CC BY
17
© Н.Г. Валиев, О.В. Славиковский, Ю.О. Славиковская, 2013
УДК 622.272:622.882
Н.Г. Валиев, О.В. Славиковский, Ю.О. Славиковская
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЯЕМЫХ ГЕОТЕХНОЛОГИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ УРАЛА
Интенсивная эксплуатация месторождений полезных ископаемых наносит существенный ущерб окружающей природной и геологической среде. В качестве индикатора степени воздействия горнодобывающего предприятия на геологическую среду предлагается использовать показатель недроемкости применяемых геотехнологий. С целью минимизации последствий техногенного воздействия предприятий ГПК возникает необходимость в проведении работ по экологической реабилитации техногенных пустот недр. С целью выбора направления ее проведения как в процессе освоения месторождений, так и в постотработочный период в статье предложена классификация техногенных пустот недр образующихся в следствии выемки полезного ископаемого.
Ключевые слова: месторождения полезных ископаемых, горнопромышленный комплекс, техногенное воздействие, классификация техногенных пустот, недро-емкость геотехнологий, экономический ущерб, экологическая реабилитация техногенных пустот недр.
Урал был и остается важнейшим горнорудным регионом России, минерально-сырьевая база которого благодаря многообразию видов твердых полезных ископаемых и значительным масштабам их промышленного оруденения стала основой создания в регионе мощного металлургического комплекса. Так по запасам полезных ископаемых Урал занимает ведущее место в мире, а по отдельным видам минерального сырья является монополистом.
В тоже время интенсивная и многовековая эксплуатация недр Уральского региона привела к трансформации геологической среды, что в настоящее время существенно обострило экологическую ситуацию, особенно на территориях с развитым горнопромышленным комплексом.
Основным ущербообразующим фактором является извлечение из 378
недр при разработке месторождений определенных объемов горной массы, что с одной стороны нарушает природную среду недр вследствие образования техногенных пустот, с другой стороны, появляется необходимость размещения на поверхности геологической среды отходов горного производства (отвалы вскрышных пород и некондиционных руд и обогатительного передела). объемы которых весьма значительны. Так объемы выработанного пространства карьеров Качканарского ГОКа превышают 600 млн м3, объемы отвалов пустых пород
о
— 200—250 млн м , хвостохранили-ща — 655 млн м . Глубина отдельных карьеров (Сибайский карьер, Кор-кинский разрез) достигают 600 м и более. Объемы зон обрушения шахт в разы меньше, но глубина ведения горных работ на рудниках СУБРа достигает 1,5 км.
Все это позволяет говорить, что окружающей природной среде наносится существенный ущерб как в процессе деятельности горных предприятий, так и в постотработочный период. В современных условиях оценка ущерба наносимого окружающей среды в результате размещения на поверхности отходов ГПК выполняется на основе действующих нормативно-правовых документов, методических рекомендаций, согласно которых под ущербом понимается сумма двух типов затрат — затрат на предупреждение воздействия загрязняемой среды на реципиентов и затрат вызываемых воздействием на них загрязненной среды.
Согласно исследований проводимым в ИГЛ УрО РАН установлено, что в среднем окружающей среде наносится ущерб от размещения отвалов вскрышных пород в размере 162,7 руб/т, отходов обогатительного передела 320,6 руб/т — для горных предприятий черной металлургии и предприятий цветной металлургии — 163,8 руб/т и 554,7 руб/т соответственно.
Что касается ущерба наносимого техногенными пустотами природной среде недр, то его в денежном выражении в настоящее время оценить не представляется возможным в связи с отсутствием соответствующих методик. В развитие данного направления выполненными исследованиями установлено, что в настоящее время характер и степень поражения геологической среды во многом определяется применяемыми геотехнологиями, и в качестве индикатора степени воздействия горного предприятия на геологическую среду может быть предложен показатель недроемкости геотехнологий [1].
Природоохранная деятельность ГПК в настоящее время осуществляется в двух основных направлениях: первое — борьба с накопленным эко-
логическим ущербом; второе — сокращение текущего антропогенного воздействия предприятий ГПК на окружающую среду. Оба направления являются весьма затратными. Так затраты на борьбу с накопленным экологическим ущербом с течением времени существенно возрастают. Например в ОАО «УГМК-Холдинг» их величина с 2000 по 2005 гг. возросла до 1600 млн руб., т.е в 8 раз.
Одним из направлений снижения экологической нагрузки на территории ГПК является использование ресурсного потенциала техногенных пустот (карьерные выемки, зон обрушения шахт, подземных выработок) для размещения отходов ГПК и других отраслей хозяйствования. Однако применяемые технологии заполнения техногенных пустот различными материалами, как их заполнение в экологическом плане далеко не совершенны, а порой служит причиной возникновения чрезвычайных техногенных ситуаций, ликвидация которых обходится уже не в миллионы, а в миллиарды. Так например ориентировочная стоимость работ, включая разработку проектной документации, демонтаж, демеркуризацию зданий и сооружений Семеновской ЗИФ, рекультивацию хвостохранилища и водохранилища, рекультивацию пустых пород, санацию территории фабрики составляет 1 млрд руб.
