Научная статья на тему 'Техногенные месторождения территорий Уральского федерального округа и проблема землепользования'

Техногенные месторождения территорий Уральского федерального округа и проблема землепользования Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
367
84
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ / НАРУШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ / РЕКУЛЬТИВАЦИЯ / TECHNOGENIC DEPOSITS / DISTURBANCE OF SOIL / RECULTIVATION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Чайкина Г. М., Антонинова Н. Ю.

Представлены материалы к изучению техногенных месторождений на Урале как источников ценных минеральных компонентов, так как это представляет собой серьезный резерв увеличения производства железа, цветных и драгоценных металлов, редких элементов и является основой оптимального землепользования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Чайкина Г. М., Антонинова Н. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TECHNOGENIC DEPOSITS OF URAL FEDERAL DISTRICT TERRITORIES AND LAND USE PROBLEM

There are represented materials to studying the technogenic deposits in Urals as sources of valuable mineral components as it represents a serious reserve of increase in manufacture of iron, nonferrous and precious metals, rare elements and is a basis of optimum land use.

Текст научной работы на тему «Техногенные месторождения территорий Уральского федерального округа и проблема землепользования»

УДК 622.458+622.882

ТЕХНОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ УРАЛЬСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА И ПРОБЛЕМА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

© 2011 Г.М. Чайкина, Н.Ю. Антонинова

Институт горного дела РАН, г. Екатеринбург

Поступила в редакцию 10.05.2011

Представлены материалы к изучению техногенных месторождений на Урале как источников ценных минеральных компонентов, так как это представляет собой серьезный резерв увеличения производства железа, цветных и драгоценных металлов, редких элементов и является основой оптимального землепользования.

Ключевые слова: техногенные месторождения, нарушение земель, рекультивация

Вопросы комплексного использования минерального сырья и переработка отходов горного и металлургического производств с каждым годом привлекают все большее внимание ученых и практиков горного дела. При этом максимальное извлечение всех видов природного сырья должно производиться при минимальном ущербе окружающей среде, в том числе земельным ресурсам. Разработка природных кладовых минерального сырья на Урале продолжается четвертое столетие. Одновременно как вспомогательный ресурс используется земная поверхность со свойственным ей почвенно-растительным покровом, что определяет эколого-экономический аспект недропользования в целом.

Большинство крупных горнообогатительных комбинатов страны, в том числе и в УрФО, запроектированы и функционируют как монопредприятия, добывающие железную или марганцевую руду, комплексные руды цветных металлов с извлечением одного, редко -дух компонентов. Вскрышная толща, включая вмещающие породы, отсыпаются в породные отвалы. Отходы обогатительного передела в виде хвостов мокрого и сухого обогащения складируются в отвалы - хвостохранилища. Все эти объекты в совокупности с карьерным пространством занимают значительную территорию, формируя техногенный ландшафт. Размеры территорий такого ландшафта на крупных предприятиях составляют тысячи

Чайкина Галина Михайловна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории экологии горного производства. E-mail: chaykina37@mail.ru

Антонинова Наталья Юрьевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории экологии горного производства. E-mail: na-tal78@list.ru

гектаров, требующих проведения рекультивации [1, 2]. Однако природные ресурсы истощаются, совершенствуются технологии их добычи и переработки в направлении комплексного использования сырья. Эта проблема, поставленная в XX веке академиками нашей страны Ферсманом А.Е. [3], Мельниковым Н.В. [4] и др. исследователями, получает развитие в настоящее время в направлении извлечения ценных компонентов из бывших отходов производства, оцененных как техногенные месторождения. Это характерно, в частности, для высокоиндустриальной Свердловской области [5]. Объективной необходимостью такого направления деятельности может быть и намечающееся превышение годовых объемов потребления отдельных видов сырья над приростами запасов [6].

Развитие идей оптимизации недропользования на определенном этапе использования запасов недр завершилось разработкой основных категорий и понятий о сырье техногенном. В частности, «Техногенные месторождения» (ТМ) - техногенные образования, по количеству и качеству содержащегося минерального сырья пригодные для эффективного использования в сфере материального производства в настоящее время или в будущем (по мере развития науки и техники) [7]. Целесообразность вовлечения в производство отходов определяется геолого-минералогическими оценками их запасов, которые могут быть значительны [8]. Об этом косвенно свидетельствуют продолжающие возрастать объемы заскладированно-го сырья, особенно на действующих предприятиях с открытым способом разработки, одновременно демонстрируя формирование техногенного ландшафта. Главными составляющими его в горнорудных районах являются не только аккумулятивные формы рельефа в виде отвалов

