Донбасс сегодня переживает не лучшие времена своей истории. Донецкая область славится тем, что она - самый грязный регион Европы. Только это – не вина Донбасса, это беда Донбасса.

Мы уже больше ста лет эксплуатируем этот регион. Когда в Донбассе массово начали строить заводы, шахты, ставились задачи обеспечить стратегическим сырьем все пространство бывшего Советского Союза. И никто не задумался о том, какие нагрузки несет эта территория, какие экологические последствия могут быть для региона и людей, которые здесь проживают. Мы все помним, с какой гордостью говорили в Советском Союзе о том, что Донбасс – всесоюзная кочегарка. А каково жить в кочегарке? После распада СССР Донбасс оказался один на один с решением целого комплексов вопросов, которые остались нам в результате эксплуатации природных ресурсов на территории Донецкой области. Сегодня мы не ищем виноватых, так уж сложилась история нашего края, мы пытаемся найти выход из этой непростой ситуации. И признаем: да, Донецкая область - самый техногенно нагруженный регион Украины.

Одной из визитных карточек Донбасса являются терриконы, как мы их привыкли называть - пирамиды из черно-бурой породы, поднятой из недр земли при добыче угля. Днем их вершины дымятся, а ночью, в темное время, виден неяркий огонь - голубоватый, зеленый, желтый: горит газ.

В настоящее время под терриконами заняты значительные площади плодородных земель. В одном только Донецке насчитывается более 120 отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик, которые занимают территорию около 1000 га. Эти горы занимают не просто территорию, они находятся в границе города и занимают площадь, на которой могли бы быть дома или предприятия, парковые зоны или сельскохозяйственные угодья. Если бы терриконы просто возвышались и портили эстетический вид города, но они очень сильно ухудшают экологическую ситуацию в Донецке, которая и так оставляет желать лучшего. В большинстве случаев они соседствуют с сельскохозяйственными угодьями или земельными участками населенных пунктов. Многие отвалы горят и все они подвергаются активной ветровой и водной эрозии. Закономерно возникает вопрос, какое влияние оказывают неблагоприятные процессы на почвенный и растительный покров прилегающих земель. Из-за биогенной миграции происходит накопление в растениях химических элементов в аномальных концентрациях, существенно отличающихся от предельно допустимых концентраций, а из-за окислительных процессов, проходящих на поверхности породных отвалов, происходит подкисление среды. И это не весь перечень деятельности терриконов.

Большинство породных отвалов Донецкой области являются горящими, выделяющими токсичные газы: оксид серы (SO₂), оксиды азота(NO_X), сероводород (H₂S) и углекислый газ (СО). Кроме того, значительное количество пыли образуется при формировании породного отвала и выделяется с его поверхности вплоть до его озеленения. В результате многолетнего вынужденного нахождения в неблагоприятной экологической обстановке население Донбасса подвержено большому количеству тяжелых заболеваний.

Улучшение экологической обстановки возможно в результате снижения вредного воздействия породных отвалов на окружающую природную среду за счет утилизации шахтной породы. Существует ряд направлений её использования, прежде всего это закладка породы в выработанное пространство шахты, применение в дорожном строительстве, рекультивация породных отвалов, использование породы в качестве строительного материала.

Значительная часть земли даже в нынешнем ее состоянии представляет собой ценность. Если местным органам самоуправления предоставить возможность, они могут проводить тендер по продаже земли, обязывая купивших ее юридических лиц произвести очистку и рекультивацию, а далее использовать, не загрязняя окружающую среду. Некоторые отвалы содержат полезные ископаемые, извлечение которых может быть экономически эффективным. Так, в отдельных отвалах угольных шахт находятся промышленные концентрации редких элементов, их следует рассматривать как техногенные месторождения.

Анализ породных отвалов Донецкого региона, выполненный специалистами МакНИИ в последние годы, также позволяет оценить количественный состав элементов, представляющих интерес для извлечения и дальнейшей переработки. Породная масса содержит повышенное количество угля, а также сырье для получения алюминия, германия, скандия, иттрия, галлия и других редких металлов. В Украине практически отсутствует сырье для производства алюминия, его импортируют из-за рубежа по достаточно высоким ценам. Поэтому наша проблема с терриконами могла бы обернуться хорошей экономической выгодой для страны. Если в горной массе содержится концентрация оксида алюминия (AI₂O₃) свыше 15%, то она является пригодной в качестве сырья при производстве алюминия электрогидравлическим способом. Но для этого нужны специальные технологии, которые в Украине пока не практикуются.

Еще одним способом переработки породных отвалов является производство по выпуску конкурентоспособных строительных материалов и изделий. Практика показала, что при относительно небольших, до 200-250 тысяч доллоров США, капитальных вложениях отвалы можно превратить в полезные для человечества и отдельных предпринимателей материалы. Схема такой переработки представлена на рис.1, однако для полной оценки ее эффективности в зависимости от состава исходного сырья требуется выполнение ряда экспериментальных проверок.

Такое производство по переработке породных отвалов целесообразно разворачивать на базе закрывающихся шахт или обогатительных фабрик, отвалы которых имеют необходимые сырьевые компоненты. Наличие железнодорожных и автомобильных путей, энергетических комплексов, зданий и сооружений промышленного и бытового назначения будет способствовать значительному сокращению капитальных затрат и срока ввода в действие перерабатывающего комплекса.

Одной из проблем также является дефицит энергоносителей, поэтому добыча горючей массы из вторичного сырья, то есть породных отвалов, могло бы облегчить эту задачу. В отвалах содержится до 20%, а может и выше неиспользованных ресурсов. Поскольку сырье расположено уже на поверхности, то облегчается задача по его добыче и снижается его себестоимость. С этой целью Гипромашуглеобогащение провел научно-исследовательскую работу по определению возможности обогащения горной массы отвалов в тяжелосредном гидроциклоне. В ходе выполнения НИР переработаны пробы, отобранные из терриконов шахт Углерод (Ростовская обл.), Северная №2 (Донецкая обл.), Киевская и Харьковская (Луганская обл.) и началась разработка специальной обогатительной установки, благодаря которой можно получить эффективное промышленное сырье и снизить затраты на рекультивацию земель. Большие успехи в решении этой проблемы достигнуты Германией. Так, модульная установка фехнэр хольтер Fechner Holter перерабатывает в год до 400 тыс. т. горной массы, выпуская до 60 тыс. т. высококачественного концентрата. В Украине содержимое отвалов практически не перерабатывается в основном из-за отсутствия соответствующих обогатительных установок. Разрабатываемый комплекс оборудования для переработки горной массы отвалов позволит удовлетворить потребность отечественных производителей угольной продукции в необходимом оборудовании.

Технология переработки содержимого породных отвалов включает в себя обогащение класса 1-40 мм в тяжелосредном гидроциклоне и шлама 0,1-1мм в спиральных сепараторах. Она состоит из подготовки горной массы, обесшламливания на грохоте, обогащения в тяжелосредном гидроциклоне, отмыва и обезвоживания продуктов обогащения, регенерации суспензии, обогащения шлама в спиральных сепараторах, обезвоживания шлама и регенерации оборотной воды. Отходы зольностью более 80% можно использовать как строительный материал.

Освоение технологического комплекса по переработке забалансового сырья, накопленного в отвалах, обеспечит создание дополнительных рабочих мест, что будет иметь положительные социальные и демографические последствия. Применение в технологической схеме замкнутого цикла позволит исключить потребность в заполнении илонакопителей, что освободит от необходимости строительства дополнительных отстойников.