CC BY
83
1. Методика индивидуальной оценки работников шахты, разработанная рабочей группой проекта.
2. Мотивация на 100 %: А где у него кнопка?/С.В. Иванова. - М.: Альпина Бизнес Букс, 2005-288 с.
3. Оплата по результату. Из опыта оплаты труда персонала в США/Под редакцией Питера Т. Чингоса, Диалектика, 2004-406 с. ЕШ
— Коротко об авторах-------------------------------
ТимировД.А., Губина Т.С. - Воркутинский горный институт».
------------------------------------------- © А.Н. Петин, 2007
УДК 533.042;662.502 А.Н. Петин
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА И ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ В ЖЕЛЕЗОРУДНОМ БАССЕЙНЕ КМА
Семинар № 8
Железорудный бассейн Курской магнитной аномалии
- один из крупнейших в мире по своим размерам и запасам руды. По ме-таллогеническому районированию [2] докембрийского кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы он относится к Курской железорудной провинции - обширнейшей региональной рудоносной площади, совпадающей в геострук-турном плане со структурой Воронежского кристаллического массива
(ВКМ), именуемого Воронежской ан-теклизой. Фундамент на территории бассейна сложен метаморфическими и магматическими породами архея и нижнего протерозоя. Он перекрыт субгоризонтально залегающей осадочной толщей главным образом рыхлых обводненных пород преимущественно мезокайнозойского возраста. Мощность осадочного чехла изменяется от 35-200 м в своде антеклизы до 800-1200 м в ее юго-западном крыле.
В бассейне КМА сосредоточены два основных геолого-промышленных типа руд: железистые кварциты и богатые железные руды.
Залежи железистых кварцитов представлены пластами мощностью до 200-500 м моноклинального или сложноскладчатого залегания. Падение их крутое до субвертикального. Среднее содержание Реобщ в балансовых рудах колеблется по отдельным месторождениям от 31,2 до 38,6 % [3].
Богатые железные руды залегают в коре выветривания железистых кварцитов. Они представляют собой остаточные и переотложенные продукты доверхневизейского латеритного выветривания железистых кварцитов. Остаточные руды образуют на «головах» железистых кварцитов покровные линейно-площадные залежи мощностью от 3 до 200 м и более. Пере-отложенные (остаточные) руды приурочены к пониженным формам рельефа кристаллического фундамента, располагаясь на остаточных рудах, или встречаются в виде прерывистых мелких тел, окаймляющих залежи остаточных руд. Средняя мощность залежей богатых руд по отдельным месторождениям бассейна варьирует от 10-20 м в Оскольском и Михайловском рудных районах до 50-125 м - в Белгородском. Содержание железа в богатых рудах колеблется от 45 % в существенно карбонатных разновидностях до 69 % в мартитовых [2].
Балансовые запасы железных руд КМА на 01.01.2001 г. по категориям А+В+С1+С2 составляют 66,17 млрд т, в том числе железистых кварцитов
- 36,82 млрд т (55,65 %) и богатых железных руд 29,35 млрд т (44,4 %). Основная доля (78 %) разведанных запасов руд всех типов сосредоточена в Белгородской области (14 из 18 крупных месторождений). На Кур-
скую область приходится 21,8 %, на Орловскую - 0,2 % всех балансовых запасов железных руд бассейна КМА. Прогнозные ресурсы железных руд КМА оцениваются в 123,6 млрд т. Основная их масса (60 %) находится также в Белгородской области, остальные в Курской (23 %) и Орловской (17 %). Прогнозные ресурсы КМА составляют 82,2 % от прогнозных ресурсов руд России [3].
В Белгородской области железные руды сосредоточены в двух железорудных районах - Оскольском и Белгородском.
