Эколого-экономическая оценка технологических схем рекультивации недр при открытой геотехнологии Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

--------------------------------------- © Ю.О. Славиковская, 2011

УДК 622.882 Ю.О. Славиковская

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕДР ПРИ ОТКРЫТОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ

Проведен анализ соответствующей экологической ситуации в регионе и дана экономическая оценка возможных технологических схем технической рекультивации недр больших и малых карьеров.

Ключевые слова: добыча, окружающая среда, экология, гидросфера, рекультивация земель, месторождение, ландшафт.

Горно-промышленный комплекс

— один из крупнейших источников существенного негативного воздействия на окружающую среду, затрагивающий практически все ее элементы (литосферу, гидросферу, атмосферу, растительный и животный мир).

Ежегодно в мире добывается и перерабатывается свыше 1000 млрд.т минерального сырья и 15—18 млрд м3 пустых пород. В.И. Вернадский не случайно назвал человечество преобразующей геологической силой. В России более 5000 карьеров, разрезов, приисков, которые занимают около 1,5 млн га. Ещё больше площадь земель, занятых отвалами, шламохранилищами, террикони-ками.

В целом охране окружающей среды горнодобывающими предприятиями уделяется соответствующее внимание, но в тоже время основное внимание направлено на борьбу с вредным воздействием на окружающую природную, социальную среду и последствия вредных выбросов, стоков и отходов горного производства и обогатительного передела.

Безусловно, деятельность горнопромышленного комплекса заслуживает дальнейшего изучения и разработки эф-

фективных природоохранных мероприятий по предотвращению или уменьшению результатов негативного воздействия. Однако, что касается недр, то природоохранные мероприятия связаны в основном с экономией расходования земельного фонда, рекультивацией нарушенных земель, предотвращением загрязнения прилегающих территорий продуктами смыва с нарушенных земель путем регулирования поверхностных стоков. В тоже время в результате деятельности горного предприятия происходит нарушение самой природы недр.

В результате деятельности горнодобывающих предприятий, особенно ведущих отработку месторождений открытым способом, в недрах образуются огромные пустоты. Объемы выработанного пространства наиболее крупных железорудных карьеров России достигают 800 млн м3, а параметры карьерных полей по длине составляют от 1,5 до 3,0 км и ширине от 1,4 до 6,3 км (табл. 1). Глубина отдельных карьеров достигает 600 м — это Си-байский карьер (Башкирский медносерный комбинат), Коркинский угольный разрез и ряд других.

Классификация карьеров в зависимости от объемов выработанного пространства

№ Объем выработанного пространства, млн.м3 Площадь карьерного поля, тыс.м2 Глубина карьера, м Удельный вес группы, %

1 До 50,0 50,0—1500,0 50,0—70,0 50,0

2 50,0—100,0 1500,0—3000,0 100,0—150,0 21,43

3 100,0—150,0 3000,0—4000,0 150,0—200,0 14,29

4 200,0 и свыше 6000,0 и свыше 350,0 и свыше 14,28

Практика природопользования показывает, что при техногенном нарушении какой-либо компоненты окружающей среды всегда происходит изменение свойств остальных ее составляющих.

Многолетние накопленные пустоты, помимо нарушения поверхности приводят к нарушению напряженно-деформированного состояния рудного массива, в недрах образуются трещины, разрывы, оползни, обвалы.

Согласно исследованиям, проведенным в ИГД УрО РАН, под влиянием горных работ формируется внутренняя зона деформации, образующаяся непосредственно вокруг выработанного пространства под воздействием уравновешенной системы сил, и внешним, возникающим за счет нарушения изостазии при перемещении полезного ископаемого и вскрышных пород. При этом размеры внутренних зон составляют 2—3 средних радиусов выработанного пространства, а у внешней зоны, деформации могут распространятся практически на 20—30 средних радиусов.

