CC BY
29
© М Б. Бубнова, 2013
УДК 504.06.054:622; 622.271.3 М.Б. Бубнова
ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ ДОБЫЧИ УГДЯ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АМУРО-ЗЕЙСКОГО БУРОУГОДЬНОГО БАССЕЙНА)
Представлена экологическая ситуация на месторождениях Амуро-Зейского буро-угольного бассейна и предложены подходы к оценке степени загрязнения окружающей среды при добыче угля.
Ключевые слова: буроугольные месторождения, открытая разработка, техногенное загрязнение, оценка степени загрязнения, окружающая среда.
Уголь — традиционный энергоноситель ДВЭР. Однако выполненные в первой половине 1990-х гг. предпроектные проработки показали ограниченные возможности масштабного развития здесь угольной промышленности. Связано это было с тем, что в середине 90-х гг. государство проводило политику реструктуризации угольной отрасли региона, направленной на ликвидацию убыточных предприятий и создание конкурентного прибыльного сектора за счет развития преимущественно открытого способа добычи и учреждения небольших эффективных угольных компаний [1].
К перспективным месторождениям Дальнего Востока, которые могут обеспечить существенный прирост добычи угля, относятся: Ерковецкое (буроугольное) и Огоджинское (каменноугольное) в Амурской области, Ургальское (каменноугольное) в Хабаровском крае, Эльгинское (каменноугольное) и Кангаласское (буро-угольное) в Якутии, Бикинское и Павловское (буроугольное) в Приморском крае, Солнцевское (буроугольное) на Сахалине.
Все эти месторождения (кроме основной части Ургальского бассейна) могут разрабатываться открытым способом.
В связи с ростом объемов добычи угля и нарастающим вовлечением территорий угольных месторождений в хозяйственное освоение традиционно сложившимися методами, представляется важным осуществление комплексной оценки экологического состояния территории как эксплуатируемых, планируемых к разработке, так и уже отработанных месторождений [2].
Поэтому целью исследования явилась оценка и выявление типичных экологических проблем состояния крупных территорий отрабатываемых угольных месторождений, связанных, прежде всего, с техногенным загрязнением, для перспективного планирования их освоения, и районирование исследуемой территории по степени благоприятности окружающей среды для жизнедеятельности человека.
Исходя из цели исследования были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить анализ природных, природно-техногенных и техногенных факторов влияния добычи угля;
2. Выявить наиболее характерные показатели экологического неблагополучия, связанные, прежде всего, с техногенным загрязнением при отработке угольных месторождений;
3. Выделить потенциально опасные (неустойчивые) участки территории;
4. Провести районирование по степени экологической опасности территории.
Методической основой исследования является разработка принципов прогнозной экологической оценки последствий воздействия на природную среду в процессе добычи угля.
Методологический подход к оценке экологического состояния природной среды в угледобывающих регионах заключается в разработке комплексных показателей, которые представляют собой сумму частных показателей, характеризующих состояние отдельных элементов окружающей среды.
На первом этапе исследований была проанализирована экологическая ситуация на месторождениях Амуро-Зейского буроугольного бассейна, в пределах которого расположено 6, учтённых государственным балансом, месторождений бурого угля, 3 из которых отрабатываются.
В настоящее время разрабатываются Райчихинское (в стадии доработки), Архаро-Богучанское, Ерко-вецкое и, в незначительных объемах для местных нужд — Огоджинское месторождение. Добыча угля производится открытым способом. Разведанные запасы угля на Ерковецком месторождении для открытого способа добычи составляют 1,2 млрд т. Эти запасы обеспечат работу разреза
на сотни лет. Райчихинское месторождение находится в стадии доработки. Промышленные запасы угля на 01.01.2008 составляют 13,7 млн т. На Огоджинском месторождении отрабатывается участок «Контактовый». Уголь поставляется в северные населенные пункты Селемджинского района. Разведаны и утверждены в государственном комитете запасов для открытой разработки Свобод-ненское, Сергеевское и Тындинское месторождения бурого угля, которые могут служить надежной топливной базой Приамурья [2]. Годовой объем добычи — 30 тыс. т. Учитывая сырьевую базу разрабатываемых месторождений, основной упор в обеспечении потребителей Дальнего Востока углем на сегодняшний день и перспективу делается на разрез «Ерко-вецкий». На Райчихинском месторождении по горнотехническим условиям объемы добычи ежегодно будут снижаться [3].