Оскольский рудный район хорошо изучен. Здесь, начиная с 1923 г. бурением и геофизическими методами выявлено и разведано 11 железорудных месторождений и исследовано с разной степенью детальности более 30 участков и геофизических аномалий. Глубина залегания руд под толщей обводненных осадочных отложений составляет 55-200 м. Наиболее крупными из них - Коробковское, Лебединское, Стойло-Лебединское, Стойленское, Приоскольское, Салты-ковское, Осколецкое, Погромецкое и Чернянское месторождения, балансовые запасы которых представлены главным образом легкообогатимыми магнетитовыми железистыми кварцитами в количестве 18,05 млрд т категорий А+В+С1 и 5,07 млрд т категории С2. Общие запасы богатых руд всех категорий составляют 0,75 млрд т. К наиболее перспективным для прироста железистых кварцитов относятся Северо-Волотовский и Панковский участки.
Белгородский рудный район расположен в западной части Белгородской области и приурочен к югозападной части Михайловско-Белгородской металлогенической зоны. Здесь на относительно небольшой по площади территории сосредоточены
крупнейшие и уникальные по качеству месторождения богатых железных руд
- Яковлевское, Гостищевское, Разу-менское, Большетроицкое, Шемраев-ское, Ольховатское, Висловское, Мелиховское, Шебекинское, Олимпийское. Три последних месторождения помимо железной руды содержат алюминиевое сырье - бокситы. В пределах Белгородского рудного района железные руды располагаются на глубинах от 450 до 800 м и глубже, они перекрыты значительной толщей обводненных пород осадочного чехла, поэтому промышленное значение имеют только богатые руды.
В Курской области на учете Государственного баланса стоят три месторождения - Михайловское, Курба-кинское и Дичнянско-Реутское, наиболее крупнще из них Михайловское. Его балансовые запасы всех категорий составляют 13,6 млрд т железистых кварцитов и около 300 млн т богатых руд. Запасы Курбакинского месторождения - 92,1 млн т богатых руд, Дичнянско-Реутского месторождения богатых руд - 193 млн т [2, 3]. Весьма перспективными для прироста запасов железистых кварцитов являются Лев-Толстовский, Яценский и Щигровский участки. Глубина залегания железных руд на этих месторождениях составляет 50-250 м.
В Орловской области разведано одно - Новодятловское месторождение богатых руд с балансовыми запасами А+В+С1 117,6 млн т. Кроме того здесь выявлены перспективные Нарышкинский, Орловский и Воронежский участки железистых кварцитов. Глубина залегания железных руд в этом районе составляет 260-300 м.
В настоящее время Лебединское, Стойло-Лебединское, Стойленское и Михайловское месторождения разрабатываются традиционным открытым способом, Коробковское - подзем-
ным (шахтным), Яковлевское - подготовлено к подземной эксплуатации и Гостищевское месторождение, начиная с 2004 г., - методом скважинной гидродобычи, остальные же месторождения составляют государственный резерв.
Широкомасштабное освоение железных руд бассейна КМА, начавшееся в начале 60-х годов XX столетия, привело к возрастанию техногенной нагрузки на геологическую среду (ГС) в горнодобывающих районах и дестабилизации их экогеосистем. В настоящее время экологическая обстановка в густонаселенном железорудном бассейне Курской магнитной аномалии (КМА), где функционируют шахты и карьеры по открытой добыче железной руды, ГОКи (Лебединский, Стойленский и Михийлов-ский) Оскольский электрометаллургический комбинат и сопутствующие им предприятия стройиндустрии, весьма напряженная. К сожалению, долгосрочные программы и мероприятия по охране окружающей среды, принятые и разработанные в системе КМА за последние десятилетия, не дали желаемых результатов.
Для горнопромышленных районов КМА как территориальной совокупности предприятий по добыче и переработке железных руд характерно многостороннее и крупномасштабное воздействие инженерно-хозяйственной деятельности и технологических процессов на все сферы окружающей природной среды: атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу.
