняющих веществ.

Водоемкость продукции ГМК предполагает эффективность использования водных ресурсов, отражающих объем воды, затраченной для получения единицы металлургической продукции.

Хозяйственная деятельность предприятий угольной промышленности показывает, что на шахтах и разрезах основным загрязнителем являются взвешенные угольно-породные частицы, которые, попадая в водные объекты, вместе со сточной водой уменьшают прозрачность воды, заливают дно и берега, приводят к заболачиванию, уменьшению объема водохранилищ и нарушению в них биологического равновесия. Как следствие, постепенно вымирает рыба и все живое. Этот вид загрязнения особенно характерен для Карагандинского угольного бассейна.

Загрязнение подземных водных горизонтов обычно происходит из-за несовершенства горного производства и связано с тем, что часть загрязненных шахтных или карьерных вод мигрирует в нарушенный горный массив и приносит загрязняющие элементы в подземные воды. Нередко сюда попадает и часть поверхностных стоков. Вынесенные с территории предприятия в открытую гидрографическую сеть техногенные загрязнения в составе подпитывающих вод могут попасть в грунтовые воды и далее распространиться по всему геологическому разрезу.

К сточным водам угольных предприятий относятся и воды поверхностного стока с отвалов шахт, разрезов и обогатительных фабрик, транспортных коммуникаций и других объектов, которые находятся в пределах горного отвода. Как показывает анализ деятельности угледобывающих предприятий, действенная мера по ограничению их вредного влияния на водные объекты - проведение мероприятий по сокращению притоков воды в горные выработки шахт и разрезов, позволяющие не только снизить объемы сточных вод и затраты на их транспортировку и очистку, но и сохранить естественные запасы и качественный состав подземных вод.

2.2 Приоритетные направления уменьшения (ликвидации) вредного воздействия горнодобывающих предприятий на водные ресурсы

Для сохранения и улучшения качества компонентов окружающей среды и защиты здоровья людей хозяйствующие субъекты должны постоянно анализировать и оценивать свою систему управления окружающей средой, чтобы выявить возможности ее улучшения для достижения максимальной экологической эффективности . Решение этой проблемы невозможно без получения объективных данных по фактическому состоянию компонентов окружающей среды в зоне влияния производственной деятельности хозяйствующего субъекта (предприятие по добыче и переработке полезного ископаемого) в динамике.

Таким образом, главной задачей производственного экологического контроля является надзор за соблюдением установленных нормативов выброса загрязняющих веществ в атмосферу, сброса со сточными водами в гидросферу, размещения отходов производства и потребления и за изменением качества компонентов окружающей среды во времени. Как правило, его проводят на основе разработанной и согласованной в установленном порядке программы, в которой устанавливают обязательный перечень точек контроля и параметров, отслеживаемых при проведении контроля, периодичность, продолжительность и частоту их определения, используемые инструментальные или расчетные методы.

По данным исследований, производственный экологический контроль должен включать следующие основные разделы:

операционный мониторинг, то есть контроль соблюдения параметров технологических процессов, являющихся источниками поступления в окружающую среду загрязняющих веществ;

мониторинг эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду, заключающийся в определении количества и состава выбросов в атмосферу, сбросов в гидросферу, отходов производства и потребления;

мониторинг внутренней проверки соблюдения экологических требований, задачей которого является анализ результатов проведения производственного экологического контроля и соответствия состояния компонентов окружающей среды нормативным требованиям, а в случае превышения нормативов - разработка мероприятий по обеспечению экологических требований;

мониторинг действий в нештатных ситуациях.

Проведение производственного экологического контроля позволяет получать информацию о влиянии функционирования объекта на окружающую среду. Эта информация является основой для принятия решений в отношении экологической политики природопользователя с целью повышения производственной и экологической эффективности системы управления окружающей средой.

В дальнейшем очевидной представляется необходимость в ужесточении экологических требований к нарушителям природоохранного законодательства в нефте- и горнодобывающем комплексах, в металлургической и химической промышленности с применением соответствующих санкций в отношении компаний-нарушителей. Напротив, поддержка компаний, следующих в своей деятельности инновационной природосберегающей стратегии и политике, должна заключаться в их поддержке с включением проектов в список претендентов на финансирование из Национального инновационного фонда (НИФ), среди которых должны быть и природосберегающие инновации казахстанских ученых, как и венчурные экологические проекты.