Исследования, проводимые на угольных месторождениях Амурской области весьма редко сопровождаются интегральной оценкой существующего состояния окружающей природной среды, анализом неблагоприятных и опасных явлений — природных и природно-техногенных факторов, изучением причинно-следственных связей «воздействие — нарушение — последствие», на основании которых проводится комплексный анализ и оценка тенденции изменения этого состояния, предлагаются конкретные мероприятия по минимизации экологических рисков и снижению негативного влияния угледобычи на природные комплексы, меры по их восстановлению, подчеркивается необходимость периодического проведения подобной оценки.
Фото 1 — Райчихинский угольный разрез (снимок с космоса). Площадь нарушенных горными работами земель — 169,21 км2
Фото 2 — Архаро-Богучанский угольный разрез (снимок с космоса). Площадь нарушенных горными работами земель — 9,23 км2
Фото 3 — Ерковецкий угольный разрез (снимок с космоса). Площадь нарушенных горными работами земель — 44,05 км2
Добыча угля в Амурской области связана с формированием значительных по размерам и объемам отвалов. Нарушенные земли представляют собой безжизненные техногенные пространства («лунные ландшафты»), голые, имеющие азональный облик и оказывающие в процессе эрозии негативное влияние на естественные биоценозы, находящиеся вблизи карьеров) может служить аналогом д(фото 1, 2, 3) [4].
На угольных месторождениях Амурской области технологический процесс добычи угля одинаковый. Поэтому модельная территория (в качестве детального изучения выбрано Ерковецкое месторождение, как самое молодое и перспективное ля двух других месторождений.
Коренная перестройка морфологических частей ландшафта на Ерко-
вецком месторождении происходит в результате создания карьерно-от-вального поля и депрессионной воронки. Отвалы располагаются в границах выработанного пространства (внутренние, высотой 14—20 м) и на нерабочем борту (внешние, высотой 14—19 м). Для очистки дренажных и сточных вод на рабочем борту сооружены 2 пруда-отстойника. Площадь нарушенных горными работами земель составила 4405 га, из них 1454 га на строительных и 2921 га на горнокапитальных объектах (фото 4, 5).
Влияние работы разреза и системы осушения проявляется прежде всего в формировании депрессионной воронки, изменении гидродинамической обстановки и загрязнении природных вод и донных отложений стоками из разреза. Снижение уровня подземных
Фото 4 — Вскрышные отвалы Ерковецкого угольного разреза
вод в надугольном и подугольном водоносных комплексах влияет на смежные водоносные горизонты и поверхностные воды.
Источниками загрязнения основных водотоков (рр. Ивановка, Маньчжурка) являются карьерные воды, а также воды с очистных сооружений и сельхозугодий.
Повышенный геохимический фон в речных водах фиксируется по железу (18-22 ПДК), фосфору (6,5-7,5 ПДК), марганцу (1,3-6,2 ПДК), меди (до 5 ПДК) и ванадию (до 5 ПДК). В подземных водах отмечены высокие показатели тех же элементов, к ним добавляются стронций (2-6 ПДК) и азот аммонийный (до 2,0 ПДК) [2].
