CC BY
27
УДК 504.55.054:622(470.6)
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНЦЕПТ ПРИРОДНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД
В.И. Голик, О.Г.Бурдзиева, М.П. Ганин
Рассмотрены вопросы уменьшения влияния природного выщелачивания руд на окружающую среду. Установлен механизм природного выщелачивания потерянных в недрах руд с негативным влиянием агрессивных растворов на окружающую среду. Приведены сведения о загрязненности основных водных артерий Северного Кавказа. Определены последствия сброса в поверхностные водотоки органических и техногенных загрязнителей.
Ключевые слова: промышленные стоки, металлы, жидкие отходы, экология, природное выщелачивание, руда, окружающая среда.
Добыча полезных ископаемых с каждым годом увеличивает негативное воздействие на элементы биосферы. Несмотря на огромные затраты на уменьшение ущерба среде обитания, темпы ее деградации возрастают
[1-3].
В решении проблемы сохранения окружающей среды обозначились два направления. Одно из них основано на том, что решение экологических проблем может быть достигнуто за счет соизмерения поведения людей с принципами охраны окружающей среды. Это направление ориентировано на децентрализованную систему управления, характерную для рыночных отношений.
Второе направление решает проблему технологическими средствами. Оно предполагает необходимость централизованного управления использованием природным потенциалом в рамках глобальной системы.
При вторжении горными работами в недра Земли с целью извлечения минеральных ресурсов нарушается равновесие элементов гидросферы с изменением качества и режима обращения подземных и поверхностных вод.
Природные воды представляют собой растворы, изменяющие состав при смешивании шахтными или рудничными стоками с жидкими продуктами природного выщелачивания металлов.
К территориям, обладающим разнообразными природными ресурсами и мощностями по их переработке, относится Северный Кавказ. Решение связанных с функционированием минерально-сырьевого комплекса проблем осложняется особенностями региона: наличием ущелий и горных массивов, препятствующих самоочищению гидросреды [4-6].
Эти особенности при добыче и переработке руд, а также при хранении промышленных отходов способствуют развитию процессов мигра-
ции, преобразования в подвижные формы и аккумуляции техногенных элементов в ландшафтах региона. Жидкие стоки влияют на концентрацию микрокомпонентов и величину водородного показателя в бассейнах Северо-Кавказских рек, формирует крупную экологическую проблему.
Целью настоящей статьи является уточнение механизма и уменьшения влияния природного выщелачивания руд на окружающую среду.
Для достижения цели исследования используется комплексный метод, включающий анализ опыта, эксперимент, моделирование и оценку. В результате исследований устанавливаются закономерности управления процессами природного выщелачивания.
Источник химического загрязнения расположен на территории Са-донского рудного района. Источником загрязнения почв данного района тяжелыми металлами являются отходы Мизурской обогатительной фабрики.
При добыче полезных ископаемых России из горных выработок истекает 2,5 млрд км3/год промышленных стоков средний рудник выдает на поверхность около 1000 м /ч вод с различной степенью загрязнения.
Шахтные промышленные стоки содержат металлы в концентрации, соизмеримой с концентрацией этих же металлов в рудах. Например, воды озера Кыллах-Кюэль принимающего стоки рудника Комсомольский комбината «Норильский никель» содержат медь, никель и кобальт с превышением ПДК, соответственно в 1600, 3000 и 600 раз.
Горные предприятия России сбрасывают гидросферу около 18Мт/год растворов химических веществ (табл. 1).
В процессе горных работ часть руды остается в пустотах, формируя техногенные месторождения руд. Наиболее представительны в этом отношении рудники Садонской группы месторождений, возраст которых превышает 180 лет [7-8].
Месторождения формировались в интервале глубин 1500...2500 м в условиях гидростатического давления 500.750 кг/см и геотермического градиента в 32.35 м/град. Состав руд, %: галенит-1,5, сфалерит-5,5, халь-копирит-0,5,пирит-12, карбонаты-4,0 пирротин-2,0.