Ужесточение экономических санкций в отношении предприятий-загрязнителей должно быть пропорционально масштабам загрязнений - объемов выбросов и сбросов. Тогда как стимулом для предприятий-загрязнителей, приступивших к снижению их объемов, а также по факту освоения технологий природосбережения, подтвержденного расчетами и первыми их результатами, может быть их отмена.

Предприятиям с высоким потенциалом природосберегающих технологий, планомерно их осваивающих и заимствующих трансфертные технологии природосбережения, должна предоставляться денежная компенсация, частично или полностью покрывающая затраты, в соответствии с полученным эффектом, а также премии разработчикам и исполнителям за создание и освоение новых технологий по результатам инновационных проектов. Предоставление 20%-й скидки по корпоративному налогу и НДС на объем реализованной продукции необходимо в отношении наукоемких эколого-ориентированных фирм, производящих природосберегающую технику и оборудование. Может быть использована и система ускоренного возмещения капиталовложений, включая сокращение норм и сроков амортизации нового природосберегающего оборудования предприятий.

Заключение

В будущем горнодобывающие предприятия, деятельность которых тесно связана с воздействием на окружающую среду, обязаны проводить организационно-хозяйственные, технические и иные мероприятия для обеспечения соблюдения нормативов качества компонентов окружающей среды (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва) в соответствии с экологическими и санитарно-гигиеническими нормами и правилами.

Согласно Экологическому кодексу Республики Казахстан (РК), субъекты, осуществляющие специальное природопользование, обязаны осуществлять производственный экологический контроль, формировать и представлять в уполномоченные органы в области охраны окружающей среды ежеквартальные и годовые отчеты по результатам производственного экологического контроля в соответствии с требованиями, установленными Министерством охраны окружающей среды РК.

Для сохранения и улучшения качества компонентов окружающей среды и защиты здоровья людей хозяйствующие субъекты должны постоянно анализировать и оценивать свою систему управления окружающей средой, чтобы выявить возможности ее улучшения для достижения максимальной экологической эффективности. Решение этой проблемы невозможно без получения объективных данных по фактическому состоянию компонентов окружающей среды в зоне влияния производственной деятельности хозяйствующего субъекта (предприятие по добыче и переработке полезного ископаемого) в динамике.

Список использованной литературы

водоподготовка горнодобывающий загрязняющий

1. Алшанов Р.А. Казахстан на мировом минерально-сырьевом рынке: проблемы и их решение. - Алматы: ТОО «Print - S», 2004. - 220 с.

Каренов Р.С. Приоритеты стратегии индустриально-инновационного развития горнодобывающей промышленности Казахстана. - Астана: Издательство КазУЭФМТ, 2010. - 539 с.

Каренов Р.С. Эколого-экономическая и социальная эффективность геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. - Караганда: Издательство КарГУ, 2011. - 366 с

Галиев С., Жумабекова С. Анализ потребления ресурсов на предприятиях горно-металлургического комплекса Республики Казахстан // Промышленность Казахстана. - 2011. - №4 (67). - С. 38 - 43.

Выявлены основные экологические проблемы и отходы, влияющие на окружающую природную среду и человека, от деятельности урановой горнодобывающей промышленности. Рассмотрены основные вещества, загрязняющие воздушный бассейн, подземные воды рудовмещающих горизонтов, а также входящие в состав терриконов поднятой на поверхность породы при традиционных способах добычи и переработки урановых руд и их влияние на человека. Определены задачи для обеспечении развития уранодобывающих производств. В связи с длительностью цикла развития горных предприятий от разведки до добычи, который составляет порядка 20 лет, уже в ближайшее время уранодобывающие компании должны сконцентрировать свое внимание на обеспечении будущего развития уранодобывающих производств, для чего в первую очередь необходимо сформулировать и решить основные задачи, связанные с внедрением современных технологий

горнодобывающая промышленность

загрязняющие вещества

отвалы урановых рудников

подземные воды

атмосфера

1. Бубнов В.К. Извлечение металлов из замагазинированной руды в блоках подземного и штабелях кучного выщелачивания / В.К. Бубнов, А.М. Капканщиков, Э.К. Спирин – Целиноград: Жана-Арка, 1992 – 307 с.

