Факторы экологического риска в зоне действия открытых горных работ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Г.Г. Бугаева, А.В. Когут, 2007

УДК 622.271 (556.114 Г.Г. Бугаева, А.В. Когут

ФАКТОРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

~П процессе функционирования горнодобывающих произ--Я-М водств возникают факторы риска, обусловленные воздействием этих комплексов на компоненты окружающей среды (атмосферу, почвы, поверхностные и подземные воды).

Исследованиями установлено, что на предприятиях с открытым способом разработки источниками наибольшего экологического риска являются выбросы и сбросы от технологических процессов на карьерах; от процессов, связанных с обогащением руд; с поверхности отходов производства (отвалов и хвостохранилищ). Процентный вклад в загрязнение атмосферы, в среднем, по ряду горно-обогатительных предприятий Северного региона Республики составляет: для карьеров порядка 20 %, отвалов вскрышных пород около 10 %, для обогатительных фабрик около 40 % и хвостохранилищ порядка 20 %, транспорта - 10 % [1].

Последствия от воздействия горных работ на окружающую природную среду могут быть инженерные, экологические и социальные. Зависят они от степени нарушения и загрязнения почв, земель, недр, подземных и поверхностных вод, воздушного бассейна, в результате чего возникает экономический и социальный ущерб, который изменяет эффективность производства и требует экспертизы на предмет экологической безопасности производственной деятельности горнодобывающего предприятия.

При разработке месторождений открытым способом возникают геомеханические, гидрогеологические и аэродинамические нарушения. Геомеханические нарушения являются результатом прямого воздействия технологических процессов на окружающую природную среду. Гидрогеологические нарушения связаны с изменением размещения, режима и динамики поверхностных, грунтовых и подземных вод в результате геомеханических нарушений. Аэродинамические нарушения возникают в результате со-

оружения высоких отвалов и глубоких выемок и также тесно связаны с геомеханическими нарушениями.

К источникам геомеханических нарушений относятся:

- проходка вскрывающих и подготовительных выработок;

- добыча полезных ископаемых;

- отвалообразование.

Основными количественными характеристиками источников геомеханических нарушений являются:

- скорость подвигания фронта работ;

- длина или площадь фронта работ (длина и ширина карьера);

- глубина карьера;

- мощность нарушаемого слоя почвы, вскрышных пород;

- высота отвалов;

- объемы извлекаемых полезных ископаемых пород, сопутствующих природных ресурсов (суточные, годовые).

К источникам гидрогеологических нарушений относятся:

- осушение площади земельного отвода;

- добыча полезного ископаемого.

К источникам аэродинамических нарушений относятся:

- создание отвалов горных пород;

- создание больших полостей, углублений в рельефе.

В процессе влияния открытых горных работ происходит загрязнение различных компонентов окружающей природной среды (литосферы, гидросферы и атмосферы).

Литосферные загрязнения характеризуются засорением земной поверхности твердыми веществами, пылью, загрязнением нефтепродуктами, а также закислением и раскислением почв различными растворами (жидкими веществами).

Гидросферные загрязнения обусловлены проникновением в поверхностные и подземные воды различных веществ как органического, так и неорганического происхождения.

Загрязняющими атмосферу являются газообразные, парообразные, жидкие и твердые вещества. Ареал загрязнения атмосферы может менять свое направление в соответствии с направлением ветра, образуя зоны своего влияния и воздействия. Конфигурация ареалов загрязнения атмосферы зависит от параметров источников выброса загрязняющих веществ (точечный, линейный, площадной), метеорологических условий атмосферы и ряда других факторов.

К источникам загрязнения земель, почв, недр относятся:

- складирование сыпучих и растворимых вскрышных пород непосредственно на почвах;

- сброс сточных вод на землю;

- складирование твердых отходов;

- захоронение отходов производства в недрах;

- пыление породных отвалов хвостохранилищ.

К источникам загрязнения подземных и поверхностных вод относятся:

- сброс сточных вод бытового и промышленного хозяйства карьера;

- смыв атмосферными осадками ЗВ с промплощадок;

- выпадение загрязненных осадков и пыли атмосферы.

К источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся:

- дробление и усреднение полезных компонентов при переработке руды;

- горение и пыление породных отвалов;

- погрузочные и транспортные работы;

- буровзрывные работы;

- выделение газов из взорванной горной массы;

- пыление при отвалообразовании.

Основные формы нарушения и загрязнения окружающей природной среды при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом представлены в таблице.

Для установления существенных факторов при оценке экологического риска предлагается использовать разработанный нами метод, который основывается на общей теоретической концепции векторного критерия экологической надежности горнодобывающего предприятия, определяемого вероятностью попадания пересекающихся параметров вредностей в допустимые нормы (ПДК) для выделения существенных параметров взаимодействия ГДП с внешней средой.

Суть метода состоит в целенаправленном переборе путей на квазиупорядоченном графе G = (Х, Г) от минорант Х1 е Х до мажорант Хп е Х с оценкой каждого пути цв е М^) векторным критерием экологической надежности в виде:

Основные формы нарушений и загрязнений ОПС в зоне карьера

Вид Форма Вид Формы

нарушении нарушения загрязнений загрязнения

Г еомехани Карьерные выемки Литосферные Засорение земной

ческие Траншеи загрязнения поверхности твердыми

Отвальные насыпи, хвостохранилища нерастворимыми веществами, запыление земной поверхности, загрязнение нефтепродуктами

Промплощадка

Гидрогеол Затопление рельефа Гидросферные Закисление

огические Затопление водоема загрязнения (растворимыми соединениями); Раскисление; Минерализация тяжелых металлов земной поверхности Загрязнение растворами металлов и другими соединениями; Засоление;

нарушения Затопление водотоков

Истощение

водоемов, водотоков

Образование депрессионной воронки

Подтопление

Подпор Замутнение взвешенными веществами

Аэродина Приземные Атмосферные Запыленность

мические возмущения (изменения скорости, направления воздушных потоков, температурные инверсии) загрязнения Загазованность

~ 1 Ы

J = — Т Jj (мс), (1)

где N число частных критериев адаптивности, доли ед. 0 < ^ < 1.

При этом степень сильности (существенности) параметра Х} е Х определяется числом:

< 1

}=1

при очевидном условии:

I = >.

(3)

Перебор вершин на квазиупорядоченном графе осуществляется по дискретным состояниям математических ожиданий вредно-

Сравнивая степени сильности (2) с критерием неопределенности:

получаем ряд существенных параметров вредности в виде: х] < 1 - а, ] = 1, N < N.

В дальнейших исследованиях этот метод обеспечит отсев несущественных параметров и существенно упростит реализацию математических моделей

1. Оценка влияния открытых горных работ на окружающую природную среду / Г.Г. Бугаева, В.С. Завалишин, А.В. Когут, В.Н.Уманец // Комплексное использование минерального сырья. - 2004. - № 4. - С. 96-101. Н5Н=Д

— Коротко об авторах ------------------------------------------------

Бугаева Г. Г. - кандидат технических наук, зав. лабораторией экологии и рационального освоения недр,

Когут А. В. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории экологии и рационального освоения недр,

Институт горного дела им. Д.А. Кунаева.

стей в интервале xj < xj < x j через некоторый шаг Sxj.

(4)

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