CC BY
33
УДК 556.388 (575.11)
Л.П. Парфенова, О.А. Кспснкнна
РАНЖИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ АНТРОПОГЕНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ НА ПРИМЕРЕ ВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА
ВОЛКОВСКОГО РУДНИКА I
Волховский рудник ОАО "Святогор" - одно из немногих действующих горнодобывающих ^ предприятий Среднего Урала. Он расположен на восточном склоне Среднего Урала, з Тагияо-Кушвинском промузле Свердловской области. Рельеф территории с общим юго-восточным уклоном типичен для переходной зоны (от Центрального Уральского хребта к Восточно-Уральской равнине). Наибольшие отметки имеют вершины в пределах контура промышленной разраёсга);; или в непосредственной близости от него. Это горы Волконская (345,9 м), Лавровая (308.9 м) и Николаевская (282,0 м). Они образуют изолированные поднятия среди обширных понижений (с абсолютными отметками 220-250 м), занятых моховыми болотами Ня -территории рудника имеют развитие технологический и естественные природные ландшафты. Технологический ландшафт создан буровзрывными работами при разработке карьера, складированием окисленных, вскрышных и железо-ванадиевых руд с образованием отвалов, а также строительством промплошадки, производственных зданий и сооружений, коммуникаций. Естественные ландшафты включают в себя: элювиальные, элювиально-делювиальные и супераквальные. Все они в той или иной степени подвержены антропогенному воздействию.
В пределах горного отвода рудника протекает р. Лая с правым притоком р. Черной, дренирующие изучаемую территорию. Антропогенное воздействие на поверхностные воды в наибольшей степени оказывает ручей Кислый, сток которого формируется за счет подотвальных вод участка кучного выщелачивания меди. Химический состаь подотвальных вод, дренируемых ручьем Кислым, отличается повышенным относительно ПДК содержанием меди, железа и цинка и низкой величиной рН.
Основные технологические параметры Волковского рудника: годовая производительность по горной массе - 517,6 тыс. м\ по вскрыше - 429,8 тыс. м\ по руде - 87,8 тыс. т. Выпуск щебня - 461,1 тыс. м3 в год.
Разрабатываемое Волковскос мсдно-желсзо-ванадисвос месторождение и другие, связанные с его работой объекты хозяйственной деятельности, представляют собой сложную природно-техногенную систему, в состав которой входит целый ряд источников антропогенного воздействия.
Источники воздействия на ГС, связанные с добычей руды на Волковском руднике ОАО"Святогор"
Маврово-Никояаевский карьер. Карьер имеет следующие проектные параметры: длина поверху 950 м, глубина 210 м, углы погашения бортов средние 35-70 град., западный борт 35-40 град., в настоящее время глубина карьера 124 м. Строительство и эксплуатация карьера, начавшаяся в 1967 г., оказывает воздействие на все составляющие геологической среды (ГС), в т. ч. на почвы, горные породы, подземные воды, а также поверхностный сток и атмосферный воздух. Почвенный покров был снят и складирован в отвал. В процессе строительства и эксплуатации карьера происходит выемка горной массы, которая используется в качестве руды и щебня, остатки складируются в отвалы. Воздействие карьера на подземные и поверхностные воды будет рассмотрено ниже. Размеры воздействия на подземные воды контролируются контуром депрессионной воронки. Воздействие карьера на ГС проявляется также в загрязнении атмосферного воздуха в ходе:
• бурения буровзрывных скважин станками СБШ-250;
• массовых взрывов с использованием взрывчатых Ееществ;
• проведения погрузочных работ экскаваторами ЭКГ-5А;
• транспортировки горной массы автосамосвалами БелАЗ на дробильно-сортировочную фабрику.
В атмосферный воздух поступают пыль пустой породы, двуокись азота, сернистый ангидрит, оксид углерода, бензин и бензольные углеводороды, сажа, оксиды железа, марганец и его соединения.
Карьерный водоотлив. Система карьерного водоотлива на Лаврово-Николаевском карьере открытого типа и состоит в настоящее время из зумпфа, оборудованного насосом производительностью 60 м7ч. Абсолютная отметка зумпфа на 01.01.02 г. составляет 156,1 м. Замеры водопрнтока в карьер производятся с 1985 г.
Перед поступлением в Чсрновское болото карьерные воды нейтрализуются известью на станции, расположенной на борту карьера. Далее карьерные воды сбрасываются в Черновское болото, откуда посту пают в реку Лаю. Согласно работе ПДС (2], сброс карьерных вод соответствует выпуску X« 2 (см. рисунок). Фактический расход карьерных вод составляет 115 тыс. м /год, или 13 м7ч, что соответствует утвержденному. Показатели состава карьерных вод приведены в таблице.