Источниками техногенного воздействия на геологическую среду, и прежде всего недра, являются предприятия и объекты, связанные с добычей и обогащением и хранения руд: шахты, рудники, карьеры, отвалы пустых пород, склады полуфабрикатов и готовой продукции, шламо- и
хвостохранилища, пруды-отстойники, гидроотвалы; водозаборы подземных вод и дренажные системы горных выработок, водоотливные установки, трубопроводы и каналы сбора рудничных, шахтных и дренажных вод; горнодобывающие механизмы, взрывные работы и др.
Ежегодно горнодобывающими предприятиями КМА выдается «на гора» более 170 млн т руды и около-рудных пород. Только один Лебединский ГОК ежесуточно добывает около 300 тыс. т горной массы. Количество отходов при обогащении руды составляет около 60 %, а с учетом металлургического передела достигает 80 %. Принимая во внимание объем попутно добываемой «пустой» породы, получаем, что утилизация всей извлекаемой горной массы в районе не превышает 10 %. В связи с этим к настоящему времени на территории накоплено около 1,5 млрд м3 вскрышных пород и отходов обогащения, складированных в отвалы и хвосто-хранилища.
Горнодобывающая отрасль - важнейший фактор современного релье-фопреобразования территории КМА, так как в процессе деятельности ГОКов существенно изменяется естественный рельеф, возникают новые, несвойственные для данного региона искусственные (техногенные) формы рельефа - карьеры, отвалы, хвосто-хранилища и т.д. Вновь образованные техногенные формы рельефа по своим размерам сопоставимы с естественными формами и даже превосходят их. Так, глубины Лебединского и Стойленского карьеров составляют соответственно более 350 и 200 м, а их площади - 10 и 7 км . Высоты отвалов варьируют от 60 до 100 м. Вследствие этого вертикальный градиент трансформации рельефа в горнорудных районах превысил 350-400
м [10, 12], что, естественно, отражается на интенсивности проявления экзогенных геологических процессов. По данным И. И. Косиновой [5,6], в пределах горных отводов районов коэффициент техногенной переработки рельефа оценивается в 40-50 %, что соответствует IV классу деградации. Интенсивность плоскостной эрозии характеризуется высокими показателями - до 100 т/га в год.
При открытом способе разработки железорудных месторождений помимо изменения первичной структуры приповерхностной литосферы, обусловленной нарушением целостности массивов горных пород (ГП) и изъятием рудной массы, уничтожается почвенный и растительный покров. Он полностью снят в контурах карьеров или погребен под отвалами и хвостохранилищами. Так, площадь зоны прямого нарушения земель карьерами и шахтами в районе составляет около 170 км2. Суммарная площадь земель, занятых отвалами и хвостохранилищами, составляет 85 км2. Негативное воздействие горнодобывающих предприятий региона не только привело к глубоким и необратимым техногенным деформациям внешней и внутренней структуры приповерхностной части литосферы, но и отразилось на особенностях функционирования гидросферы, количественном и качественном состоянии ее поверхностных и подземных вод.
Значительные изменения в состоянии геологической среды, в особенности подземных вод, наблюдаются в результате водопонизительных работ дренажных систем карьеров. Так, например, в результате водопонизительных откачек дренажных систем Лебединского, Стойленского и Михайловского карьеров произошло нарушение естественного гидродинами-
ческого режима подземных вод в Белгородской и Курской областях. На территории КМА общая воронка депрессии подземных вод, сформировавшаяся в архейско-протерозойских трещиноватых породах, занимает площадь почти 40 тыс. км2. Отдельные воронки депрессии, образовавшиеся в сеноман-альбском и юрско-девонском горизонтах, а также в обводненной зоне архейско-протерозойских пород, взаимодействуют между собой как по площади, так и в вертикальном разрезе. Поэтому на большей части Белгородской и Курской областей заметно изменились условия питания и разгрузки подземных вод, их качество [13].