Изменяется гидрогеологический режим горных отводов, в результате нарушения водоносных горизонтов и обезвоживания продуктивных пластов пресных вод.

В горно-промышленных районах существенно изменяется ландшафт местности в связи с образованием огромных карьерных выемок, рукотворных горных отвалов вскрышных пород, объем кото-

рых на крупных карьерах достигает 50,0—60,0 и более млн м3. Исчезают целые горы за счет отработки месторождений полезных ископаемых залегающих в них. На Урале, в Челябинской области исчезла гора Магнитная, в Тагило-Кушвинском районе Свердловской области не стало горы Благодать в связи с отработкой железных руд, залегающих с них. С переходом к рынку и существенным развитием предпринимательской деятельности возникло огромное количество мелких горных предприятий, ведущих отработку месторождений строительных материалов как правило, открытым способом, который наносит существенный экологический ущерб местности, нарушая целостность ландшафта.

Значимость управления экологической безопасностью недр с каждым годом возрастает. Это актуально для крупных горнодобывающих районов, особенно для старых горно-заводских регионов, к которым можно отнести Уральский регион, Кузбасс и ряд других, в связи с чем возникает необходимость решения проблемы по рекультивации пустот недр, нарушенных горными работами и изысканию путей по сокращению и восстановлению ландшафта местности или по существенному сокращению его нарушений. Учитывая огромные объемы чаш карьеров до 300 и более млн м3 и целый ряд других факторов, рекультивация недр при открытом

способе разработки месторождений в постотработочный период может вестись в двух основных направлениях.

Разработка конкретного крупного месторождения предопределяет адаптивную к нему систему действий недропользователей в пространственном и временном аспектах. Решение проблемы организации экологической безопасности территории крупного горнопромышленного комплекса целесообразно представлять в трех взаимоувязанных блоках: организации территории месторождения или комплекса месторождений в целом, во времени разработки месторождений и в постотработочном периоде. В этом случае уже при проектировании горнодобывающего предприятия необходимо предусматривать в выработанном пространстве карьера, соответствующие профилю хозяйства данного района и климатической зоне различные объекты социального уровня (водоемы, зоны отдыха и проч.), формирование нового ландшафта местности.

Проведение непосредственной технической рекультивации недр, которая заключается в первоначальной ликвидации образованных пустот недр на основе размещения в них твердых масс с последующей биологической рекультивацией их поверхности.

Техническая рекультивация недр позволяет сохранить ландшафт полностью на равнинной местности и ликвидировать в какой-то степени последствия нарушения недр горнодобывающим предприятием. После проведения биологической рекультивации в хозяйственную деятельность включаются огромные земельные площади. Стабилизируется напряженно-деформированное состояние горного массива в районе действия горнодобывающего предприятия, хотя полностью его восстановление едва ли возможно.

После проведение соответствующих технических мероприятий (формирование подстилающих экранов при засыпке пустот, создание гидроизолирующих перемычек и т.д.) возможно восстановление гидрогеологического режима местности.

Принятие решения о выборе того или иного направления зависит от целого ряда факторов: особенностей региона, где залегает месторождение полезных ископаемых, его инфраструктура, плотность населения и проч. Определенную роль в этом комплексе вопросов играет эколого-экономическая оценка технологической схемы рекультивации недр в каждом конкретном случае.

Возможен целый ряд технологических схем рекультивации недр. Размещение в постотработочном периоде в карьерных выемках хвостов обогатительного передела. Данная технологическая схема рекультивации начинает применяться на ряде ГОКов. Так на Высокогорском ГОКе отходы обогатительной фабрики размещают в отработанном Главном карьере.

Размещение в карьерной выемке пород вскрыши, используя старые отвалы, или размещая вскрышные породы с действующих предприятий, а так же проведение специальных мероприятий по засыпке карьерных выемок. Использование карьерных выемок в качестве потенциального георесурса для размещения в целом отходов каких-либо производств.

