CC BY
53
© В Е.А. Усков, Л.А. Кущсв, 2007
УДК 581.5:502.5(075.8)
Е.А. Усков, Л.А. Кушев
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ГОРНОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ В РЕГИОНЕ
Семинар № 11
Регион Курской магнитной аномалии, являясь развитым промышленным районом, подвержен значительным антропо-техногенным нагрузкам на окружающую среду. Связано это с тем, что основной вид промышленности - горнодобывающее и горно-обогатительное производство, как и другие отрасли первичной обработки природных минеральных ресурсов, оказывают максимальное негативное влияние на экологическую систему.
В центральной части КМА расположены крупнейшие горно-обогатительные комбинаты: Михайловский
(Курская обл.), Лебединский, Стойленский ГОКи, комбинат «КМАруда» (Белгородская обл.), суммарная годовая добыча которых по сырой руде превышает 110 млн. т в год. При производстве железорудного концентрата со средним коэффициентом извлечения 0,4, ежегодно образуется около 60 млн. т отходов обогащения - хвостов обогатительных фабрик. В среднем можно считать, что на каждую тонну концентрата приходится 1,5 т отходов на стадии обогащения. Кроме того, при открытой разработке месторождений по горнотехническим условиям на 1 т концентрата складируется до 3-3,5 т отходов в виде вскрышных пород. Сегодня на КМА
за 40 лет горнорудной деятельности заскладировано более 2,5 млрд. м3 вскрышных пород (почти 5 млрд. т) и более 1,0 млрд. т хвостов обогащения. Особенностью железорудных месторождений КМА является то, что значительная часть вскрышных пород (рыхлая вскрыша) представлены глиной, песком, мелом, и поставлены на баланс ГОКов как общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ). (табл. 1), [1]. Как видно из таблицы, доля использования пород вскрыши не превышает 25,3 % по Белгородской обл. (доля РФ для черной металлургии составляет 18 %), а хвосты обогащения почти не используются. Общий объем добычи сырой руды и образования отходов обогащения по региону КМА представлен на рисунок.
При годовом объеме добычи руды по Белгородской области 70 млн. т, объем пород вскрыши составляет 28 млн. м3, при этом 21 млн. м3 из них требуют размещения (складирования) на поверхности. При удельной вместимости породных отвалов 0,346 млн. м3/Га, размещение такого объема пород потребует отторжения земель под отвалы в количестве 60 Га/год.
Ежегодное размещение 45 млн.т хвостов обогащения (29 млн.м3) при
1995 1997
^^^"цобыча сырой руды
2000 2002 2004
_ образование отходов обогащения
средней вместимости хвостохранилищ 0,239 млн.м3/Га требует образования поверхностных хвостохранилищ на площади 120 Га/год. Это наносит огромный вред региону, учитывая что земли Белгородской области сложены плодородными черноземами. Из года в год ухудшается общее экологическое состояние среды, изменяются физико-химические и плодородные свойства черноземных почв, загрязняется воздушный бассейн из-за интенсивного пыления отвалов и осушенных пляжей хвостохранилищ.
Государственным центром агрохимической службы обследовано около 800 тыс. Га пашни на содержание тяжелых металлов. Среднее содержание Cd в почвах области на 28-34 % превышает общепринятый (0,5 мг/кг) кларк. Среднее количество Zn составляет 45±6,0 мг/кг и хорошо согласуется с кларком этого металла (50 мг/кг). Среднее содержание Cu составляет 13,9±0,9 мг/кг, что на 31 %
меньше кларка (20 мг/кг). Среднее содержание РЬ 17±1,1 мг/кг, на 7,1 % превышает кларк (10 мг/кг) [2].
Все обследованные почвы Белгородской области по содержанию РЬ, 7п, Си относятся к 1 и 2 группам. По количеству С<1 выявлено 7,0 тыс.Га почв, относящихся к 3 группе (это группа неудовлетворительного экологического состояния с содержанием С<1 от 1 до 2 ОДК). Все почвы 3 группы по содержанию С<1 имеют рН<5,5. В Губкинском районе на расстоянии 1,2,3,4 км от промпло-щадки ЁГОКа ежегодно оседает соответственно 401,226,97 и 47 кг/Га пыли, содержащей большое количество тяжелых металлов.
От предприятий черной металлургии в атмосферный воздух поступает более 50 тыс. т загрязняющих веществ, ежегодный прирост составляет почти 10 %. Выбросы предприятий металлургического комплекса и горнодобывающей промышленности составляют 56,3 % от общих выбросов
Таблица 1
Добыча и использование общераспрастраненных полезных ископаемых на ГОКах Белгородской обл.
