Чудновец В.Л.,
Артамонов В.Н.

Источник: Збірка доповідей студентів та аспірантів першої регіональної конференції «Комплексне використання надр» (24 листопада 2008 р.) – Донецьк: ДонНТУ, 2008. – C. 53-56.

Горнодобывающая промышленность является одной из важнейших отраслей производства в нашей стране и, как составная часть топливно-энергетического комплекса Украины удовлетворяет значительную часть потребности страны в энергетическом топливе и технологическом сырье.

Однако на угледобывающих и углеперерабатывающих предприятиях наряду с производством основной продукции (углем, угольным концентратом) образуется большое количество газообразных, твердых и жидких отходов (шахтный метан, порода, хвосты обогащения, сточные воды). Указанные отходы отрицательно влияют на результаты хозяйственной деятельности предприятий, поскольку требуют затрат на их сбор, транспортирование, хранение, а также осложняют экологическую обстановку в районах размещения шахт. Существенное влияние на природную окружающую среду оказывает выдача и переработка горной массы и пород от проведения горных выработок, которые выражаются в занятии земель под отвалы, нарушении естественного ландшафта земной поверхности, загрязнении атмосферы твердыми и газообразными примесями, загрязнении водоемов шламовыми водами. Каждая тысяча тонн подземной добычи сопровождается выдачей на поверхность 110-150 м³ пород, тысяча тонн обогащения угля – складированием 100-120 м³ пород. Техногенная нагрузка на единицу территории в Донецкой области более чем в 9 раз превышает среднюю по Украине.

На территории Донецкой области расположено 580 отвалов пород угольных шахт и угледобывающих фабрик, из которых 130 горят. На данный период в эксплуатации находятся 125 отвалов пород, из которых горят 60. Под терриконами занято 5 тыс. га земель, что составляет 0,2% от общей территории области.

На целом ряде шахт и обогатительных фабрик породные отвалы исчерпали свои мощности, некоторые из них вышли за черту отведенных земель, и требуют отвода новых. На предприятиях угольной отрасли утилизируется только 3% общего объема образующейся породы, используемой для строительства автомобильных дорог и углеудобрений, и около 8% флотохвостов потребляется кирпичными заводами. В очень незначительных количествах используются отходы угледобычи, углеобогащения и сжигания углей в качестве вторичных минеральных ресурсов.

На многих шахтах Донбасса практически не используются общепринятые в мире технологии оставления породы под землей, следовательно, порода продолжает накапливаться на поверхности (породные отвалы). В этих породных отвалах накопилось уже сегодня более чем 2 миллиарда тонн породы и других отходов. Нередко в этих отвалах присутствуют высоко токсичные смеси. В углях Донбасса, породных отвалах, образующихся при их добыче и обогащении, а также в отходах после их использования, находятся практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева. Качественный и количественный их состав самый разнообразный. Элементы и их соединения, содержащиеся в углях, могут оказывать как позитивное, так и негативное воздействие на окружающую природную среду и человека. Например, из породных отвалов и золошлакоотходов возможно извлечение алюминия, в них также содержится галлий и германий, что также не маловажно. Переработка отходов с целью получения ценного сырья уменьшит количество складированных отходов и позволит высвободить земельные площади для их дальнейшего использования. В углях Донбасса и продуктах его переработки содержится также германий и другие вещества.

Вместе с тем горящие отвалы, которых около 60% от общего количества – это источники неиспользованной дополнительной тепловой энергии. В этой связи большое значение приобретают вопросы всесторонних исследований различных этапов, способов и средств отсыпки, содержания и разработки породных отвалов в целях создания новых технологий по рациональному использованию природных и материальных ресурсов, расходуемых на содержание и эксплуатацию отвалов.

Статистические данные показывают, что выдача породы из шахт Донбасса продолжает оставаться высокой (более 300 т на 1000 т угля). Из всей получаемой в шахте породы на поверхность доставляется 72,6% и только 27,4% размещается под землей. При этом шахтная порода составляет примерно 80-85% от всего объема породы, размещаемой в отвалах, а отходы от обогащения угля – 15-20%.

На примере ГП «Шахта им. М.Горького» в динамике можно проследить количество добываемого угля, количество образующейся породы и количество используемой породы на рисунке 1.

Рисунок 1 - Объемы угледобычи, породы и количество использованной породы

Анализируя объемы добычи угля предприятием за последние четыре года, можно сделать вывод о снижении количества породы, выдаваемой на поверхность.

Шахта использует часть породы для закладки выработанного пространства, тем самым сокращает количество породы, выдаваемой на поверхность – это актуально тем, что породный отвал находится в черте города и чем меньше выдается породы на поверхность, тем лучше экологический эффект.

Также можно привести в пример уникальный и единственный пока на Украине проект, благодаря которому одна из строительных компаний взялась ликвидировать террикон, стоящий прямо у обочины Донецкой объездной дороги в Червоногвардейском районе Макеевки и построить на его месте супермаркет оптовой торговли «Метро». Предварительно были проведены все экспертизы на токсичность, радиоактивность, изучен химический состав породы. Эксперты пришли к выводу, что этот породный отвал не представляет для людей никакой угрозы. Часть породы будет использована для устройства площадки под строительство, а остальная уже вывозится для использования в дорожном строительстве – это лучший пример того, как можно достичь экологического и экономического эффекта одновременно.

Таким образом, рациональное решение проблемы промышленных отходов зависит от ряда факторов: вещественного состава отходов, их агрегатного состояния, количества, технологических особенностей и т.д. Наиболее эффективным решением проблемы промышленных отходов является внедрение безотходной технологии. Создание безотходных производств осуществляется за счет принципиального изменения существующих технологических процессов, разработке систем с замкнутым циклом, обеспечивающих многократное использование сырья. При комплексном использовании сырьевых материалов промышленные отходы одних производств являются исходными сырьевыми материалами для других. Важность комплексного использования сырьевых материалов можно рассматривать в нескольких аспектах. Во-первых, утилизация отходов позволяет решить задачи охраны окружающей среды, освободить ценные земельные угодья, занимаемые под отвалы и шламохранилища, устранить вредные выбросы в окружающую среду. Во-вторых, отходы в значительной степени покрывают потребность ряда перерабатывающих отраслей в сырье. В-третьих, при комплексном использовании сырья снижаются удельные капитальные затраты на единицу продукции и уменьшается срок их окупаемости.

Из отраслей-потребителей промышленных отходов наиболее емкой является промышленность строительных материалов. Установлено, что использование промышленных отходов позволяет покрыть до 40% потребности строительства в сырьевых ресурсах. Применение промышленных отходов позволяет на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья, экономия капитальных вложений достигает 35-50%.