Спектр загрязняющих веществ в поверхностных водах на Райчихин-ском месторождении тот же самый. Но масштабы загрязнения больше — речные воды имеют опасное загрязнение на всем протяжении от сброса карьерных вод до слияния с р. Амур [2]. В поверхностных водах на Райчи-хинском месторождении отмечается высокое содержание пестицидов, активно используемых на сельскохозяйственных площадях. Из микроэлемен-
Фото 5 — Панорама нарушенных почв в Ерковецком разрезе
тов в породах Райчихинских отвалов в значительных количествах обнаружены В, Мп, Си. Особенно велико в них содержание Мп. Такие важные для жизни растений элементы, как Со и Мо, обнаружены в «следовых» количествах, либо полностью отсутствуют в породах. Повышенному содержанию Мп способствует кислая реакция среды и периодическое переувлажнение почвы, что характерно для Приамурья. Отвальные (перемешанные) грунты состоят из разнозернистого песка с включениями комочков и примазок угля, глин по глубине от 1 до 10 м со следующими химическими показателями: рН=4,5, содержание органического вещества — 0,21%, гидролитическая кислотность — 1,31, Р2О5 — 0,75 мг/100 г грунта, К2О — 5,0 мг/100 г грунта, Са — 2,4 мг-экв/100 г, Мд — 0,4 мг-экв/100 г, емкость поглощения — 4,11 мг-экв/100 г грунта [5]. Опубликованных данных по загрязнению поверхностных вод на Архаро-Богучанском месторождении нет. По-видимому, это связано с длительной реконструкцией разреза в 90-х годах XX века.
Природные факторы негативного воздействия процессов добычи и переработки углей на месторождениях Амуро-Зейского буроугольного бассейна
№ п/п Название угольного месторождения Природные факторы
Ландшафт Горногеологические условия залегания и извлечения угольных залежей Угленосная формация Наличие в углях токсичных элементов Геохимический спектр
1 Райчихинское озерно-болот-ный до болотного горизонтальное залегание угольных пластов без разрывных нарушений палеоген-эоценового возраста платформенного типа не превышает предельно допустимых концентраций Ва, Ве, Р, Нд, гг, Сг, N1, РЬ, гп, Си, В, Дв, Мп, Мо, Со, Ди, Ре, V, Оа, 1п, Ое
2 Архаро-Богучанское озерно-болот-ный до болотного горизонтальное залегание угольных пластов палеоген- эоценового возраста платфор мен- ного типа присутствуют лишь в концентрациях на уровне фоновых значений В, V, Т1, Сг, РЬ, гп, N1, Со, Ое, Нд
3 Ерковецкое озерно-болот-ный до болотного простое геологическое строение с горизонтальным залеганием угольных пластов без разрывных нарушений палеоген-неогенового возраста платформенного типа присутствует Дв. Среднее его содержание 13,06 г/т с пределами колебаний 12,06— 16,08 г/т. Прочие токсичные компоненты в незначительном количестве РЬ, N1, Сг, Мп, БЬ, гп, Со, Д1, Ва, Бг, Ре, V, Р, Си, Ве, Ре, фенолы, нефтепродукты, взвешенные ве-шества, нитриты, фосфаты, сульфаты, азот аммонийный, кремнекис-лота
4 Сергеевское руслово-пойменный и озерно-болотный простое геологическое строение с горизонтальным залеганием угольных пластов на небольшой глубине неогенового возраста платформенного типа содержатся в количествах, не превы- шаюших кларковые содержания Ое, Оа, Бс, У, УЬ, Ве
5 Свободное озерно-болотный до болотного геологическое строение простое, угольные пласты залегают горизонтально на малых глубинах неогенового возраста платформенного типа установлены в количествах, не пре-вышаюших допустимых значений Т1, V, гп, Си, Сг, В, N1, Оа
6 Тыгдинское руслово-пой-менный и озерно-бо-лотный простое геологическое строение с горизонтальным залеганием угольных пластов неогенового возраста платформенного типа не установлено Т1, гп, В, V, Сг, РЬ, N1, Си, Оа
Природно-техногенные факторы негативного воздействия процессов добычи и переработки углей на месторождениях Амуро-Зейского буроугольного бассейна
№ п/п Название угольного месторождения При родно-техногенные факторы
Способ отработки Степень промышленного освоения месторождения Площадь нарушенных горными работами земель, км2 Система вскрышных работ Объемы отвальных пород, тыс. куб. м Средняя мощность вскрыши, м
1 Райчихинское открытый встадии доработки 169,21 комбинированная — транспортная и бестранспортная
2 Архаро-Богучанское открытый действующее 9,23 комбинированная — транспортная и бестранспортная
3 Ерковецкое открытый действующее 44,08 усложненная бестранспортная схема 32 800 32
4 Сергеевское открытый подготовлено к освоению комбинированная система отработки месторождения
5 Свободное открытый подготовлено к освоению предполагаемая 100 комбинированная система работ с применением бестранспортной перевалки вскрышных пород и транспортной вывозки от 21,7 до 123
6 Тыгдинское открытый подготовлено к освоению комбинированная система отработки месторождения
Для оценки степени загрязнения окружающей среды при добыче угля на угольных месторождениях Амурской области выбраны две группы факторов [6] (табл. 1—2):
1) природные факторы — особенности тел запасов/ресурсов (горногеологические условия залегания и извлечения угольных залежей, генетический тип месторождения, наличие в углях токсичных элементов, обводненность, и т.д.);
2) природно-техногенные факторы — специфика техногенных процессов добычи и переработки углей (тип горных выработок, этапность освоения, технологии отработки, объем отвальных пород и сброс токсичных вод, объем пылевых выбросов и др.).
