Предмет и задачи дисциплины

«Экология в горном деле»

Естественная основа существования общества — при­родная среда, т.е. совокупность объектов и условий природы, в которых протекает деятельность какого-либо субъекта. Люди добывают, перерабатывают и используют то, что мож­но получить от Земли, поэтому минеральные ресурсы занимают ве­дущее положение среди источников материального производства, а горное дело — комплекс технологических приемов, задачей которого является извлечение из земных недр полезного ископаемого и при­ведение его в состояние, пригодное для последующего использова­ния в разнообразных областях человеческой деятельности, одно из ос­новных отраслей промышленности.

Влияя на природные компоненты, человек в процессе своей дея­тельности часто нарушает естественные взаимосвязи, трансформируя их не только позитивно, но и негативно.

В горном деле основными видами деятельности, при которых про­исходят те или иные нарушения окружающей среды различной ин­тенсивности, являются:

• проведение горных выработок для добычи полезного ископаемо­го и обслуживания горных работ;

• транспортирование горной массы рельсовым, конвейерным, ав­тотранспортным или гидравлическим способом;

• переработка полезного ископаемого;

• складирование полезного ископаемого и минеральных отходов и их последующая утилизация;

• вентиляция горных выработок, нейтрализация и обезвреживание вредных веществ, выделяющихся в атмосферу при работе машин и оборудования, пылеподавление и пылеулавливание;

• целенаправленное изменение свойств массива горных пород, где расположена выработка (замораживание, тампонаж, термическое воздействие и т.п.);

• энергоснабжение горных предприятий;

• рекультивационные и закладочные работы;

• дренажные и водоотливные мероприятия.

Поэтому управление природопользованием в горном деле сводит­ся к двум основным направлениям:

• учету влияния горных разработок на воздушную, водную, земную среду и недра;

• изысканию методов инженерной защиты природной среды от вредного влияния горных работ.

При втором направлении в процессе горных работ следует обеспе­чивать рациональное и полное использование ресурсов недр, предуп­реждать их порчу, сохранять участки недр и земной поверхности, пред­ставляющие научный и культурный интерес, сокращать потери при добыче, транспортировке и переработке ископаемых; предотвращать деформации и истощение ресурсов земной поверхности; способство­вать сохранности водных ресурсов, предварять энергетическое загряз­нение окружающей среды, создавать горные технологии будущего.

Выбор метода инженерной защиты при ведении горных работ обус­ловлен рядом особенностей проблемы сохранения окружающей среды в горном деле по сравнению с другими отраслями промышленности:

1) приоритетом горного дела перед другими видами эконо­мической деятельности в данном районе;

2) временный характер гор­ных работ: при истощении месторождения полезных ископаемых они прекращаются. В связи с этим для минимизации ущерба, наносимо­го окружающей среде, проектирование и производство горных работ следует вести так, чтобы формируемые при этом новые ландшафты, сооружаемые выемки, отвалы, поверхностные комплексы, стволы, штольни и т.п. можно было в последующем использовать с макси­мальным эффектом для других народнохозяйственных целей;

3) определение четких коли­чественных критериев допустимых нарушений окружающей среды, не оказывающих вредного воздействия на общую экологию района. Введение таких критериев позволяет более обоснованно защищать окружающую среду от различного рода воздействий путем устранения вредных последствий промышленной деятельности.

Несмотря на временный характер воздействия горных работ на окружающую среду, нельзя не учитывать интенсивных крупномас­штабных преобразований естественной среды в районах горной промышленности: отчуждения территорий, требуемых для сельско­го хозяйства; неблагоприятных для местных экологических систем гидрогеологических и геохимических изменений; загрязнений вредными веществами и химическими элементами почвы и водо­емов, изменения микроклимата и др. Поэтому решению проблемы охраны окружающей среды в горном деле должна предшествовать выработка четкой стратегии и тактики ее инженерной защиты от вредных воздействий.

Таким образом, дисциплина «Экология в горном деле» предназначена для изучения видов воздействия процессов горного производства на окружающую среду; норм оценки различных сред горного предприятия; способов и средств контроля состояния этих сред и мероприятий инженерной защиты природы от негативного влияния горных разработок.

Основные экологические проблемы, которые возникают добыче углей:

– выбросы газа метана, сопутствующего углям, при их добыче;

– образование в огромных количествах твердых отходов при добыче, обогащении и использовании углей;

– нарушение целостности земной поверхности и недр;

– сбросы высокоминерализованных шахтных сточных вод (95 % шахтных вод Донбасса являются солоноватыми или солеными с общей минерализацией от 1,5 до 30 г/дм³ и жесткостью более 14 мг–экв/дм³), приводящих к существенному экологическому ущербу, связанному с деградацией качества воды естественных источников и засолением почв;

– отторжение земельных участков под хранение твердых отходов, образующихся при добыче, обогащении и использовании углей;

– неблагоприятное влияние на водную, воздушную среду и почвы токсичных веществ, выделяющихся в результате всевозможных физико-химических процессов, происходящих в отвалах;

– выбросы в атмосферу токсичных и парниковых газов NO₂, SO₂, CO₂, образующихся в процессе добычи и сжигания угля;

– выбросы в атмосферу высокодисперсных зольных частиц, токсичных микроэлементов и их соединений, образующихся при термообработке углей.

Основными видами отходов на предприятиях угольной промышленности Донбасса являются: шахтная порода, извлекаемая при добыче угля подземным способом (0,25 т/т), порода, вскрыши, хвосты, образующиеся при обогащении углей (0,2 т/т). В Донецкой области образуется около 50 % всех отходов угледобычи и углеобогащения Украины, около 30 % золошлаковых отходов тепловых электростанций. Общий объем отходов, по данным 2001 г. составил 54 млн. т.

На целом ряде шахт и обогатительных фабрик породные отвалы исчерпали свои мощности некоторые из них вышли за черту отведенных земель и требуют отвода новых земель. На предприятиях угольной отрасли утилизируется только 3 % общего объема образующейся породы, используемой для строительства автомобильных дорог и около 8 % флотохвостов потребляется кирпичными заводами. Удельный вес действующих очистных забоев с полной или частичной закладкой выработанных пластов ничтожен. В очень незначительных количествах используются отходы угледобычи, углеобогащения и сжигания углей в качестве вторичных минеральных ресурсов, что приводит к повышенному расходу невосполнимых природных ресурсов.

ЛЕКЦИИ № 2-4