2. Бубнов В.К. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. / В.К. Бубнов, А.М. Капканщиков, Э.К. Спирин – М.: Акмола, 1992 – 522 с.

3. Заболоцкий К.А. Оптимальный комплекс гидрогеологических и геоэкологических исследований месторождений металлов в корах выветривания применительно к отработке их способом подземного выщелачивания: автореф. дис. ... канд. – Екантеринбург: УГГУ, 2008 – 91 с.

4. Мамилов В.А. Добыча урана методом подземного выщелачивания. – М.: Атомиздат, 1980 – 248 с.

5. Ташлыков О.Л. Организация и технология ядерной энергетики. – М.: Энергоатомизд, 1995 – 327 с.

6. Титаева Н.А. Геохимия изотопов радиоактивных элементов (U, Th, Ra): автореф. дис. ... д-ра. – М.: МГУ, 2002. – 23 с.

7. Чесноков Н.И., Петросов А.А. Системы разработки месторождений урановых руд. – М.: Атомиздат, 1972 – 22 с.

Традиционные способы добычи минерального сырья и его обогащение характеризуются большим объемом отходов. Отходы, размещаемые на значительных территориях, а также сточные воды обогатительных фабрик и шахтные стоки вызывают нарушения и негативные последствия во всех компонентах биосферы - загрязняются воздушный и водный бассейны, в результате чего деградируют земельные ресурсы, исчезают многие виды флоры и фауны. В ходе анализа ряда источников выявились основные экологические проблемы и аспекты, влияющие на окружающую природную среду и человека, как его составляющую .

От деятельности урановой горно-добывающей промышленности в первую очередь страдают работники предприятий (шахтёры, операторы оборудования и т.п.), а во вторую - жители окрестных населённых пунктов и природа.

Оно включает:

● загрязнение шахтных вод ураном и другими радионуклидами;

● слив сточных вод в грунтовые воды;

● смыв дождями радионуклидов с загрязнённых территорий и разнос их по окружающей среде;

● поступление радона из шахт, отвалов отработанной породы и хвостохранилищ;

● выщелачивание радионуклидов из хвостов с последующим стоком их в природные воды;

● эрозию систем хвостохранилищ с рассеянием токсинов ветром и водой;

● загрязнение подземных и поверхностных вод ядовитыми нерадиоактивными веществами, такими как тяжелые металлы и реагенты, используемые при переработке руды.

Трассером уранового загрязнения может быть изотопное отношение 234 U/238 U, которое в рудах и рудных остатках близко к равновесному значению, а в поверхностных грунтовых водах существенно превышает его величину .

В Европе урановая руда добывалась либо в открытых карьерах, либо в подземных шахтах. При этом с пользой использовано только 0,1 % руды, всё остальное - отходы. Сразу после Второй мировой войны уран извлекали из неглубоких месторождений, потом - из глубоких шахт. Со снижением цен на уран на мировом рынке подземная горная промышленность стала нерентабельной и большинство шахт было закрыто. В активный период горной промышленности большие количества воздуха, загрязненного радоном и пылью, были перенесены в воздушный бассейн. К примеру, в 1993 г. из шахты Sсhlem-Alberoda (Саксония, Германия) в воздушный бассейн было вынесено 7,43∙109 м3 (то есть скорость загрязнения составляла 235 м3/с) воздуха со средней концентрацией радона 96000 Бк/м3.

Основными веществами, загрязняющими воздушный бассейн, при традиционных способах добычи и переработки урановых руд являются:

● пыль, образующаяся в процессе добычи, транспортировки, дробления руд, складирования в отвалах и длительного хранения хвостов гидрометаллургических производств, в том числе пыль, содержащая радиоактивные вещества. К радиоактивным веществам в рудничной пыли относятся долгоживущие излучатели (U, Ra, Po, Io, RaD, Th), которые могут оказывать вредное воздействие на живые организмы при вдыхании загрязненного рудничного воздуха вблизи вентиляционных установок и точек сброса воздуха из зоны производства;

● газы, выделяющиеся при взрывных работах и в результате химического взаимодействия реагентов с рудами и полупродуктами в процессе гидрометаллургической переработки (CO2, CO, H2S, окислы азота, NH3, пары H2SO4 и др.).