Руды содержат, %: 55 БЮ2; 5,0СаО; 10- БеО; 7 Б и др. компоненты.
Промышленная эксплуатация месторождения велась с 1863 г. подземным способом с оставлением отходов сортировки руд в выработанном пространстве. За 50 лет содержание металлов в пересчете на цинк уменьшилось в 19 раз.
Только с 1940 по 1967 гг. в потери списано более 300 000 т. руды, более 16000 т свинца и более 26200 т цинка. В недрах Садонского месторождения потеряно 3,5 млн тонн руды и 1,3 млн тонн металлов, что оценивается в 20 % от первоначальных запасов.
Таблица 1
Загрязненность промышленных стоков, мг/л_
Загрязнители Металлы
Вольфрам и молибден Медь, сурьма и ртуть Цинк и свинец Никель и кобальт
Сухой остаток 2000.. .13000 2600.3800 460.5400 360.2000
Ионы кальция 160...200 160.950 16.230 10.140
Ионы магния - 26.60 5.30 8.40
Ионы хлоридов 140.740 200.4500 5.170 10.300
Ионы сульфатов 250.5900 400.4500 40.1500 20.400
Ионы сульфидов 0.1000 0.5 - -
Ионы меди 0.50 0.0,2 0,3.10 0,02.1,8
Ионы свинца 0,4.17 - 0,2.0,8 -
Ионы цинка 0,3.1 0,09.10 0,3.1800 -
Ионы никеля - - - 0,02.0,13
Ионы железа 0,3.1,4 0,2.0,3 - 0,07.13
Цианиды и ро-даниды 0.0,8 - 0.30 0.21
Мышьяк 0,1.6 0.0,05 0.0,1 -
Сурьма 0,1.25 - - -
Молибден 0.740 - - -
С 1942 г. осуществляется разработка ранее списанных запасов верхних горизонтов месторождения, в ходе которой извлечено до половины потерянных руд с балансовым содержанием металлов, однако, большая часть руд осталась в пустотах месторождения, так как переработка их была не рентабельна.
Склонность руд к выщелачиванию зависит от наличия пирротина, которое на различных участках месторождения закономерно изменяется (рис. 1).
Воды, попадающие по трещинам в породах и зонам обрушения в поверхности, орошают руды и выносят растворы металлов на поверхность и в реку Ардон (рис. 2).
При окислении руд 20 % вещества переходит в углекислые соединения, а 80 % остается в сульфатной форме. Темпы окисления снижаются при наличии кальцита, который нейтрализует кислоту и замедляет процесс выщелачивания.
В верховьях вода р. Ардон характеризуется как "чистая" с ИЗВ 0,6. Ниже по течению качество воды ухудшается с повышением содержания меди, железа и цинка (табл. 2), она оценивается как "умеренно загрязненная", а ИЗВ изменяется от 1,2 до 1,63.
Содержание пирротина в руде, %
800
Рис. 1. Формирование зон выщелачивания в зависимости от наличия
пирротина
шт. Архон шт. 22
р. Ун V ал > 1 Гч71 ^ ^ (Архонский р.)) 1 Р- Ардон
А ) N / / \ ^ ) к ) к ) к
Хвостохра- шт. 25 шт. Мизурская р. Садонская
нилище (Холст, р.) (Садонский р.) (Згидский р.)
Рис.2. Схема загрязнения реки продуктами природного выщелачивания
Практика использования феномена выщелачивания металлов водой, моделирующая природное выщелачивание руд, имеет свою историю [912].
На Дегтярном руднике медь выщелачивали водой, которую подавали в количестве 600 м3/ч.
На руднике Майами (США) медьсодержащие породы выщелачивают водой более 80 лет с получением концентрации меди в растворе 0,3 %.
На руднике Мегген (ФРГ) шахтными водами добывают 3 т цинка и 2 т железа в сутки.
Воды реки Уруп при фильтрации сквозь руды выносят в течение года более 20 т меди, 30 т цинка и др. металлы.