вскрышных пород и отходов обогащения, но и выработанные пространства карьеров. Выборочные показатели трансформации земной поверхности от деятельности горных предприятий с открытым способом разработки приведены в таблице. Количественные характеристики их опре-

Завершающим этапом горного производства, связанного с изъятием и нарушением земель, является рекультивация как направление рационального использования земель в горном деле, закрепленное законами РФ о Земле и охране окружающей среды, о Недрах, государственными стандартами и отраслевыми инструкциями,

деляются условиями залегания месторождений и производительностью горно-обогатительных комплексов, а качественный состав отходов -геолого-минералогическими показателями конкретного месторождения (производства) и технологиями получения конечного продукта.

периодически корректируемыми. Исследования состояния этого процесса в районах освоения минеральных ресурсов показали, что объемы проведения рекультивационных работ значительно отстают от величин нарушения земель, а выполнение ее на объектах ТМ имеет особенности (см. рис.).

Таблица. Укрупненная схема техногенных образований - возможных техногенных

месторождений и использование земель

Отрасль промышленности Основные источники формирования отходов производства Отходы производства - возможные ТМ Возможные виды ресурсов из отходов производства Суммарный показатель, тыс. га

нарушения/отработки земель на 01.01.2008 рекультивировано за 2000-2007, га

черная металлургия добыча и обогащение титаново-магнетитовых, железо-ванадиевых магнетитовых бу-рожелезняковых руд вскрышные породы, хвосты сухой и мокрой магнитной сепарации щебеночно-песчаные смеси, концентраты цветных металлов, медный из хвостов ММС, медистые глины из вскрышных пород Свердловская

8,1/1,1 3,3

Челябинская

8,1/1,9 1,0

Оренбургская 1,7/1,0 -

Башкортостан - 1,2/-

цветная металлургия разработка группы медь и никель-содержащих месторождений Свердловской, Оренбургской областей и Башкортостана вскрышные породы, хвосты обогащения, забалансовые руды извлечение попутных цветных металлов, сырье для производства кирпича, концентрат для удобрений, технологическая известь Свердловская

8,7/2,3 | 3,9

Челябинская

1,8/0,4 0,7

Оренбургская 2,6/0,3 Башкортостан 2,9/- Н.д.

строительная индустрия месторождения асбеста, талька отходы обогащения, вскрышные породы тальк - магнезитовый концентрат как М^ удобрение, MgO композиционные строительные материалы Свердловская - 6,2/-Челябинская -2,2/-Оренбургская -2,2/-Башкортостан -0,8/-Тюменская - 0,3/-Курганская -0,3/- Н.д.

электроэнергетика ГРЭС и ТЭЦ территорий Ур-ФО золошлаки дорожное строительство, строительный комплекс, источники микроэлементов в комплексных органо-минеральных удобрениях, производство кирпича, газозолобе-тонных шлаков Свердловская 9,5/0,1 Челябинская 1,6/0,2 Башкортостан 0,1/0,01 Тюменская -0,2/0,02 Н.д.

металлургическое производство заводы и металлургические предприятия черной и цветной металлургии шлаки доменного мартеновского, медеплавильного, металлургического, ферросплавного производств, шламы, пыль доменная и др. гипсовые отходы - окислы Бе, гранулометрические шла ки - в цементной промышленности. Извлечение Си и цветных металлов. Алюминий-литиевые шлаки -для гидрооксидов А1 иMg. Отделочные и изоляционные материалы Н.д. Н.д.

Рис. Схема трансформации объектов нарушения земель в районах горнометаллургических комплексов в аспекте последующей рекультивации

Появление ресурсов категории «техногенное месторождение» вызывает необходимость корректировки действующей нормативно-методической базы, определяющей стадии, и сроки восстановления нарушенных земель [9, 10], в частности:

- разделения земель выделенных предприятию для добычи основного сырья на две категории:

а) нарушенные, отработанные до проектных контуров, подлежащие рекультивации только после установления отсутствия реальной ценности заскладированных масс для повторной переработки;

б) нарушенные, оцененные как территории с запасами техногенного сырья, подлежащие повторному использованию горным производ-ствоми рекультивации после завершения нового периода извлечения минеральных компонентов.

- пересмотра срока пользования земельным отводом в сторону увеличения на проектный период отработки техногенного сырья без изъятия дополнительных площадей.