Известно, что степень экологической опасности предприятий горнометаллургического цикла определяется их интенсивным и во многом геохимическим воздействием на окружающую среду. В плане техногенного загрязнения основными видами негативного геохимического воздействия являются:
- загрязнение атмосферного воздуха газами и пылевыми выбросами при буровзрывных, погрузочноразгрузочных работах, при дроблении руды и ее переделе, а также при пылении отвалов, хвостохранилищ, складов готовой продукции и т.д.;
- загрязнение гидросферы дренажными и сточными водами;
- загрязнение почв отходами добычи и переработки руд.
На территории действующих горнорудных предприятий КМА наиболее весомый вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят периодически осуществляемые массовые взрывы в карьерах с мощностью заряда более 400 т взрывчатых веществ (ВВ). В процессе взрывов в газопылевое облако в расчете на 1 кг взрывчатого вещества (ВВ) поступает от
80 до 300 г пылевого аэрозоля с частицами размером менее 20 мкм [1]. Результаты исследований [7, 14] свидетельствуют, что все природные источники поставляют в атмосферу от 1000 до 10000 млн т, а техногенные - от 1 до 600 млн т пылевого аэрозоля.
Установлено также, что при типичном взрыве 1000 т ВВ высота облака газопылевой смеси достигает 700 м, а масса пыли с частицами размером менее 20 мкм - 80 -300 т.
Исследования, выполненные на Лебединском карьере, показывают, что при массовых взрывах 1000 т ВВ ареал выпадения частиц размером 100 мкм (с учетом розы ветров) составляет 15-20 км, а время нахождения этих частиц в атмосфере - 1 ч.
Частицы пыли диаметром до 10 мкм могут находиться в атмосфере до 2 - 3 суток и в зависимости от силы ветра опускаться на землю на максимальном расстоянии от места взрыва
- до 1000 км. Средние многолетние газопылевые выбросы Лебединского и Стойленского ГОКов оцениваются примерно в 30 тыс. т/год х [16].
Дополнительными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются ОЭМК, ДОФ, фабрики оком-кования, а также склады готовой продукции, отвалы и хвостохранили-ща.
Разнос пыли из открытых складов руды наблюдается в радиусе 1 км, а зона пыления хвостохранилищ и отвалов может достигать десятков километров. Сухие вскрышные породы, особенно мел и песок, подвержены ветровой эрозии и при сильных ветрах пыль вскрышных пород разносится на значительные расстояния. Сильно загрязняют воздушный бассейн хвостохранилища. В процессе эксплуатации на их поверхности образуются так называемые «сухие пляжи»,
занимающие до 25% площади. Сухая поверхность хвостохранилищ - источник пылевого загрязнения окружающей среды даже при незначительных скоростях ветра.
Главным источником поступления элементов-токсикантов на земную поверхность территории КМА являются пылевые выбросы промышленных предприятий, особенно связанные с буровзрывными работами. Согласно эколого-геохимическим исследованиям НИИКМА, в результате пылевыб-росов формируются условно три зоны техногенного воздействия на агроландшафт: центральная зона максимального воздействия с радиусом влияния до 3 км и модулем техногенной нагрузки 750-1050 кг/га и более в год (до 150-450 кг/га в зимний период); периферическая зона умеренного воздействия с радиусом от 3-7 до 12-15 км и модулем техногенной нагрузки 165-750 кг/га в год (30-150 кг/га за зимний период); удаленная зона слабого влияния, по всей вероятности, включающая выбросы ОЭМК, цементного завода и других пром-предприятий городов Губкин и Старый Оскол, с радиусом 25-40 км и модулем техногенной нагрузки менее 165 кг/га в год [14].
Совместное негативное влияние пылевых выбросов и сброса сточных вод, обогащенных токсичными веществами, привело к существенному загрязнению почв территории КМА, в том числе используемых в сельскохозяйственном обороте. В этом отношении особенно неблагополучная ситуация сложилась в зонах влияния Лебединского и Стойленского ГОКов, общая площадь которых превышает 500 км2.