Участок кучного выщелачивания меди. Для переработки забалансовых руд на руднике два раза предпринимались попытки внедрения метода кучного выщелачивания меди (УКВ). Первая - в 1975 году по проекту института "Унипромедь". В сентябре 1983 г. на УКВ произошла авария, сопровождавшаяся прорывом прудков УКЗ, содержащих кислые металлоносные растворы, в р. Лаю и последующим сбросом их в карьер. Точный объем сброшенных растворов не известен, Результатом аварии стало загрязнение р. Лай и подземных вод трещинного типа, вскрытых карьером. Последнее обстоятельство обусловило в последующем низкое качество карьерного водоотлива вплоть до 1994 г. Вторая попытка строительства опытного участка УКВ (проект УГМК) была предпршеята в 2000 г. Площадка для экспериментального участка с насыпным слоем окисленной руды находится на правом берегу р. Лай, на расстоянии 350 метров от берега за пределами ее водоохранной зоны, составляющей в данном месте 100 метров (расстояние от истока р. Лай оставляет 8 км). УКВ заниуает площадь 80x80 м в 250 метрах к северо-востоку от существующего карьера. Загрязняющие вещества - ионы меди и серная кислота. Воздействие на поверхностные воды р. Лай возможно только в случае аварийной ситуации, связанной с разливами проду ктивных растворов из технологических емкостей.
Характеристика выпусков Волковского рудника (в соответствии с действующим томом ПДС [2])
,Vs п/п 1 Указатели состава Фактические концентрации. мг/лм* Фоновые концентрации в р. Лас. мг/дм1 ПДК для водных объектов рыбохоз. использования, мг/дм5
выпуск St 1 выпуск .Vj 2 выпуск St 3
1 Взвешенные вещества 15 21.8 22.8 35.4 0.25+ к фону
2 Сухой остаток 301 348 1174 247 1000
Т КИКго 8.8 • • 7,2 3
4 Фосфаты (по Р) 0.1 т - 0.04 0.2
5 Сульфаты 97 100 517 96.2 100
6 Хлорилы 16 16.4 26 2.7 300
7 Азот нитратов 0.36 - . 0.2 9.1
S Азот нитритов ОД5 - - 0,01 0,02
9 Азот аммонийный 1.05 • 0.8 0.39
10 СПАВ 0.1 - . 0.13 0.5
II Железо - 0.2 0.35 1.1 0.1
12 Фториды (по Р) ■ 0.3 1.4 0.9 0.75
13 Медь - 0.144 0.72 0.8 Э.001
14 Цинк - ОД 0.08 0.11 0.01
15 Мышьяк - 0.03 0.035 0,022 0,05
16 Нефтепродукты 0,52 0.12 0.2 0.3 0.05
Примечание: выпуск № 1 - недостаточно очищенные хоз.-бытовые сточные воды, выпуск Л» 2 -карьерные воды, выпуск № 3 - подоотвальные воды.
1,05 - значение, превышающее ПДК для водных объектов рыбохозяйственного использования.
Указанные виды источников антропогенного воздействия оказывают влияние, в первую очередь на состояние недр (геологическую среду), но могут приводить также к изменению других компонентов окружающей природной среды.
Источники воздействия на ГС, не связанные непосредственно с процессом добычи руды на Волковском руднике ОАО "Святогор"
Дробильно-сортировочная фабрика (ДСФ). ДСФ была построена в 1981 г. В ее состав входят: корпус крупного, среднего и мелкого дробления, грохочение, открытые склады (склад руды, склад щебня, промежуточный склад). Образование неорганической пыли происходит на всех стадиях.
Основное загрязняющее воздействие ДСФ оказывает на состав атмосферного воздуха. Источниками выделения пыли являются питатели, щековые и конусные дробилки, грохота, конвейер, склады готовой продукции, заточные станки и сварочный пост. Пылсподавление в цехах ДСФ ведется циклонами, степень очистки 70-80 %. Загрязняющим веществом, в первую очередь, является пыль руды, окиси меди, окиси ванадия, окиси железа, марганец и его соединения, оксид углерода, диоксид азота, углеводороды, сажа, диоксид серы, выделяемые при работе дробильной установки.