показатели 1997 год 1998 год 1999 год
ЛГОК СГОК ЛГОК СГОК ЛГОК СГОК
Добыто пород вскрыши, 3 тыс.м 15348 11171
Использовано пород 3 вскрыши всего, тыс.м В том числе на свои нужды Сторонним организациям 2933 3116 2797,3 4968 2564,6 4394 3168 1226
Доля использованных пород вскрыши, % 19 21,5 18,6 45,3 25,3 33,2
Использование хвостов обогащения, тыс. м3 2200
Доля использованных хвостов, % 48,7
Заскладировано в спецот-валы на конец года: Окисленные кварциты, кт Содержание железа в них, % Мел, кт Содержание СаО в них, % Мергель, кт Содержание СаО в нем, % 50837 33,71 68595 33,2 1108714 5484 37585 43,98 54352 33,52 75338 33,2 109636 54,84 37585 43,98 57369 33,47 82436 33,2 113031 54,84 37585 43,98
Накоплено хвостов обогащения на конец года, Мт Содержание железа в хвостах, % 473,50 12,0 61,694 12,45 497,30 11,94 65,733 12,32 522,7 11,86 68,508 12,21
Балансовые запасы на конец года: Глина и суглинки, тыс.м3 всего Из них: категорий А+В+С1 С2 Мел (категории А+В+С1), кт Пески, кт Сланцы кристаллические, амфиболиты, тыс.м3, всего Из них: категорий А+В+С1 С2 Кварцитопесчанники, кварцевые порфиры, тыс.м , всего Из них категории А+В+С1 С2 28789 16804 11985 275034 164497 387531 154111 233420 589452 261972 327480
по области (табл. 2) [1]. Одним из хранилищ. Подсчет годовых выбросов
главных источников пылевых выбро- с хвостохранилищ (пылящей считается
сов являются пылящие пляжи хвосто- 25 % их площади) показывает, что
Таблица 2
Загрязнение атмосферы крупнейшими предприятиями области
Предпри- ятие Масса выбросов загрязняющих веществ, тыс.тн
Всего В том числе
Твер- дые Г азообразные Из них
Сернистый ангидрид Оксид углерода Оксиды азота Углево- дороды ЛОС
ОАО «ОЭМК» 29,5 3,0 26,5 0,6 21,1 4,7 0,02
ОАО «ЁГОК» 16,3 12,3 4,0 1,9 1,2 0,8 0,02 0,04
ОАО «СГОК» 2,4 1,1 1,3 0,2 0,8 0,1 0,1 0,01
при удельных выбросах 277,3 т/год с 1 га пылящей поверхности, общие годовые выбросы с хвостохранилищ ГОКов превышают 8319 т/год. Причем, ежегодное наращивание площадей хвостохранилищ без закрепления или рекультивации консервируемых карт может привести к необратимым последствиям, т.к. радиусы разлета твердых частиц диаметром 100 мкм и менее составляют 15-20 км, в результате чего образуются зоны геохимических аномалий на значительных территориях.
Существуют технологии по использованию отходов обогащения (производство тротуарной плитки, строительных материалов и т.п.), но объемы спроса подобных ТНП ничтожно малы по сравнению с объемами образования хвостов. Именно поэтому на сегодняшний день повышенного внимания требуют вопросы инженерной защиты окружающей среды и утилизации отходов горно-обогатительного производства.
В настоящее время на горно-обогатительных комбинатах применяются различные способы закрепления пылящих поверхностей (гидротехнический, механический способы, технологическое или биологическое закрепление, химическая стабилизация,
рекультивация хвостохранилищ и породных отвалов). Однако, известные инженерные способы защиты окружающей среды оказываются дорогостоящими, а зачастую и малоэффективными. Поэтому, следует изыскивать альтернативные способы охраны окружающей среды.
Одним из таких способов является утилизация отходов обогащения, включающая их размещение в отработанных подземных камерах. Такая технология в настоящее время внедряется на шахте им. Губкина ОАО «Комбинат КМАруда». На 1.01.2006 г. в подземных камерах размещено 490 тыс. т хвостов обогащения (в сухом весе).
Разработка нового способа охраны окружающей среды потребовало предварительного изучения следующих вопросов:
• условий размещения хвостов обогащения в подземном выработанном пространстве (выбор обособленного участка, гидроизоляция прилегающего шахтного поля, подачи пульпы и пр.);
• качественно-количественных показателей подаваемой пульпы с определение химического, вещественного, гранулометрического составов и
водно-физических параметров хвостов обогащения;
• изучения влияния техногенных факторов на подземную среду (исследование фильтрационных процессов в горных породах и хвостах, баланса оборотного водоснабжения, степени загрязнения или очистки воды и т.д.).
1. Состояние окружающей природной среды Белгородской области в 1999 году. Государственный комитет по охране окружающей среды Белгородской области, Белгород, 2000, 130 с.
Наряду с экологической безопасностью, неоспоримым преимуществом внедряемой технологии является ее геодинамическая безопасность, поскольку размещение отходов в подземных камерах ведет к сокращению накопленных подземных пустот, общий объем которых на шахте им. Губкина составляет 44 млн .м3.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Состояние окружающей природной среды Белгородской области в 1998 году. Государственный комитет по охране окружающей среды Белгородской области, Белгород, 1999, 115 с. ШИН
— Коротко об авторах------------------------------------------------------------
Усков Евгений Александрович - ведущий инженер-эколог, ОАО «Комбинат КМАру-да», Центральная отраслевая санитарно-техническая лаборатория (ЦОСТЛ),
Кущев Леонид Анатольевич - профессор, доктор технических наук, Белгородский Государственный технический университет им. Шухова, кафедра Теплогазоснабже-ния и вентиляции.
---------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕДУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НАРЫШКИНА Ольга Анатольевна Выбор технологии глубоководного гидроподъема при добыче железомарганцевых конкреций в субтропической зоне Тихого океана 25.00.18 к.т.н.