Все технологические схемы по технической рекультивации недр на последнем этапе должны завершатся биологической рекультивацией поверхности.

На основании исследований выполненных в ИГД УрО РАН были проанализированы параметры свыше 50 карье-

ров по разработке рудных и нерудных месторождений (по добыче известняка, щебня, доломита). В таблице 1 приведена их группировка по глубине разработки и объемам выработанного пространства, из которой видно, что небольшие карьеры, глубиной до 50—70 м. составляют в общем объеме 50 %, а занимаемая ими земельная площадь находится в пределах 50—1500 тыс.м2, при объеме выработанного пространства до 50

3

млн.м .

С ростом глубины карьера резко возрастает объем выработанного пространства, при этом занимаемая площадь в 3—4 раза превышает объемы выработанного пространства.

На наш взгляд, исходя из большого количества карьеров небольшой глубины, а с переходом к рыночной экономике и развитием предпринимательской деятельности количество малых карьеров существенно возрастает, необходимо говорить об их обязательной технической рекультивации.

Для карьеров большей глубины решение об их обязательной технической рекультивации должно приниматься на основании анализа соответствующей экологической ситуации в регионе и экономической оценкой возможных технологических схем ее проведения.

В более общем виде экологоэкономическая оценка технической рекультивации недр, рассматривая ее в качестве методического подхода, может быть выполнена с использованием следующих показателей.

Возможный экономический эффект получаемый горнодобывающим предприятием при складировании отвальных пород в выработанное пространство (Р°~ общ, руб.) можно определить следующим образом:

Р°°бщ. = £ А' ' аи ^ + £ ДО/ ай ^ -

t=1 t=1

- ^фаи і — ^Оїай і. (1)

і=1 і=1

Суммарная экономия на платежах за загрязнение окружающей среды

т

^А/ ї аи і (руб.):

і=1 т

^ А/ ї аи .і = А/ а + А/ ї + А/ д, (2)

і=1

где А/ а — экономия на платежах за загрязнения атмосферного воздуха за счет снижения пыления отвала (руб.); А/ ї

— экономия на платежах за размещение отходов (руб.); АІ д — экономия на платежах за пользования земельными ресурсами за счет сокращения площадей занятых под отвалами (руб.).

Суммарный предотвращенный ущерб окружающей среде за счет складирования отвальных пород в выработанное т

пространство ^ Ої аи .і (руб.):

і=1

т

^ Ої аи .і = АОа + АОї + АОд+

і=1

+АО/ +АОё, (3)

где АОа — предотвращенный ущерб в результате сокращения пыления отвала (руб.); АОї — предотвращенный ущерб в результате сокращения объемов размещаемых отходов (руб.); АОд — предотвращенный ущерб земельным ресурсам в результате сокращения площадей занятых под отвалы (руб.); АО'і — предотвращенный ущерб недрам в результате закладки части выработанного пространства (руб.); АОё — предотвращенный ущерб ландшафту местности в результате сокращения площади отвала и закладки выработанного пространства (руб.).

Суммарные затраты на рекультивацию выработанного пространства за

счет складирования отвальных пород

^&аи * (руб):

і=1 т

^ дай і = <у + Оо + Об + О'ї а (4)

і=1

где Зп — суммарные затраты связанные с подготовкой выработанного пространства к укладе отвальных пород (руб.); Зт — затраты на транспортировку 1т. пород (руб./т); Зф — затраты на формирование поверхности (руб.); Зпог — затраты на погрузку 1т. пород (руб./т).