Стоки Тырныаузское вольфрамово-молибденовое рудника выносят в реку Баксан растворы природного выщелачивания, содержащие 4мл/л молибдена, 2 мл/л вольфрама и 0,5 мг/л меди.
Таблица 2
Сброс загрязнителей в бассейн р. Ардон, т
Загрязнители 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Азот аммонийный 417,3 94,7 772,9 920,8 904,3 860,2 1144,3
СПАВ 26,9 25,9 14,97 4,3 18,2 25,4 62,5
Взвешенные 2101,6 2579,8 1745,5 2045,7 2838,9 3198,6 3078,2
БПК 2252,8 2579,9 1804,7 1868,7 1877,6 2151,3 2066,9
Железо 9,3 12,2 20,0 9,6 8,0 8,5 14,6
Кадмий - 0,23 - - 0,11 0,55 0,42
Кобальт - 0,29 0,71 0,72 0,27 0,07 0,08
Марганец 1,49 2,1 1,63 1,62 2,25 0,003 1,68
Медь 0,1 0,14 0,11 0,04 0,15 0,15 0,04
Молибден 0,08 0,05 0,09 0,06 0,05 0,07 0,07
Нефтепродукты 7,5 12,5 24,68 19,4 21,9 19,3 21,03
Нитраты 57,8 38,0 278,7 61,5 282,9 55,4 202,5
Нитриты 10,8 9,3 14,1 20,3 15,0 14,8 12,1
Свинец 0,22 0,15 0,03 0,06 0,11 0,35 0,08
Сульфаты - 282,9 124,4 185,8 284,3 435,3 273,2
Хлориды 997,2 4029,2 3380,0 3448,6 3514,8 3310,4 2910,4
Цинк 34,1 8,5 6,0 7,0 10,5 12,4 15,97
Сульфиды 0,35 - - - - - -
При исходном содержании в рудах Какадур -Ханикомского месторождения в сточных водах концентрация цинка достигает 600г/м , увеличиваясь во время дождей.
В стоках Архонского месторождения (Садон, РСО-А) концентрация
3 3
свинца в стоках характеризуется величиной 60 мг/дм цинка и 7,0 мг/дм свинца.
Полупромышленными экспериментами доказана возможность получения из стоков рудника концентрата с содержанием, %: цинка 25, свинца 0,3.0,5, меди 0,15.0,28, кадмия 0,054, кобальта 0,08, железа 6,0, никеля 0,075. Закономерности выщелачивания металлов из минеральных частиц водой установлены нами экспериментально.
В полиэтиленовых колоннах диаметром обеспечивалась скорость
3 3
фильтрации 1,5.2 дм /ч. Каждые 10 дм раствора отстаивались в течение 2.3 часов и опробовались титрометрическим и фотометрическим хро-матным методом.
На окисление на 1 г железа расходуется 1,14 г кислорода. Теоретическая растворимость кислорода воздуха в воде при 1=19°С и давлении 760
мм рт. ст. - 3,1 мг/дм . Максимальное количество кислорода, которое может поступить с 50 дм воды - 455 мг. В 10 кг пробы содержится около 450 г пирита, при его окислении по реакции
Бе + 3,502 + НО = Ре 804 + Н2804, образуется 367,5 г серной кислоты. На реакцию с карбонатами
СаСОз + Н2804 = Са804 + Н2 О + СО, израсходуется 225,4 г кислоты. Для поддержания кислотности воды и др. процессов останется 142,1 г, или 2,8 г/дм .
Для поддержания кислотности раствора на уровне рН=4 необходимо 0,13 г/дм серной кислоты. При окислении 1 г пирита образуется 1,63 г серной кислоты. При взаимодействии с карбонатами 1 молекула кислоты реагирует с одной молекулой карбоната или 0,98 г с 1 г.
Опыт 1.Выщелачивание металлов водой (рН=6,4) из крупных рудных частиц. Среднее содержание железа составило 5,8 мг/дм , меди -15,9 мг/дм . В каждой колонне получено 0,3 г железа и 0,8 г меди. Извлечение по твердым остаткам составило: по свинцу - 7,0 %, цинку - 9,7 %.