Ланные исследований И. И. Коси-новой [6], изучавшей эколого-геохи-мическое состояние территории г. Старый Оскол и территории горного
отвода Стойленского ГОКа, показали высокую степень загрязненности почв элементами-токсикантами (7с > 32), в число которых обычно входят (в порядке уменьшения частоты встречаемости): Сг, РЬ, 7п, Мо, Си, гораздо реже фиксируются Ве, БЬ, Бг, Аэ, С<1, Мп и Нд.
Максимальный уровень загрязнения с 7с от 64 до 100 и более единиц (зона чрезвычайного экологического бедствия) установлен непосредственно в пределах Стойленского карьера и его отвалов. Здесь в почве и грунтах зафиксированы устойчивые и интенсивные патогенные аномалии 7п, РЬ, Ве
(I класс опасности), Си, Мо, Сг, БЬ, N1 (II класс опасности). Это эпицентр техногенного загрязнения. Вторая, центральная, зона загрязнения с радиусом в 1,5 км характеризуется 7п более 32, но менее 64 единиц. Здесь в почве наиболее часто устанавливаются патогенные аномалии РЬ, Мо, Си, N1.
Весьма неблагоприятным до кризисного оценивается состояние почв и грунтов большей части (около 75%) городской территории Старого Оскола (центр, правобережный и левобережный участки застройки). Здесь 7с достигает 30. Среди элементов-токсикантов наиболее часто фиксируются РЬ, 7п, В1, Сг, Мо, Си, N1.
Проведенные Х.А. Джувеликяном [1] исследования показали, что в черноземных почвах вокруг Лебединского ГОКа и карьера на удалении до 10 км количество подвижных форм тяжелых металлов ТМ (Сг, N1 и Си) превышает ПДК до 2 раз, а С<1, РЬ и 7п остается на уровне фона зональных почв. На гидроотвалах количество ТМ не превышает ПДК.
Разработка железорудных месторождений, интенсивное промышленное и гражданское строительство
привели к выраженному изменению природного ландшафта, создали сложную гидрологическую и гидрогеологическую обстановку, что обусловило здесь напряженную медикоэкологическую ситуацию. В ряде научных работ [8, 9] констатируется, что заболеваемость проживающих в зонах загрязнения в 2-2,5 раза выше, чем в экологически “чистых” районах. Здесь высок уровень заболеваний, связанных со спецификой горно-добывающего комплекса.
Таким образом, степень изменения окружающей природной среды в горнодобывающего комплекса КМА достигло такой фазы, когда дальнейшее хозяйственное освоение минеральносырьевых ресурсов рассматриваемого региона невозможно без учета всех экологических проблем и причин их вызывающих. Экологически безопасное развитие горнодобывающих районов КМА должно быть направлено на достижение благоприятного для человека состояния окружающей среды. Это невозможно сделать только «устранением экологических угроз», т.е. закрыть, переместить, перепрофилировать многие экологически небезопасные производства. Основой экологической безопасности региона должна выступать такая траектория развития его экономики, которая максимально соответствовала бы природно-хозяйственным и экологическим условиям. Данная концепция не может быть реализована без создания эффективного эколого-экономичес-кого механизма, отвечающего требованиям оптимального использования природных ресурсов, с одной стороны, и природоохранным требовани-
ям, направленным на снижение или стабилизацию экологических рисков, обусловленных вероятностью появления сверхнормативных воздействий и нагрузок на природные системы - с другой стороны [7, 10, 11]. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход, включающий не только финансовые и законодательные мероприятия, но и создание в регионе постоянно действующего мониторинга состояния недр.
