CC BY
78
УДК 504.062 (571.6)
А.А. Зорин, А. А. Кириллова, Л. Т. Крупская,
Б.Г. Саксин, А.М. Дербенцева
ПУТИ РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ (НА ПРИМЕРЕ ЗАО «МНОГОВЕРШИННОЕ»)
Золотодобывающее предприятие ЗАО «Многовершинное» расположено на севере Хабаровского края в бассейне крупнейшей дальневосточной реки Амур, куда впадает множество нерестовых речек. Северная природа, как известно, всегда считалась наиболее ранимой. На стадии проектирования, несомненно, эти обстоятельства учитывались. Используемая горным предприятием (ЗАО «Многовершинное») технология предполагает:
1. Добычу полезного ископаемого;
2. Переработку с целью извлечения полезного компонента;
3. Образование отходов;
4. Передачу конечного продукта потребителю.
Главным негативным источником воздействия на экосистемы по праву является обогатительная фабрика. Отходы складируются преимущественно в двух видах: 1. Отвалы вскрышных пород; 2. Сбросная пульпа с содержанием твердого вещества 30-40 % в виде отходов переработки сырья.
Отвалы образованы обломками массивно-кристаллических интрузивных (граниты и гранодиориты) и осадочных (алевролиты, аргиллиты) пород Наибольшим распространением пользуются разновидности мелкозернистых песчаников. В минеральном составе преобладают плагиоклаз, кварц, сфалерит, халькопирит, биотит, пироксен, роговая обманка, калишпат. Иногда встречается вкрапленность сульфидов. Химический состав руд представлен окисью кремния (до 94 %), окисью алюминия (0,8-12,8 %), окисью и закисью железа (до 6,3 %), окисью марганца (0,1-0,3 %), окисью кальция (0,6-5,8 %), окисью магния (до 2,4 %). Медь, цинк, свинец и другие металлы содержатся в количествах от тысячных долей до
0,15 %. Кроме того, присутствуют мышьяк и сурьма. Вскрышные породы характеризуются кислой реакцией среды, избыточным со-
держанием железа и алюминия, что лимитирует развитие микроорганизмов. Незначительное количество микрофлоры, слабовыра-женность биохимических процессов, суровость климата предопределяют низкую биогенность вскрышных пород.
В пульпе отмечается аномальное количество химических элементов (селена, теллура, цинка, железа, титана, марганца, свинца и др.). Их высокая токсичность создает потенциальную опасность для биоты, а также человека, которая усугубляется в районах загрязнения тем, что весомый процент токсикантов, поступающих в почвы, может находиться в подвижной форме.
На предприятии применен замкнутый цикл производства, когда отработанная пульпа по трубопроводу подается в хвостохра-нилище, где отстаивается, после чего вода вновь поступает на обогатительную фабрику. Используется цианистая схема обогащения. Внутри фабрики предусмотрено доведение выпускаемой пульпы до предельно допустимых концентраций с помощью цикличного обезвреживания. Здесь имеются водовод, очистные сооружения для шахтных вод и хозяйственно-бытовых стоков, а также другие объекты. Осуществляется контроль различных технологических вод, для чего существуют многочисленные контрольные скважины. Внедрена технология, позволяющая перехватить воду при усилении дренажа и возвращать ее обратно в хвостохранилище, где с учетом изменившегося химического анализа воды применяются необходимые реагенты. Мероприятия экологической направленности предусмотрены в плане технического перевооружения горного предприятия.
Однако в результате взаимодействия техно- и биосферы, в котором техносфера играет активную роль и является более динамичной в своем развитии, возникли современные экологические проблемы. Не является исключением и исследуемый горный объект, где пока вопросы рационального природопользования не решаются комплексно. Учитывая расположенность объекта в наиболее северных районах и его приближенность к нерестовым рекам и озерам нетрудно представить остроту возможных экологических последствий в дальнейшем. Самовосстановление природных систем здесь происходит чрезвычайно медленно. Его продолжительность, по результатам дешифрирования аэрофотоматериалов, составляет до 40 лет и более. Быстрое разрушение живого экрана, балансирующего всю природную систему при освоении минераль-
ного сырья, способствует активизации негативных процессов, в т.ч. солифлюкционных, делювиальных, дефлюкционных, гравитационных, ускоренной водной и ветровой эрозии, геохимическому загрязнению.
Решить возникшие возникающие при этом экологические проблемы можно только путем комплексного подхода к процессу природопользования. Следует отметить, что на горных предприятиях юга Дальнего Востока (в т.ч. и ЗАО «Многовершинное»), как правило, природосберегающая, природоохранная деятельность и освоение минерального сырья всегда противопоставлялись друг другу. Не является исключением и исследуемый горный объект. Принимая в качестве основного положения принцип разумной достаточности, целесообразно процесс использования природных ресурсов рассматривать как единство трех составляющих: собственно природопользование (поисковый этап, добыча и переработка), природовосстановление и природоохранная деятельность.
Проведенные исследования в ЗАО «Многовершинное» позволили сделать однозначный вывод о наличии трех главных негативных факторов, управляя которыми возможно существенно снизить остроту экологических проблем. Первое - это загрязнение поверхностных и подземных вод. Добыча и обогащение золотосодержащей руды, несомненно, наносит непоправимый вред речной биоте, способствуя уничтожению нерестилищ.
Второй фактор - это возникновение техногенного ландшафта. Оценка его затруднена тем, что методы, основанные на учете геохимических особенностей территории горнопромышленного освоения, находятся в стадии разработки. Третий фактор - загрязнения компонентов природной среды тяжелыми металлами, в большом количестве находящиеся в отходах горного объекта. Масштабы воздействия третьего фактора практически недостаточно изучены. Высокий их выход на единицу добываемого полезного компонента - неотъемлемая черта современной технологии, используемой названным горным предприятием.
