Оценка состояния окружающей среды в зоне функционирования породных отвалов

На территории Донецкой области расположено 582 породных отвала угольных шахт и обогатительных фабрик, в том числе горящих — 132. В настоящее время эксплуатируется 125 терриконов, из них горящих — 60. Только в областной дирекции ликвидируемых шахт находятся на учете 175 отвалов, из которых 47 — горящие. Наибольшее количество горящих отвалов в г. Донецке (20), Енакиево (20), Макеевке (21). Под терриконами занято 5000 гектаров, что составляет 0,2 % от общей территории области. С терриконов в атмосферный воздух выбрасывается около 4 % всех выбросов в области. 

Например, только на территории г. Макеевки расположено 147 породных отвалов, принадлежащих угольным шахтам, центральным обогатительным фабрикам, предприятиям коксохимии и металлургии, из них 39 отвалов принадлежат ликвидирующимся шахтам. Из общего количества являются горящими отвалы на 9 действующих шахтах (“Ясиновская-Глубокая”, “Северная”, “Капитальная”, № 13-бис, “Холодная балка”, им. Бажанова, им. Ленина, “Кировская”, “Бутовская”) и 4 на ликвидирующихся шахтах (№ 10-бис, “Пролетарская-Крутая” и 2 на шахте “Красногвардейская”). 

На каждый породный отвал должен быть паспорт, в котором отражаются сведения о форме, дате пуска и остановки, проектных и фактических параметрах отвала, количестве складированной породы, тепловом состоянии и деформациях. К паспорту прилагается топографический план поверхности, с нанесением утвержденных границ земельного отвода и границы механической защитной зоны. 

Изменяющиеся показатели породных отвалов (высота, площадь основания, объём, угол откоса в зоне отсыпки по контуру отвала, годовая подача породы в отвал и количество вредных веществ, выбрасываемых отвалом в атмосферу) уточняются ежегодно и заносятся в паспорт. 

Изменения теплового состояния отвала и произошедшие деформации на отвале оформляются актами, которые прилагаются к паспорту отвала. 

Отвал считается горящим, если на нем имеется хотя бы один очаг горения (независимо от его площади) с температурой пород на глубине до 2,5 м более 80°С. 

Объем выбросов загрязняющих веществ от породных отвалов составляет около 70 тыс. тонн в год, в том числе окиотуглерода — 38 тыс. тонн, твердых частиц (в том числе пыли углепородной) — более 14 тыс. тонн/окислов азота — более 5 тыс. тонн. 

Горящий породный отвал имеет санитарно-защитную зону 500 м, не горящий- 300 м, разнос вредных веществ и продуктов горения по розе ветров до 3-х км. Исходя из этого, Донецк является сплошной санитарной зоной, в которой проживание становится опасным. 

С 1м2 поверхности горящего породного отвала в атмосферный воздух выделяется до 180 м3/ч продуктов горения содержащих загрязняющие вещества. 

По экспертной оценке, один интенсивно горящий отвал является источником выделения в атмосферный воздух от 25 до 250 тонн в год загрязняющих веществ – оксида углерода, диоксида серы, сероводорода и оксидов азота. 

При вдыхании загрязненного воздуха происходит: обострение уже имеющихся заболеваний или возникновение новых заболеваний органов дыхательных путей, негативное воздействие на психику, общее отравление организма, снижение иммунитета и работоспособности человека. 

Тушение горящих породных отвалов должно начинаться с орошения их водой для охлаждения пород поверхностного слоя на глубину 0,1 - 0,2 м до температуры, меньшей 80°С. При этом расход воды принимается из расчета не менее 50л/м2 горящей поверхности породного отвала. Отвал считается потушенным, когда температура пород на глубине до 2,5 м от поверхности будет не более 80°С. 

Тушение горящих конических и хребтовых отвалов производится переформированием их в платообразные с использованием бульдозеров, экскаваторов или с помощью гидромониторов. Предусмотренная «Руководством по предупреждению самовозгорания, тушению, разборке и рекультивации породных отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик» технология тушения путем проиливания поверхностного слоя антипирогенами или инъектирования заиловочной пульпой на практике не нашла своего применения. Основной причиной является отсутствие у подрядных организаций, в основном шахтостроительных предприятий, необходимого оборудования, специальных комплексов, специалистов. «Руководством...» предусмотрена также технология тушения отдельных небольших очагов горения на отвалах всех типов путем засыпки их глиной, суглинками, инертной пылью, отходами камнедробильного производства, песком, перегоревшей породой и другими негорючими материалами. 

Также были предложены другие технологии снижения вредного влияния отвалов. Так, исследуя процессы горения пород угольных месторождений, ученые предложили создавать на поверхности отвалов защитный слой из кальцийсодержащих соединений. Для предотвращения самовозгорания и тушения горящих отвалов предлагается использовать гидрооксиды и карбонаты Na, К, Ca, наиболее полно и эффективно нейтрализующие вещества новообразования, выделение которых инициируется окислительным выщелачиванием в них пирита. При этом достигается не только прекращение экзотермических реакций, но и защита окружающей природной среды вследствие нейтрализации вредных веществ в твердом, растворенном и газообразном состояниях.