По мнению авторитетных ученых [15], долговременное безопасное существование населения горнопромышленных регионов требует значительно большего, а именно: регионального управления комплексным освоением недр, охватывающим наряду с горнотехнической также социально-экономическую, экологическую и производственную сферы. При этом в региональной самоорганизации как необходимом этапе на пути долговременного и экологически сбалансированного недропользования должно выделяться несколько первоочередных взаимосвязанных направлений, реализуемых на локальном (производственном) и областном уровнях:
- совершенствование экологического управления;
- повышение научно-технического уровня добычи и переработки полезных ископаемых;
- экологически ориентированное развитие инфраструктуры области;
- развитие законодательной и нормативно-правовой базы;
- совершенствование финансовокредитной и налоговой политики.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Джувеликян Х.А. Роль железорудной щей среды тяжелыми металлами // Эколо-промышленности в загрязнении окружаю-
гия и промышленность России. - Июль, 2002. - С. 26-29.
2. Железные руды КМА / под ред. В.П.
Орлова, И.А. Шевырева, Н.А.Соколова.
- М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001. -
610 с.
3. Дунаев В.А. Минерально-сырьевые
ресурсы бассейна КМА
4. Иванченко А. М., Дергилов М. А. Состояние окружающей среды в зоне техногенного влияния горных предприятий Губ-кинско-Старооскольского района КМА //Горный журнал, 1995, №9. - С. 57-59.
5. Косинова И. И. Геоэкологические последствия открытой разработки месторождений КМА // Вестн. Воронеж. ун-та. Сер. геологическая. 1996. №1. - С.176-178.
6. Косинова И. И. Теоретические основы крупномасштабных экогеологических исследований.- Воронеж: Изд-во Воронежск. ун-та, 1998. 255 с.
7. Ледовской В.М., Мирской Н.И., Гладышев С.А., Крахт В.Б., Карпов Э.А. Но-осфеное развитие горно-металлургического комплекса КМА. Экология. Технология, Экономика. Управление. - Старый Оскол: ООО Тонкие наукоемкие технологии, 2003. - 436 с.
8. Махотин Г. И., Панкратов А. В., Бо-
карев Г.В., Чегодаева Л. В. Медикоэкологическая ситуация в условиях влияния железорудного комплекса // Материалы научно-практической конференции: Регио-
нальные проблемы охраны здоровья населения Центрального Черноземья. - Белгород, 2000 . - С. 209- 215.
9. Махотин Г. И. Научное обоснование региональной модели обеспечения гигиенической безопасности среды обитания и здоровья населения (на примере промышленного центра Курской магнитной аномалии).
Автореф. дисс. к*анд. мед. наук. М.: МНИ-ИГ им. Ф.Ф. Эрисмана, 1998. -24 с.
10. Петин А.Н., Спиридонов А.И. Техногенное воздействие и экологическое состояние геологической среды Белгородской области // Научные ведомости БелГУ, Белгород, 2000, № 3 (12). - Сер. Экология. -С. 40-47.
11. Петин А.Н., Корнилов А.Г., Назаренко Н.Б., Динькаева Г. Т. Комплексная оценка воздействий горнодобывающих комплексов на окружающую среду в староосво-енных регионах // Материалы междунард-ной научной конференции: Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и Сопредельных странах. Москва-Белгород, 2004. - С.148-150.
12. Петина Б. И. Техногенная трансформация ландшафтов и экологическая ситуация в зоне воздействия Губкинско-Старооскольского промышленного комплекса //. Тез. докл. Всероссийской научн. конференции: Современная география и окружа ющая среда:. Казань, 1996.
13. Смольянинов Б.М. Подземные воды Центрально-Черноземного региона: условия их формирования, использования. - Воронеж: Изд-во Воронежского госагорунивер-ситета, 2003. - 250 с.
14. Титовский Б.И., Медведев А.Е. Геохимические особенности техногенного загрязнения почв и растительности Оскольского промышленного района // Комплексное развитие КМА. - Губкин, НИИКМА, 1986. - С. 131-139.
15. Трубецкой К.Н., Гапченко Ю.П., Бурцев Л. И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. - М.: ООО «Научтехлит-издат». 2003. - 262 с. ШИЗ
— Коротко об авторах-------------------------------------------------------
Петин А.Н. - кандидат географических наук, профессор, декан геологогеографического факультета Белгородского госуниверситета.