Несмотря на хорошо организованное пылеподавление на подземных горных работах (содержание пыли в рудничной атмосфере не превышает 1 мг/м³) при перегрузках, транспортировке и дроблении руд, а также при складировании забалансовых руд, пустых пород и хвостов в воздушный бассейн попадают только с одного рудника средней производительности вместе с гидрометаллургическим заводом десятки тонн пыли в год. Особенно заметное количество пыли поступает в атмосферу в процессе ведения открытых горных работ из-за больших объемов вскрыши и сложности пылеподавления в зимний период.

Понизив дозу для шахтеров, вентиляция увеличила радиационную нагрузку на жителей окрестных посёлков. Важно, что это нагрузка продолжалась и после закрытия шахт, поскольку вентиляцию осуществляют в течение довольно длительного периода консервации рудника и его затопления. В 1992 г. уровни радона для жителей города Schlem в Саксонии были значительно понижены путём изменения шахтной вентиляции: загрязненный воздух стали выбрасывать далеко от жилых массивов. В Болгарии закрытая урановая шахта расположена прямо на околице деревни Eleshnitza, так что в жилых домах радона много. Считают, что 30 % случая возникновения рака лёгкого в год среди 2600 жителей деревни связаны с близостью шахты. Но радон и урановая пыль, выбрасываемая вентиляцией шахты, не только непосредственно увеличивают радиационную нагрузку на население. Анализ различных пищевых продуктов, выращенных в Ronneburg (уранодобывающий район в Тюрингии), показал, что потребление местной пищи вносит достаточно высокий дозовый вклад 0,33 мЗ ежегодно, в основном из-за пшеницы, выращенной у выхода шахтной вентиляции.

Помимо загрязнения атмосферного воздуха, предприятия горнорудной промышленности вносят вклад в загрязнение водного бассейна. Большие количества грунтовой воды непрерывно выкачиваются из урановых шахт, чтобы держать их сухими в ходе добычи. Эта вода сливается в реки, ручьи и озера. Так, в отложениях рек в районе Ronneburg концентрации радия и урана равны 3000 Бк/кг, т.е. в 100 раз выше естественного фона. В Чехии длительное загрязнение отложений реки Ploucnic вызвано плохой очисткой шахтных вод уранового рудника Hamr I, эксплуатируемого до 1989 г. Долина реки загрязнена на отрезке 30 км. Дозы, полученные от γ-радиации, достигают в максимуме 3,1 Гр/ч, т.е. в 30 раз выше фона. В реке Lergue во Франции сточные воды уранодобывающего комплекса Herault привели к концентрациям 226 Ra в отложениях 13000 Бк/кг, что практически равно концентрации радия в самой урановой руде.

В части охраны поверхностных и особенно подземных вод в случае добычи урана методами подземного выщелачивания мнения экспертов неоднозначны. Расхождения в оценках являются следствием того, что при подземном выщелачивании на протяжении ряда лет разработки месторождения в подземные воды рудоносных горизонтов для создания необходимых концентраций растворяющего реагента заканчиваются десятки и сотни тысяч серной кислоты или другого растворителя. При растворении загрязнения в общем плане ввод такого количества растворителя вполне закономерно дает основание говорить о загрязнении подземных вод. В результате физико-химических процессов подземного выщелачивания в технологических растворах (продуктивном и рабочем) некоторые компоненты накапливаются в количествах, значительно превышающих предельно допустимые концентрации для вод, используемых в питьевых и хозяйственных целях. В условиях сернокислотного выщелачивания такими компонентами являются:

1) составляющие растворителя и кислотность среды;

2) продукты выщелачивания - как радиоактивные U, Ra, Po, RaD, так и стабильные Fe2+, Fe3+, Al3+, и другие катионы;

3) технологические продукты переработки растворов - , , , Cl- (в зависимости от применяемого способа десорбции смолы) .

В рудовмещающем горизонте отрабатываемого участка месторождения подземные воды претерпевают существенное изменение в солевом составе. Это относится, в частности, к таким компонентам, как Fe2+, Fe3+, Al3+, , , урану и кислотности (pH). Рост солесодержания в пределах отрабатываемых рудных тел относится к категории, предусмотренной технологическим регламентом, без которого невозможно осуществлять добычу урана. Процесс перевода урана в раствор происходит непосредственно в рудном теле, в обводненном рудовмещающем горизонте, в определенном ограниченном пространстве этого горизонта. Загрязнение подземных вод технологическими растворами за пределами отрабатываемой части месторождения по рудовмещающему и смежным водоносным горизонтам.