Опыт 2. Выщелачивание металлов водой с рН=6,4 из частиц средней крупности. Через каждую из 5 колонн пропускали 50 дм воды со ско-
3 3
ростью 1,5 дм в час. Содержание свинца по 5 циклам составил 3,75 мг/дм , цинка - 10,5 мг/дм . Остаток после выщелачивания 987,0 г содержал свинца 5,6 г и цинка 10,3 г, что соответствует извлечению по свинцу 5,9 %, цинку - 6,8 %.
Стоки рудников горных предприятий содержат металлы, для извлечения которых пригодны электрофизические процессы. Перспективным направлением является метод В.А. Чантурия с комбинированием процессов коагуляции и флотации.
Извлечение из природных растворов меди, хрома, молибдена, вольфрама, никеля, цинка, мышьяка, свинца, олова осуществляется путем совмещенного сорбционного и гидролитического осаждения оксигидрата железа [13-15].
Экологическую проблему формирует сброс стоков горнодобывающего предприятия в поверхностные водотоки [16-18].
Природные воды способны к самоочищению. Зоны распространения каждого загрязнителя конечны, и свойства воды восстанавливаются. Химические же загрязнители в виде солей тяжелых металлов, хлоридов, неорганических кислот и др. не имеют границ распространения и обладают кумулятивным эффектом.
Аномально высокое содержание тяжелых металлов, варьирующее в пределах от сотен до сотен тысяч грамм на тонну сравнимо с содержанием металлов в богатых рудах.
Радикальное сокращение негативного воздействия промышленных стоков на экосистемы прилегающей территории возможно при утилизации их с нейтрализацией химического потенциала эффективными технология-
ми, что снизит негативную нагрузку на экологическую обстановку региона [19-20].
Выводы. Степень влияния продуктов природного выщелачивания металлов из руд на экосистемы окружающей среды определяется составом руд, технологией разработки месторождения и совокупностью природных условий размещения потерянных руд. Окисление руд является следствием электрохимических и физических процессов, протекающих между минеральными зернами в присутствии углекислой влаги из-за разности потенциалов частиц. Выщелачивание металлов из руд адекватно осуществляется природными водами, усиливаясь наличием в составе руд пирротина. Промышленные стоки металло-добывающих предприятий, генерируемые процессами добычи и переработки, являются фактором негативного воздействия на окружающую среду. Управление процессами природного выщелачивания возможно путем усиления окислительного потенциала природных растворителей добавлением промышленных окислителей с извлечением металлов и солей перед сбросом стоков горнодобывающего предприятия в гидросферу.
Список литературы
1. Mining impact on environment on the north ossetian territory / O.G. Burdzieva, V.B. Zaalishvili, O.G. Beriev, A.S. Kanukov, M.V. Maisuradze // International Journal of GEOMATE. 2016. Т. 10. № 1.С. 1693-1697.
2. Broder J. Merkel, Britta Planner-Freidrich. Groundwater Geochemis-try-A pratical guide to modeling of natural and contaminated aquatic sys-tems.Springer, Berlin. 2005. Р.230-238.
3.Дмитрак Ю.В., Камнев Е.Н. АО «Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии» - Путь длиной в 65 лет // Горный журнал. 2016. № 3. С. 6-12.
4. The provision of development conversion perspectives into undeground one for russian iron ore deposits development / V.I. Golik, O.Z. Gabaraev, S.A. Maslennikov, Z.M. Khasheva, L.P. Shulgaty // The Social Sciences (Pakistan). 2016. T. 11. № 18.С. 4348-4351
5. Metal deposits combined development experience / V. Golik, V. Ko-mashchenko, V. Morkun, O. Burdzieva // Metallurgical and Mining Industry. 2015. T. 7. № 6.С. 591-594.