Остаточный ущерб, наносимый окружающей среде в результате не полной рекультивации выработанного про-т

странства ^ Ої аи .і (руб.):

і=1

т

^ Ої аи .і = Оа + Ої + Од + О'і + Оё, (5)

і=1

где Уа — остаточный ущерб атмосферному воздуху в результате пыления отвалов (руб.); Уо — остаточный ущерб в результате не полного складирования отвальных пород в выработанное пространство (руб.); Уз — остаточный ущерб земельным ресурсам в результате не полной ликвидации отвала (руб.); Ун

— остаточный ущерб недрам в результате не полной закладки выработанного пространства (руб.); Ул — остаточный ущерб ландшафту местности в результате его не полного восстановления (руб.); t = = 1,2,....Т — период проведения работ по рекультивации недр (годы).

Возможный экономический эффект получаемый горнодобывающим предприятием при складировании хвостов обогащения в выработанное пространство (Робщ, руб.):

тт

АІ ї аи і + ^ Ої аи і -

і=1 і=1

-^ ої аи і -^ Ої аи і. (6)

і=1 і=1

Экономия на платежах за загрязнение

т

окружающей среды ^ АІ ї аи .і (руб.):

і=1

т

^ АІ ї аи .і = АІ а + АІ ї + АІ д (7)

і=1

где АІ а — экономия на платежах за сброс загрязняющих веществ (руб.); АІ ї — экономия на платежах за размещение отходов (руб.); АІ д — экономия на платежах за пользования земельными ресурсами (руб.).

Суммарный предотвращенный ущерб окружающей среде в результате складирования хвостов обогащения в выработан-т

ное пространство ^АОї аи .і (руб.):

і=1

т

^ АОї аи .і = АОа + АОї + АОд+

і=1

+АО'і + АОё (8)

где АОа — предотвращенный ущерб в результате сокращения сброса загрязняющих веществ (руб); АОї — предотвращенный ущерб в результате сокращения объема размещаемых отходов (руб.); АОд — предотвращенный ущерб земельным ресурсам за счет не изъятия земель под строительство нового шла-мохранилища (руб.); АО'і — предотвращенный ущерб недрам в результате закладки выработанного пространства (руб.); АОё — предотвращенный ущерб ландшафту местности (руб.).

Суммарные затраты на рекультивацию недр на основе складирования отходов обогатительного передела в выработанное т

пространство ^ АОї аи .і (руб):

і=1

]Т аої а и і = о + Оо, (9)

і=1

еії аи =у^

где Зп — суммарные затраты на подготовку выработанного пространство к складированию отходов обогатительного передела (руб.); Зт — затраты на транспортировку 1т. хвостов (руб./т).

Остаточный ущерб, наносимый окружающей среде в процессе рекульти-

Т

вации недр £ О/ай ^ (руб):

t=1

Т

£ О/ ай ^ = Оа + ДО/ + ДОд+

t=1

+О/ + Оё (10)

где Ув — остаточный ущерб в результате сброса сточных вод (руб); У° — остаточный ущерб в результате размещения некоторой части хвостов обогащения в шламохранилище или не полного складирования хвостов

обогащения из шламохранилища в выработанное пространство (руб.); Уз — остаточный ущерб земельным ресурсам в результате сохранения существующего шламохранилища (руб.); Ун — оста-

точный ущерб недрам в результате их не полной закладки (руб.); Ул — остаточный ущерб ландшафту местности в результате сохранения существующего шламохранилища и не полной закладки выработанного пространства (руб.).

На сегодня в Российском экологическом и налоговом законодательстве не заложены стимулирующие или фискальные инструменты для проведения технической рекультивации недр и восстановлению ландшафта местности после окончания разработки месторождения. При размещении отходов в выработанном пространстве предприятия руководствуются только дефицитом земельных участков, а так же платежами за пользование земельными ресурсами и платежами за отчуждение земель, которые за последнее время, в связи с введением кадастровой стоимости земель и использованием ее в качестве налогооблагаемой базы, возросли в разы. [ІТШ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ ---------------------------------------------------------------

Славиковская Ю.О. — кандидат экономических наук, старший научный сотрудник лаборатории горной экологии ИГД УрО РАН, direct@igd.uran.ru

А