Как правило, на гидрогенных месторождениях рудовмещающий горизонт отделен от смежных водоносных горизонтов водоупорными толщами, исключающими перетекание выщелачивающего и продуктивного растворов в смежные водоносные горизонты. Важным мероприятием, предотвращающим перетекание солесодержащих вод в смежные горизонты, является качественно выполненная изоляция их от рудовмещающего горизонта при сооружении скважин. Сущность изоляции состоит в правильной цементации затрубного пространства.

Экологическую опасность представляют и отвалы урановых рудников (рис. 1). Ненужная порода извлекается из открытых карьеров при вскрытии рудного тела, при строительстве подземных шахт, при прокладке штреков через нерудные зоны. Терриконы поднятой на поверхность породы обычно содержат больше радионуклидов, чем окружающие породы.

Некоторые из них - те же урановые руды, но с содержанием урана ниже рентабельности добычи, в свою очередь зависящей от современной технологии и экономики.

Рис. 1. Опасность отвалов предприятий урановой горнорудной промышленности

Рис. 2. Изменение во времени активности некоторых радионуклидов в отвалах урановых руд

Все эти скопления отходов представляют опасность для местных жителей, так как и после закрытия рудников в них продолжается генерация радона, который выделяется и перемещается в среду обитания (рис. 2).

Кроме того, ряд токсинов (не обязательно радиоактивных) вымываются из терриконов и загрязняют грунтовые воды. К примеру, отвалы пустой породы при шахте Schlem имеют объём 47 миллионов м3 и занимают 343 гектара. Причём отвалы находятся в верховьях наклонной долины, внизу плотно заселённой. Результат: средняя концентрация радона в воздухе населённых пунктов 100 Бк/м3, а в некоторых - выше 300 Бк/м3. Это даёт дополнительные случаи рака лёгкого (20 и 60 соответственно) на 1000 жителей. Для южной части г. Ronneburg пожизненный дополнительный риск рака легкого равен 15 случаям на 1000 жителей. Учитывая быстрое распространение радона с ветрами, существует риск жителей более широкого ареала: дополнительный риск рака легкого составляет 6 случаев ежегодно в пределах радиуса 400 км.

Из-за малых содержаний урана в рудах перерабатывающие гидрометаллургические производства с учетом санитарных зон занимают значительные площади, а объемы хвостохранилищ равны по количеству добываемым и перерабатываемым товарным рудам. Хвостохранилища не только полностью исключают большие площади земель из хозяйственного использования, но и являются очагами постоянной опасности из-за пылеобразования: с одного квадратного метра поверхности хвостов в год уносится от 90 до 250 кг пыли.

Другая проблема - утечка токсинов из отвалов горной породы. Например, водные утечки из отвалов в Schlem/Aue равны 2∙106 м3 ежегодно, половина из которых втекает в грунтовую воду. Так называемая пустая порода часто перерабатывается в гравий или цемент с целью использования в строительстве железных или автомобильных дорог. В результате радиоактивность рассеивается по большому региону. В Чехии материал с концентрациями урана до 200 г на тонну и концентрациями радия до 2,22 Бк/г использовали для дорожного строительства вплоть до 1991 г.

В связи с длительностью цикла развития горных предприятий от разведки до добычи, который составляет порядка 20 лет, уже в ближайшее время уранодобывающие компании должны сконцентрировать свое внимание на обеспечении будущего развития уранодобывающих производств, для чего в первую очередь необходимо решить следующие основные задачи, связанные с внедрением современных технологий. А именно: обеспечение комплексности и полноты освоения недр, предполагающее полное исключение потерь сырья и минимизацию количества отходов, путем переработки их во вторичные ресурсы, а также извлечение сопутствующих ценных компонентов. Это позволит повысить рентабельность производства и привлечь дополнительные средства для организации природно-охранных мероприятий, в целях снижения воздействия антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Библиографическая ссылка

Филонов А.В., Романенко В.О. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 3. – С. 210-213;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35850 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»