Таким образом, используя методы дешифрирования космоснимков можно найти дополнительные однозначно интерпретируемые факторы негатив-
ного влияния угледобычи на природные комплексы, связанные, прежде всего с химическим загрязнением, по-
1. Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток — Приморье: Учебное пособие. — Хабаровск. Кн. изд-во, 2005. — 304 с. ISBN 5-74421386-4.
2. Борисова И. Г. Оценка экологического состояния природной среды в угледобывающих районах Амурской области: автореферат диссертации канд. геогр. наук: 25.00.36: — Владивосток, — 2004 — 20 с.
3. Иваньев Сергей Александрович ООО «Амурский уголь»: задачи и стратегия развития // Уголь, апрель 2008. — С. 20—21.
4. Коваль А.Т., Алёшичев А.Н. Анализ почвогрунтов Райчихинского буроугольного
зволяющие оценить степень загрязнения окружающей среды в районах добычи угля.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
месторождения в Амурской области и лесная рекультивация отвалов // Проблемы региональной экологии — 2008. — № 3 — С. 107—110.
5. Алешичев А.Н. Значение почвогрун-тов при рекультивации отвалов Райчи-хинского буроугольного месторождения // АГРО XXI — 2008. — № 4—6 — С. 78—80.
6. Угольная база России. Том VI (Сводный заключительный). Основные закономерности углеобразования и размещения угленосности России. — М.: ООО «Геоин-форммарк», — 2004. — 779 с. ^N5-9000357-13-9, ^N5-900357-15-5.. ЕЛЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Бубнова М.Б. — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, saksin@igd.khv.ru, Институт горного дела.
ГОРНАЯ КНИГА
ЛЖЖМКМСПНМИЫВ
ШЮЩИХЫ
ПОДЗЕМНОЙ
РАЗРАБОТКИ
РУД11НХ
МЕСТОРО^КЛЫШЙ
¿¿¡У
с
Производственные процессы подземной разработки рудных месторождений
Г.Г. Ломоносов 2013 г., 2-е издание 517 с.
ISBN: 978-5-98672-343-3 UDK: 622.273.06:622.34
Приведены основные сведения о производственных процессах добычи руд и нерудных полезных ископаемых, осуществляемых в рамках технологических схем подземных рудников. Рассмотрены производственные процессы очистной выемки, внутрирудничного транспорта и подъема полезного ископаемого, а также проведения эксплуатационных горных выработок, непосредственно связанных с добычными работами. Большое внимание уделено производственным процессам управления качеством продукции рудников, посредством которых обеспечиваются повышение концентрации полезных компонентов в добытой руде и стабилизация ее состава. Книга иллюстрирована рисунками и фотографиями, отражающими современное горное оборудование и производственные процессы, технологическими схемами горных работ с их техническими характеристиками, а также расчетными графиками и другими материалами.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» направления подготовки «Горное дело».
J-