Отвалы - ТМ с тонкопылевидными отходами как экологически опасные объекты подлежат временной рекультивации на период до отработки выявленных запасов. Наиболее оптимальным направлением рекультивации их следует считать санитарно-гигиеническое, выполняемое по принципу «минимального зем-левания» с возможным использованием для формирования рекультивационного слоя нетрадиционных органоминеральных составов.

Выводы: основой оптимального землепользования должно быть комплексное использование минерального сырья из природных и ТМ, осуществляемое структурами многоотраслевого горного предприятия. Эколого-экономическая значимость предлагаемой коррективы определяется повторным использованием нарушенных земель для добычи техногенного сырья из объемов ранее заскладиро-ванной горной массы и отходов обогащения. Возврат земель в повторное народнохозяйственное использование возможен только после завершения процесса извлечения из горной или металлургической массы других выявленных, но ранее не извлекаемых ценных компонентов. Наличие двух стадий добычи -природного сырья и сырья из отходов производства, является вынужденным, хотя и перспективным направлением извлечения минеральных ресурсов. Увеличение периода изъятия и нарушения земель завершается на заключительном этапе формированием двух категорий земель - нарушенных и деградированных, подлежащих восстановлению по окончанию природопользования по индивидуальным проектам, учитывающим особенности объектов.

Статья подготовлена в рамках Междисциплинарного проекта Президиума Уральского отделения РАН «Освоение недр Земли: инновационное научно-технологическое развитие горно-металлургического комплекса Урала»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Чайкина, Г.М. Рекультивация нарушенных земель в горнорудных районах Урала / Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 267 с.

2. Чайкина, Г.М. Изменение природно-территориальных комплексов и рекультивация земель в районах интенсивного техногенного воздействия / Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова, Н.Ю. Антонинова // Мат-лы Всероссийской конф. с международным участием «Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель» 4-8 июня 2007 г. - Екатеринбург, 2007. С. 730743.

3. Ферсман, А.Е. Комплексное использование минерального сырья. - Л: Изд-во АН СССР, 1932. ? с.

4. Мельников, Н.В. Минерально-сырьевые ресурсы и комплексное их освоение / Н.В. Мельников // Избранные труды. - М.: Наука, 1987. 300 с.

5. Переработка техногенных образований - эффективный путь реабилитации горнопромышленных территорий. - Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 72 с.

6. Трубецкой, К.Н. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия / К.Н. Трубецкой, В.Н. Уманец, М.Б. Никитин // Горный журнал. 1989. №12. С. 6-9.

7. Яковлев, В.Л. К учету мировых тенденций развития горного дела при обосновании стратегии

освоения недр России и Уральского региона / В. Л. Яковлев // - ГИАБ. 2006. №8. С. 216-220.

8. Мормиль, С. И. Техногенные месторождения Среднего Урала и оценка их воздействия на окружающую среду / С.И. Мормиль, В.Л. Сальников, Л. А. Амосов и др. - Екатеринбург: НИА-Природа, ДПР по Уральскому региону, АООТ «ВНИИЗАРУБЕЖГЕОЛОГИЯ», Геологическое предприятие «Девон». 2002. 206 с.

9. Чайкина, Г.М. К вопросу о нормативной базе проектирования рекультивации нарушенных земель // Маркшейдерия и недропользование. 2003. №4. С. 44-45.

10. Чайкина, Г.М. Экологический аспект биологической рекультивации техногенных месторождений / Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова // Мат-лы 4-ой межд. конф «Биологическая рекультивация нарушенных земел» 15-20 июня1999 г. - Воронеж: ВГЛТА, 2000. С. 15-18.

11. Технико-экономические показатели горных предприятий за 1999-2009 гг. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2010. 374 с.

TECHNOGENIC DEPOSITS OF URAL FEDERAL DISTRICT TERRITORIES AND LAND USE PROBLEM

© 2011 G.M. Chaykina, N.Yu. Antoninova

Mining Institute of RAS, Ekaterinburg

There are represented materials to studying the technogenic deposits in Urals as sources of valuable mineral components as it represents a serious reserve of increase in manufacture of iron, nonferrous and precious metals, rare elements and is a basis of optimum land use. Key words: technogenic deposits, disturbance of soil, recultivation

Galina Chaykina, Candidate of Biology, Senior Research Fellow at the Laboratory of Mining Industry Ecology. E-mail: chaykina37@mail.ru

Natalia Antoninova, Candidate of Technical Sciences, Senior Research Fellow at the Laboratory of Mining Industry Ecology. E-mail: natal78@list.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.