6. Improving the effectiveness of explosive breaking on the bade of new methods of borehole charges initiation in quarries / V. Golik, V. Komashchenko, V. Morkun, G. Irina // Metallurgical and Mining Industry. 2015. T. 7. № 7. С. 383-387.
7. Выщелачивание полиметаллических руд сернокислотно -хлоридными растворами на основе дегазированной воды / Ю.И. Кондратьев, К.К. Хулелидзе, Л.Г. Леонтьева, Р.А. Крамчанин // Устойчивое развитие горных территорий. 2012. № 4(14). С.45-51.
8. Оценка коренных и техногенных месторождений РСО-Алания как возможных объектов применения технологии подземного и кучного выщелачивания / К.К. Хулелидзе, Ю.И. Кондратьев, З.С. Бетрозов, В.Б. За-алишвили // Устойчивое развитие горных территорий. Владикавказ. 2016.№1(Т.8). С.121-127.
9.Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Радченко Д.Н. Проблема использования возобновляемых источников энергии в ходе разработки месторождений твердых полезных ископаемых // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015. № 1. С. 88-96.
10. Комащенко В.И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 4. С. 23-30.
11. Stability analysis of the second site of the sarcheshmeh heap leaching/ N. S. Karimi, M. A. Nabizadeh, M. Ranjbar, B. Shaydaie, F. M. Mollaei // International Mining Congress of Turkey - IMCET. 2003. P. 35-39
12. Ляшенко В.И. Природоохранные технологии освоения сложноструктурных месторождений полезных ископаемых // ФГУП «ГИПРОЦВЕТМЕТ». Маркшейдерскийвестник. 2015. № 1. C. 10-15.
13. Khasheva Z.M., Golik V.I. ^e ways of recovery in economy of the depressed mining enterprises of the Russian Caucasus // International Business Management. 2015. Т. 9. № 6. С. 1210-1216.
14. Качурин Н.М., Левковская В.В. Теоретическое обоснование закономерностей движения загрязненных шахтных вод в очистных фильтрах// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 3. С. 81-87.
15. Matthews T. Dilution and ore loss projections: Strategies and considerations // SME Annual Conference and Expo and CMA 117th National Western Mining Conference-Mining: Navigating the Global Waters. Denver, UnitedStates. 2015. P.529-532.
16. Сарычев В.И., Пушкарев А.Е., Стась Г.В. Производственный травматизм и аварийностьв горнорудной и нерудной промышленности // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Вып. 1. Ч. 2. 2012. С. 199-205.
17. Mwase J. M., Petersen J., Eksteen J. J. A conceptual flowsheet for heap leaching of platinum group metals (PGMs) from a low-grade ore concentrate // Mining Engineering & Metallurgical Engineering, Hydrometallurgy. 2012. Vol. 111-112. P. 129-135.
18. Геоэкологическая оценка эффективности защиты окружающей среды и природоохранительных мероприятий при подземной добыче угля / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, С.З. Калаева, Т.В. Корчагина // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 3. С. 63-81.
19. Xiao Li-ping. Study on Pollution Laws of Coal Gangue Leaching Solution to Groundwater System// Fuxin: Liaoning Technical University. 2007. Р.345-356.
20. Рыльникова М.В., Струков К.И. Экологическая эффективность геотехнологических решений на завершающей стадии подземной добычи руд // Проблемы и решения в экологии горного дела: материалы международной научно-практической конференции. М.: 2017. С. 146-152.
Голик Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., v.i.golikamail.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский государственный технологический университет, главный научный сотрудник Геофизического института Владикавказского научного центра РАН. РСО-Алания,
Бурдзиева Ольга Германовна, канд. геогр. наук, зав. лаб., v. i.golikamail.ru, Россия, Владикавказ, Геофизический институт Владикавказского научного центра РАН. РСО-Алания,
Ганин Михаил Павлович, асп., ecology tsu tulaai, mail.ru, Россия, Тульский государственный университет
ENVIRONMENTAL CONCEPT OF NATURAL LEACHING OF METAL ORES V.I. Golik, O.G. Burdzieva, M.P. Ganin
The issues of reducing the impact of natural leaching of ores on the environment are considered. The mechanism of natural leaching of ores lost in the depths of ores with the negative impact of aggressive solutions on the environment has been established. The data on the pollution of the main water arteries of the North Caucasus are given. The effects of discharging organic and man-made pollutants into surface watercourses are determined.