При разработке любых полезных ископаемых из биологического круговорота изымаются продуктивные земли. Мощное техногенное воздействие испытывает почвенно-растительный покров. Так, при отработке открытым способом Южного и Флангового рудных тел месторождения Многовершинное создана карьерная
выемка, площадью 12,5 га и глубиной 110 м, оконтуренная внешними отвалами вскрышных пород. За последние годы в ЗАО «Многовершинное» их накоплено около 40 млн. м3, сосредоточенных в 7 отвалах, которые занимают площадь 34,9 га. На дне карьера, в результате выполнения очистных работ на расположенном под ним на глубине 100 м штольневом горизонте, образовались три провала, имеющие размеры в плане 60х30 м. В районе разведочной линии 2040 появилась пустота, которая не имеет выхода на поверхность. Мощность потолочины здесь составляет 10-15 м, в связи с чем возможно внезапное обрушение с образованием четвертого провала.
На основании проведенных исследований выявлено, что ухудшается экологическая обстановка на смежных площадях. Одновременно под воздействием техногенных геохимических потоков происходит химическое загрязнение на прилегающих территориях. Значительная аккумуляция токсичных веществ компонентами природной среды обуславливается вещественным составом вскрышных пород, минерального сырья и «хвостов» обогащения. Объем пульпы, например, в хвостохранилище превышает 4 млн. тонн. Остановить разрушение почвенно-растительного покрова здесь крайне сложно, поскольку оно происходит на фоне его медленного самовосстановления.
Из приведенного описания видно, что наряду с обогатительной фабрикой и хвостохранилищем, мощным источником негативного воздействия на компоненты природной среды района является карьер. Его создание привело к значительному изменению гидрогеологических условий района разработки и его ландшафта. Следствием этого является непредвиденное и опасное нарушение экологического равновесия. Для обеспечения безопасности необходимо выполнить рекультивационные работы. По нашему мнению, целесообразно выработанное пространство заполнить льдопородным целиком, предварительно взорвав потолочину подземной камеры. Это обеспечит рекультивацию карьерного поля. Используя отрицательную температуру массива многолетнемерзлых пород в зимний период года, в карьере намораживается ледяная призма, методом дождевания по способу, предложенному Н.А. Туласынова (2004). Затем проводится экскавация разрыхленной вскрыши и лед засыпается слоем, мощность которого должна превышать толщину сезонной оттайки. Это обеспечит теплоизоляцию
ледяной призмы. В весенний период создается многолетнее травянистое сообщество (из бобово-злаковой травосмеси). При этом продолжительность природовосстановительного этапа значительно сокращается. Способность к задернению и высокая продуктивность фитомассы обеспечивают закрепление техногенного субстрата, обогащение его органическим веществом, воссоздание биологически активного плодородного слоя. В дальнейшем промежуточное травянистое сообщество замещается на зональный тип экосистемы в границах фотосинтеза и, достигнув стабильного состояния, может быть включено в процесс природопользования.
Необходимо отметить, что эффективность предлагаемого варианта рекультивации во многом определяется возможностью сохранения ледяной призмы в теплое время. Это требует углубленной проработки материалов о тепловом влиянии штольневого горизонта на дно карьера в зимний период.
Считаем необходимым также проведение на данном горном предприятии комплекса природоохранных мероприятий, направленных на обеспечение рационального использования природных, в т.ч. минеральных, ресурсов. К ним относятся:
1. Максимально полное и комплексное извлечение из минерального сырья всех полезных компонентов;
2. Экономное использование реагентов в производстве; жесточайший контроль за состоянием и использованием горнопромышленных отходов со стороны администрации ЗАО «Многовершинное» и Госгортехнадзора;
3. Создание банка отходов горного производства;
4. Организация системы горно-экологического мониторинга, в т.ч. по изучению влияния отходов на компоненты природной среды;
5. Проведение инвентаризации нарушенных горными работами земель, подлежащих рекультивации;
6. Проведение рекультивации не только карьеров, но и природной среды в целом;
7. Разработка программы экологического менеджмента горнопромышленных отходов на основе международных стандартов;
8. Создание опытного производства по переработке отходов горного предприятия для получения стройматериалов и изделий;
9. Разработка технологии обогащения и переработки «хвостов» ЗАО «Многовершинное», в т.ч. по бактериальному выщелачиванию.
Таким образом, рациональное природопользование на горном предприятии следует рассматривать как единство освоения минерального сырья (собственно природопользование), природовосстановление и природоохранной деятельности. Кардинальным решением этой проблемы, в т.ч. защиты окружающей природной среды от загрязнения, является широкое внедрение малоотходных и ресурсосберегающих технологий, предусматривающих комплексное освоение недр. Это требует создания научных основ разработки методов и способов эффективного решения задач геологомаркшейдерского, горного, экономического и экологического профиля.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
— Коротко об авторах -------------------------------------------------
Зорин А.А. - кандидат технических наук, исполнительный директор,
Кириллова А.А- заместитель главного инженера по охране окружающей среды,.
ЗАО "Многовершинное, пос. Многовершинное, Хабаровский край,
Крупская Л.Т. - доктор биологических наук, заведующий лабораторией,
Саксин Б.Г. - доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник,
Институт горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск,
Дербенцева А.М. - доктор биологических наук, профессор кафедры почвоведения и экологии почв, Дальневосточный государственный университет, г. Владивосток.
