CC BY
45
© М.А. Пашкевич, И.Р. Левчук, 2011
УДК 628.396:577.4
М.А. Пашкевич, И.Р. Левчук
РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ СПОСОБОВ СКЛАДИРОВАНИЯ И ЗАХОРОНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТХОДОВ ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Предложен способ изоляции отходов путём формирования экранов из полимерных материалов в оплавленном совместно с грунтами состоянии для снижения негативного воздействия техногенных массивов МСК на природную среду, а также предотвращение потерь потенциального минерального сырья вследствие ветровой и водной эрозии. Ключевые слова: массивы, горнодобывающие предприятия, отходы.
^результатом такого воздействия
ЛГ является образование техногенных массивов - геологических тел техногенного происхождения, представленных переотложенными горными породами, отходами обогащения, золами, шлаками, шламами и др. производственными и бытовыми отходами. К числу негативных последствий формирования техногенных массивов относятся: трансформация ландшафтов, ухудшение состояния атмосферы, сокращение площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного пользования, загрязнение почвенного покрова, развитие эрозионных процессов, изменение состояния и свойств горных пород, слагающих основания техногенных массивов, а также гидрологического и гидрогеологического режима района, возникновение горногеологических процессов и явлений, носящих порой катастрофический характер.
Целью проводимых исследований является обеспечение безопасного функционирования техногенных массивов минерально-сырьевого комплекса на основе оценки опасности их воздействия, а также разработка экологически
оптимальных и экономически эффективных средозащитных технологий для техногенных образований различного класса опасности.
Проведенными на территориях расположения техногенных массивов ОАО «Газпром», ОАО «Михайловский ГОК» и ОАО «Норильский никель» Lmt «Hydrometal», Lmt «Сатеге Lemaire» (Бельгия) и др. исследованиями, было выявлено, что:
• заскладированные отходы разнообразны по своему составу и свойствам, содержат загрязняющие компоненты различной вредности;
• хранилища отходов, отвалы, загрязненные территории определяют собой потенц
• иальный, высокий и продолжительный риск загрязнения подземных и поверхностных вод, которые используются для питьевого водоснабжения, хо-зяйственно-быто-вых и рыбохозяйственных нужд, ирригации;
• техногенные массивы представляют опасность загрязнения воздуха пылью и газообразными продуктами биохимического разложения отходов;
• помимо токсичности, ряд техногенных массивов отличается взрыво- и пожароопасностью;
• техногенные массивы могут представлять опасность прямого контакта человека с заскладируемыми отходами при попадании вредных веществ на кожу и при вдыхании токсичных веществ, выделяющихся с поверхности хранилища;
• техногенные массивы могут представлять опасность загрязнения приповерхностного слоя, культивированных на нем растений, интоксикации людей и животных после;
• техногенные массивы провоцируют нарушение стабильности поверхности и негативные ландшафтные преобразования.
Тем не менее, несмотря на высокую экологическую опасность техногенных массивов МСК, в настоящее время складирование и захоронение отходов производится либо без проведения специальных изоляционных мероприятий, либо изоляционные материалы, после нескольких лет хранения отходов начинают деградировать и разрушаться.
В этой связи, целью проведённых исследований являлось снижение воздействия хвостохранилищ на атмосферный воздух, почвенно-раститель-ный покров и природные воды, а также предотвращение потерь потенциального минерального сырья вследствие ветровой и водной эрозии путём консервации техногенного месторождения.
Выбор метода консервации отходов обогащения и технологии на его основе обусловливается совокупностью физико-химических параметров отходов и экранирующих их материалов, возможностями применяемого метода, экономическими показателями существующих технологий экранирования отходов.
Проведенный анализ существующих методов экранирования и пылеподавле-ния отходов показал, что применяемые в настоящее время методы (экранирование глинистыми слоями, плёнками из полимерных материалов, отходами нефтепереработки и пр.) имеют существенные недостатки (ухудшающиеся со временем изоляционные свойства, возможность перфорации, загрязнение вод поверхностного стока и пр.). В этой связи возникла необходимость разработки надежного, экологически безопасного и экономически эффективного способа изоляции техногенного месторождения на основе формирования экранов из полимерных материалов в оплавленном совместно с грунтами состоянии (ПМО) (рис. 1).
Разработанная технология консервации техногенного месторождения заключается в планировании поверхности хвостохранилища, проведении дренажных мероприятий, укладке отходов полимерных материалов и наполнителей, нагрева смеси экранирующего слоя до температуры плавления композиционного материала, составляющей 150 -1700 С. После термической обработки на остывшую поверхность наносят изоляционный слой (3-10 см) из крупнозернистого материала (гравий, галька и т.п.) По периметру экрана проводятся полимерные дренажные канавки, по внешней стороне которых создаются отверстия для отведения воды. Предлагаемый способ консервирования отходов обогащения позволяет:
• повысить прочность и тем самым сохранить форму покрытия на длительный срок;
• упростить, повысить технологичность процесса получения покрытия, способного реализовать гидроизоляционные свойства в условиях постоянной ветровой нагрузки и воздействия атмо-
Изоляция техногенного массива методом консервации
сферных осадков, а также в условиях контакта с режущими и колющими предметами или осколками и т.д.
• уменьшить коэффициент фильтрации за счет повышения антифрикционных свойств покрытия, увеличения плотности и монолитности;
• уменьшить водопоглощение покрытия за счет термического взаимодействия композиционного материала и грунтового основания;
• решить основную проблему экранов, а именно разрушающее действие солнечной радиации, нанесением недорогого изолирующего слоя из гравия,
гальки и подобных крупнозернистых материалов;
• существенно снизить стоимость экранирования и снизить загрязнение окружающей среды за счет использования и отходов полиэтилена и полипропилена;
• сохранить ценные компоненты, содержащиеся в промышленных техногенных образованиях, которые могут быть использованы в будущем, а в настоящее время представляют собой угрозу нарушения естественного состояния окружающей среды и условий существования человека.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------
Пашкевич Мария Анатольевна - профессор, доктор технических наук, mpash@spmi.ru Левчук Ирина Романовна - аспирант
Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (ТУ).