Key words: industrial effluents, metals, liquid waste, ecology, natural leaching, ore, environment.
Golik Vladimir Ivanovich, Doctor of Technical Science, Full Professor, Head Scientist, v.i.golik@mail.ru, Russia, Vladikavkaz, Geophysical Institute of the Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Science,
Burdzieva Olga Germonovna, Candidate of Geographical Science, Head of a Laboratory v.i.golik@mail.ru, Russia, Vladikavkaz, Geophysical Institute of the Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Science,
Ganin Mihail Pavlovich, postgraduate, ecology_tsu_tula@, mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
Reference
1. Mining impact on environment on the north ossetian territory / O.G. Bur-dzieva, V.B. Zaalishvili, O.G. Beriev, A.S. Kanukov, M.V. Maisuradze // Interna-tional Journal of GEOMATE. 2016. T. 10. № 1. S. 1693-1697.
2. Broder J. Merkel, Britta Planner-Freidrich. Groundwater Geochemistry-A pratical guide to modeling of natural and contaminated aquatic systems. Springer, Berlin. 2005. R.230-238.
3.Dmitrak Yu.V., Kamnev E.N. AO «Vedushchij proektno-izyskatel'skij i nauchno-issledovatel'skij institut promyshlennoj tekhnologii» - Put' dlinoj v 65 let// Gornyj zhurnal. 2016. № 3. S. 6-12.
4. The provision of development conversion perspectives into undeground one for russian iron ore deposits development / V.I. Golik, O.Z. Gabaraev, S.A. Maslennikov, Z.M. Khasheva, L.P. Shulgaty // The Social Sciences (Pakistan). 2016. T. 11. № 18. S. 4348-4351
5. Metal deposits combined development experience / V. Golik, V. Komashchenko, V. Morkun, O. Burdzieva // Metallurgical and Mining Industry. 2015. T. 7. № 6. S. 591-594.
6. Improving the effectiveness of explosive breaking on the bade of new methods of borehole charges initiation in quarries / V. Golik, V. Komashchenko, V. Morkun, G. Irina // Metallurgical and Mining Industry. 2015. T. 7. № 7. S. 383-387..
7. Vyshchelachivanie polimetallicheskih rud sernokislotno-hloridnymi rastvorami na osnove degazirovannoj vody / Yu.I. Kondrat'ev, K.K. Hulelidze, L.G. Leont'eva, R.A. Kramchanin //Ustojchivoe razvitie gornyh territorij. 2012. № 4(14). S.45-51.
8. Ocenka korennyh i tekhnogennyh mestorozhdenij RSO-Alaniya kak vozmozhnyh ob"ektov primeneniya tekhnologii podzemnogo i kuchnogo vyshchelachivaniya / K.K. Hulelidze, Yu.I. Kondrat'ev, Z.S. Betrozov, V.B. Zaalishvili // Ustojchivoe razvitie gornyh territorij. Vladikavkaz. 2016.№1(T.8). S.121-127.
9. Kaplunov D.R., Ryl'nikova M.V., Radchenko D.N. Problema ispol'zovaniya vozobnovlyaemyh istochnikov energii v hode razrabotki mestorozhdenij tverdyh poleznyh iskopaemyh // Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznyh iskopaemyh. 2015. № 1. S. 88-96.
10. Komashchenko V.I. Ekologo-ekonomicheskaya celesoobraznost' utilizacii gor-nopromyshlennyh othodov s cel'yu ih pererabotki // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2015. № 4. S. 23-30.
