Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
При разработке горнорудных и угольных месторождений полезных ископаемых происходят глубокие изменения всех. основных компонентов геологической среды: видоизменяется рельеф, нарушаются породы, меняется гидрогеологический режим, формируются те или иные инженерно-геологичедкие процессы. Происходит отчуждение земель на значительных площадях. Например, общая площадь нарушенных земель Кизеловского угольного бассейна, разрабатываемого 180 лет более 80 шахтами, достигает 600 га. На КАТЭКе ежегодно отчуждается 80-120 га земель, что вызывает необходимость организации мониторинга на территориях весьма значительных по площади.
Неизбежным следствием добычи, обогащения и переработки полезных ископаемых является химическое, а нередко радиоактивное и тепловое загрязнение компонентов окружающей среды. Атмосфера, а через нее и растительный покров, поверхностные и подземные воды загрязняются за счет газопылевых выбросов, образующихся в результате сжигания угля, торфа, сланцев, нефти, а также пыли отвалов горных пород, золо- и шлаконакопителей, использования
Рис. 39. Вынос минеральных веществ в атмосферу в сравнении с некоторыми другими потоками вещества, млрд. т (по Л.Г. Бондареву)
взрывчатых веществ за счет поступления на поверхность шахтных и рудничных вод, дегазации горных выработок, горения отвалов, потерь при транспортировке, фильтрации из накопителей жидких отходов и др. Помимо техногенной атмосфера испытывает и значительную природную нагрузку (рис, 39). При этом загрязнение происходит не только природными токсичными веществами (окиси углерода и серы, метан, тяжелые металлы и др.), но и флотационными реагентами, продуктами неполного сгорания, фенолами и т.п. Так, за один год из недр 140 угольных шахт Донбасса выделяется около 2,5 млрд м3 метана, концентрация которого в газовой смеси составляет в среднем 32%, а на устьях дегазационных скважин — 76-98%. Один средний горящий отвал выделяет в год 620-1280 т 802, 11-30 т N02, 330-500 т СО, 230-290 т Н28.
Ареалы поверхностного загрязнения грунтов и почв угольной пылью вокруг крупных угольных разрезов (например, Нерюнгринского угольного разреза) достигают 150-200 км2. Линейная протяженность ареалов загрязнения поверхностных грунтов и почв тяжелыми металлами вокруг предприятий по добыче меди, никеля, железа, апатитов со значениями коэффициентов накопления более 10 достигает 100— ПО км. Особенно сильное поверхностное загрязнение происходит вокруг крупных горно-металлургических комбинатов. Так, влияние выбросов на состав атмосферных осадков прослеживается на
расстоянии более 1000 км от Норильского горно-металлургического комбината.
Зоны влияния химических загрязнителей по некоторым отраслям горнодобывающей промышленности (добыча и обогащение) представлены в табл. 18.
Таблица 18 Размеры зон влияния объектов различных отраслей горнодобывающей промышленности
Отрасли горнодобывающей промышленности по добыче полезных ископаемых Зона химического загрязнения, км Руды цветных металлов: свинцово- цинковые 1-100 медные 1-100 никелевые 1-100 ртутные 1-100 золотые 1-16 Железные руды 0.5-5 Уголь 2.5-50 Нефть и газ 1-3 Горючие сланцы 4-16 Сера 0.5-10 Соли 3-15 Загрязнение геологической среды радиоактивными веществами происходит при разработке месторождений урана, тория, бурого угля, торфа, фосфоритов, гранитов, горючих сланцев.
Зоны техногенного воздействия крупных месторождений полезных ископаемых, карьеров помимо факторов загрязнения формируются за счет изменения гидрогеологических условий в прилегающих областях. Радиус воронок депрессии может быть различен, но в некоторых случаях достигает огромных величин. Так, радиус воронки депрессии пьезометрических уровней подмерзлотных вод вокруг карьера кимберлитовой трубки "Мир" достигает 80 км.
Глубокое водопонижение на Южно-Белозерском месторождении, начатое с 1961 г. привело к оседанию поверхности за счет уплотнения грунтов: скорость оседания поверхности к 1967 г. составляла 0,6 м/год, в 1987 г. — 3 см/год; максимальное вертикальное смешение поверхности в районах стволов достигло около 3 м, мульда оседания распространилась на 12 км по простиранию и на 10 км по падению. Глубокое водопонижение на Яковлевском железорудном месторождении привело к оседанию поверхности на 2,7-3,1 м при скорости оседания до 1 м/год с площадью мульды сдвижения
до 45-50 км2. В Донбассе при добыче угля на глубинах до 1100 м сдренированы откачками многие водоносные горизонты, в результате чего сформировались огромная зона аэрации и мощная кора выветривания. На территории Североуральских бокситовых месторождений при добыче руд в закарстованном массиве карбонатных пород уровень подземных вод снизился на 140-320 м, что вызвало интенсивные карстово-суффозионные процессы, образование большого числа провальных воронок. Площадь развития депрессионных воронок на Уральских месторождениях каменной соли составила 20-30 км2.
Химический состав подземных вод в районах горнодобывающих предприятий меняется не только за счет смешения, но и активизации окислительных процессов, развития микробиологических процессов, вторичного минералообразования. Кислые шахтные воды характерны не только для сульфидных рудных месторождений, но и для большинства угольных месторождений. Величина рН в шахтных и рудничных водах нередко снижается до 2-3.