Рост интенсивности недропользования и в ряде других горнодобывающих регионов приводит к техногенным катастрофам. Примером может служить опыт Кривбасса (Украина) на территории которого сосредоточено более 70 % железных руд страны (порядка 32 млрд т). За время освоения Криворожсткого железорудного бассейна общие объемы земной коры, которые подтверждены антропогенным геомеханическим про-
Таблица 1
Возникновение чрезвычайных ситуаций, в результате воздействия техногенных пустот при подземной разработке месторождений
Предприятие Вид полезного ископаемого Геоэкологические последствия воздействия техногенных пустот
В процессе отработки месторо 1. ОАО «Уралкалий» 2. Ш. «Естюнинская» ВГОК 3. Ш.«Сарановская» 4. Рудники СУБРа Постотработочный период 5. Ш. «Магнетитовая» ВГОК 6. Гайский подземный рудник ждений Калийные соли Железная руда Хромиты Бокситы Железные руды Медная руда Угроза обрушения территории г. Березники Прорыв отходов, размещенных в карьере в подземные выработки вследствие зависания пород висячего бока Леформации бортов карьера создало угрозу промплощадке шахты. Производится пригрузка бортов карьера Создание техногенных пустот вследствие перехода от систем с закладкой на системы с обрушением резко ухудшило геомеханическую обстановку Прорыв воды из карьера, заполненного отходами обогащения в подземные выработки. Затопление гор. — 610 — одна из причин закрытия шахты в 2014 г. Образование пустот в закладочном массиве
цессам составляют порядка 20 млрд м3 при этом интенсивность нарушений неуклонно возрастает. В регионе в результате добычи руд подземным способом и нарушением целиков между шахтными полями возникает необходимость сухой консервации шахт, поскольку образовался единый гидротехнический комплекс протяженностью почти 100 км, что связано с техногенной безопасностью региона в целом.
В табл. 1 приведены примеры возникновения Ч.С. при подземной разработке месторождений, анализ возникновения которых позволяет говорить, что в общей схеме ведения горных работ проблеме реабилитации техногенных пустот не урбанизированных территориях должно уделяться должное внимание.
В целях выявления основных направлений проведения экологической
реабилитации техногенных пустот недр на протяжении всего жизненного цикла отработки месторождений была разработана их классификация техногенных пустот. Ланная классификация техногенных пустот предлагается для условий месторождений твердых полезных ископаемых с учетом возможных направлений проведения экологической реабилитации. Учитывая, что в настоящее время широкое распространение получила направление «Геоэкология», изучающая закономерности и связи между живыми организмами, в том числе человеком, техногенным воздействием объектов и геологической средой в основу классификации заложены геоэкологические признаки (рис. 1).
Безусловно предложенная классификация нуждается в доработке, в тоже время она дает возможность выявить специфику технологий формирования
Социального характера Иного хозяйственного назначения
Искусственные водоемы Подземные лечебницы -» Базы отдыха ►- Различные технические сооружения
Рис. 1. Классификация техногенных пустот недр по геоэкологическим признакам
техногенных пустот недр, их геоэкологические особенности, выявить основные направления и пути восстановления территорий.
Необходимо отметить, что в развитых странах большое внимание уделяется вопросам санации территорий нарушенных горными работами, их ренатуризации с целью возвращения
их в хозяйственный оборот с использованием в дальнейшем в различных аспектах.
Отечественная практика показывает, что существующие технические решения по реабилитации техногенных пустот недр предлагают несмотря на разнообразие не увязанные взаимно решения технических и экологиче-
ских проблем. При этом воспроизводство минеральных ресурсов — одно из экологических направлений сохранения недр. Однако, процесс формирования подземных техногенных минеральных образований требует разработки соответствующих технологий. Простое захоронение отходов обогащения, которые являются техногенными образованиями в карьерных выемках и зонах обрушения шахт не решает в целом проблемы охраны окружающей среды, но при этом делает экономически целесообразной повторную отработку этих отходов, когда для этого представляются соответствующие эколого-эконо-мические условия.
Как отмечалось выше, направленность экологической реабилитации техногенных пустот — существенный фактор накопительного риска возникновения техногенных чрезвычайных ситуаций.
В связи с чем проекты освоения минеральных ресурсов недр должны соответствовать принципам устойчивого развития, поскольку конфликт между рентабельностью и прибыльностью с одной стороны, а так же дополнительные расходы для индуцирования экологических проектов с дру-
1. Славиковский О.В., Валиев Н.Г., Славиковская Ю.О. Недроемкость геотехнологий как основополагающий фактор воздействия горнопромышленного комплекса на окружающую среду // Изв. ву-
гой стороны объективизируются. Важным принципом объективизации проектов является общее рассмотрение вопросов в комплексном взаимодействии экономических, эколого-релевантных и социальных факторов, а так же поиск по сравнительному критерию возможных сценариев.
Особенностью горного производства является то, что ни какими затратами невозможно обеспечить полное восстановление геологической среды и ее поверхности, поэтому необходимы расходы в виде дополнительных затрат и потерь экономической системы из-за функционирования в нарушенной природной среде. Ланный постулат используется экономистами при постановке решений эколого-экономических проблем[2] .
В связи с этим за целевую функцию при освоении горнотехнических систем должна быть принята минимизация экологических ущербов, что предопределяет необходимость выделения в качестве одного их основных процессов освоения месторождения — процесса экологической реабили-атции техногенных пустот на протяжении всего цикла освоения месторождения с учетом многовариантности технических решений ее проведения.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
зов Горный журнал. — 2011. — № 2. — С. 71—76
2. Рюмина Е.В. Ущерб от экологических нарушений: больше вопросов чем ответов // Экономика природопользования. -2004. — №4. — С. 55—65. Н2Е
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Валиев Нияз Гадым оглы — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, e-mail: [email protected],
Славиковский Олег Валерьянович — доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected],
Уральский государственный горный университет,
Славиковская Юлия Олеговна - кандидат экономических наук, старший научный сотрудник, e-mail: [email protected], Институт горного дела УрО РАН.