11. Stability analysis of the second site of the sarcheshmeh heap leaching N. S. Karimi, M. A. Nabizadeh, M. Ranjbar, B. Shaydaie, F. M. Mollaei // International Mining Congress of Turkey - IMCET. 2003. P. 35-39
12.Lyashenko V.I. Prirodoohrannye tekhnologii osvoeniya slozhnostrukturnyh mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh // FGUP «GIPROCVETMET». Markshejderskij vestnik. 2015. № 1. C. 10-15.
13. Khasheva Z.M., Golik V.I. The ways of recovery in economy of the de-pressed mining enterprises of the Russian Caucasus // International Business Man-agement. 2015. T. 9. № 6. S. 1210-1216.
14. Kachurin N.M., Levkovskaya V.V. Teoreticheskoe obosnovanie zakonomernos-tej dvizheniya zagryaznennyh shahtnyh vod v ochistnyh fil'trah // Izvestiya Tul'skogo gosu-darstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2016. № 3. S. 81-87.
15. Matthews T. Dilution and ore loss projections: Strategies and considera-tions // SME Annual Conference and Expo and CMA 117th National Western Mining Conference-Mining: Navigating the Global Waters. Denver, United States. 2015. P.529-532.
16. Sarychev V.I., Pushkarev A.E., Stas' G.V. Proizvodstvennyj travmatizm i ava-rijnost' v gorno-rudnoj i nerudnoj promyshlennosti // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki. Vyp. 1. Ch. 2. 2012. S. 199-205.
17. Mwase J. M., Petersen J., Eksteen, J. J. A conceptual flowsheet for heap leaching of platinum group metals (PGMs) from a low-grade ore concentrate // Mining Engineering & Metallurgical Engineering, Hydrometallurgy. 2012. Vol. 111-112. P. 129-135.
18. Geoekologicheskaya ocenka effektivnosti zashchity okruzhayushchej sredy i pri-rodoohranitel'nyh meropriyatij pri podzemnoj dobyche uglya / N.M. Kachurin, G.V. Stas', S.Z. Kalaeva, T.V. Korchagina // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2016. № 3. S. 63-81.
19. Xiao Li-ping. Study on Pollution Laws of Coal Gangue Leaching Solution to Ground-water System// Fuxin: Liaoning Technical Uni-versity. 2007.R.345-356.
20. Ryl'nikova M.V., Strukov K.I. Ekologicheskaya effektivnost' geo-tekhnologicheskih reshenij na zavershayushchej stadii podzemnoj dobychi rud // V sbornike: Problemy i resheniya v ekologii gornogo dela: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. M.: 2017. S. 146-152.
УДК 556.3+004.94+624.13
ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДТОПЛЕНИЯ МЕЖБАЛОЧНЫХ ПРОСТРАНСТВ ГОРОДА РОСТОВА-НА-ДОНУ
А.В. Гридневский, А.Ю. Прокопов
Геофильтрационная структура территории города сформирована в условиях неоген-четвертичной истории морского и континентального осадконакопления. Сочетание региональных водоупоров, гидрогеологических окон, широкого диапазона водопроницаемости грунтов является причиной разнообразия гидрогеологических условий. Методом численного моделирования идентифицированы параметры главных элементов фильтрационной структуры толщи. Ведущую роль в развитии подтопления межбалочных пространств играют техногенные потери, водоупорные скифские глины, в меньшей степени - нижне- и среднечетвертичные суглинки. Сдерживающим фактором является система эрозионных врезов - естественного дренажа грунтовых вод. На локальном примере исследована чувствительность процесса подтопления к глубине залегания грунтовых вод, объему постоянных водопотерь и интенсивности атмосферных осадков. Определены критические значения указанных факторов, провоцирующие подтопление.
Ключевые слова: геофильтрация, подтопление, прогноз, численное имитационное моделирование, планирование эксперимента.
Подтопление развивается в большинстве крупных городов. Вероятность его возникновения определяется техногенной деятельностью и сложившимися гидрогеологическими условиями [1 - 3]. Для разработки эффективных мер предотвращения этого негативного процесса важно решить