Карга-схема поступления сточных вод Волковского рудника ОАО "Святогор" в р. Лаю: Г. 1 - фоновый створ, расположенный на расстоянии 500 м выше всех сбросов предприятий (р. Лая); Т. 2 - выпуск хозяйственно-бытовых вод; Т. 3 - выпуск подотвалышх вод "ручей Кислый"; Т. 4 - карьерный водоотлив (зумпф); Т. 5 -карьерный водоотлив (ручей, впадающий в Чернове кос болото); Т. 6 - фоновый створ, расположенный ниже всех сбросов предприятия (р. Лая)
В системе оборотного водоснабжения ДСФ находятся 2 прудка, которые являются накопителями технических вод, используемых в системе пылеподавления дробильно-сортировочной фабрики. Средняя глубина прудков 2 м. Отметка дна прудков - 247 м, НПУ - 250,5 м. Размеры их
одинаковые и составляют 32,5 м х 200 м. Общий объем прудков ДСФ 32000 м3 (по 16000 м" каждый). Местоположение прудков ДСФ таково, что нижний расположен в водоохранной зоне р. Лай. Их полезная емкость создана за счет дамб обвалования, выполненных из глинистых грунтов, отметка гребня дамб - 251 м. Положение уровня жидких стоков в прудках периодически замеряется по специальным рейкам. Воздействие прудков на поверхностные, подземные воды и почвы может быть оказано только в случае аварийных ситуаций при утечках.
Внутрикарьерный и рудничный автотранспорт. В состав рудника входят участок внутрнкарьерного транспорта, насчитывающий 16 единиц техники, и ремонтно-механический цех. Загрязняющие вещества - пыль руды, оксид углерода, диоксид азота, углеводороды, сажа, диоксид серы.
Отвалы горных пород. Площадь горного отвода Волковского рудника составляет 41,3 га. На этой территории кроме карьера располагаются отвалы: растительного грунта объемом 20 тыс. м, рыхлых вскрышных пород - 640.6 тыс. м", забалансовых железо-ванадиевых руд - 22,2 тыс. м\ забалансовых окисленных и смешанных руд - 1312 тыс. м\
Воздействие отвалов рыхлых вскрышных пород, а также рудных отвалов на поверхностные воды р. Лай осуществляется путем образования и трансформации на занимаемой ими площади подотвальных вод. Источниками загрязнения в данном случае являются кислые подотвальные воды, образующиеся в результате процесса выщелачивания сульфидных минералов в отвалах окисленных руд атмосферными осадками, имеющими слабокислую реакцию. На западном борту Лаврово-Николаевского карьера выделяется отвап окисленных руд (ранее использовался для работы установки кучного выщелачивания и ороиался раствором серной кислоты), создающий основной поток подотвальных вод в форме ручья Кислого, который впадает в р. Лаю (временный выпуск Хз 3). Для очистки подотвальных вод в ручье применяется нейтрализация их известью. Фактический расход подотвальных вод составляет 5 тыс. м} год, утвержденный расход - 5,8 тыс. м' год.
Подотвальные воды относятся к источникам загрязнения, не связанным непосредственно с процессом добычи полезного ископаемого, но, как показала практика, длительное складирование окисленных руд сопровождается формированием подотвальных вод, загрязняющих поверхностные воды, почвы и гру нты в основном соединениями меди и железа.
Сбросы сточных вод. На Волковском руднике имеются очистные сооружения, расположенные у восточной границы пэомплощадки (выпуск № 1, категория: недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые сточные воды). Мощность очистных сооружений 100 м}/сут. Фактический расход сточных вод 30 тыс. м год, или 81,6 м'/сут, равный утвержденному. Водоприемником выпуска хозяйственно-бытовых стоков является р. Лая. Очистка производится по схеме механической и биологической очистки. В качестве естественной доочистки стоков после хозяйственно-бытовых очистных сооружений используется биологический прудок. Объем прудка 30 м\ глубина 1,5 м. По периметру прудок огражден дамбой, ширина гребня дамбы - 6 м. Отметка верха дамбы - 249,5 м, отметка дна - 245,2 м, нормальный подпорный у ровень (НПУ)- 248,7 м. Фактически очень часто вода на выходе с очистных сооружений не соответствует установленным требованиям.
Воздействие на атмосферу. Санитарно-защитная зона атмосферного воздуха для промплощадки Волковского рудника составляет 500 м [3]. Ближайший населенный пункт - пос. Старо-Волковский - находится в 1-1.5 км.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. М.: МГУ, 1995. С. 270.
2. Проект ПДС Волконского рудника ОАО "Святогор".
3. Проект ПДВ в атмосферу Волковского рудника ОАО "Святогор".
4. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых. М., 2000. 30 с.
