Земля – основа ЖИЗНИ и деятельности человека – является не только уникальным природным объектом, но н природным ресурсом, используемым в качестве основы осуществления хозяйственной деятельности, в том числе в одной из важнейших отраслей-горнодобывающей [1]. Почвенный покров земли является незаменимым компонентом биосферы. Он выполняет множество разнообразных экологических функций, являясь компонентом всех экосистем суши и оказывая влияния на функционирование биосферы в целом [2]. По мере развития техиогенеза происходят значительные нарушения целостности почвенного покрова вплоть до полного его уничтожения на значительных площадях, что нарушает экологическое состояние от дельных территорий.
Проблемы рационального природопользования, сокращения источников загрязнения атмосферного воздуха н поверхностных вод. Восстановления нарушенных земель являются приоритетными и при определении уровня природоохранной деятельности той или иной отрасли.
Угледобывающие предприятия оказывают значительное влияние на окружающую природную среду, так как извлекаемые на поверхность уголь и вмещающие породы, а также продукты их переработки загрязняют атмосферу пылью, сажей и газообразными токсичными выбросами. Размещение пород в отвалах и подработка поверхности приводит к деградации земельных ресурсов [3]. Особое место среди них занимают земли, нарушенные непосредственно горными работами, включающие территории карьеров, зон обрушения, отвалов вскрышных пород, терриконов. Породные отвалы являются источником вредного воздействия на окружающую среду. Происходит снос пыли и мелких фракций с поверхности породного отвала, смыв породы ливневыми водами в гидрофицированную сеть города, скатыванне отдельных кусков отвальной массы с поверхности породного отвала, выброс пыли и газов при работе машин.
Так, при рассмотрении вопросов рационального использования земельных ресурсов Донецкой области [4] концентрируется внимание на то, что большое количество нарушенных земель образуется вследствие нерационального использования земель предприятий, особенно через загрязнения пород горной промышленности. В связи с тем, что большое количество земель в Донецкой области занято породными отвалами, аргиллитов, алевролитов, углекислых сланцев, известняков и каменного угля. Также породы отвалов содержат большое количество разных элементов. В том числе цветных, редких, благородных. Естественно, что проблема биологической рекультивации таких земель весьма актуальна.
Для рационального использования породного отвала в целях экологической безопасности, а также дальнейшей его рекультивации предлагается создание динамическая модель породного отвала. Посредством данной модели появляется возможность проанализировать породный отвал, эксплуатация которого уже закончилась, т.е. показать как изменялась поверхность породного отвала во время его эксплуатации, а также составить проект формирования породного отвала для новых разработок полезных месторождений.
Этапы построения модели состоят в следующем:
а) Намечаются периоды формирования отвала (период отработки пластов, период отработки горизонтов, когда на породный отвал отсыпались конкретные породы);
б) Для каждого отработанного пласта проводится анализ планов горных выработок с геологической сьемкой по выработкам, используя маркшейдерские данные по замерам горных выработок;
в) Проводится маркшейдерская съемка поверхности породного отвала за определенный период времени (см. рис.1.);
г) Для каждого периода времени определяется объем и состав пород, которые отсыпались в отвал, и строится модель поверхности отвала (см. рис 2.).
д) Группируются необходимые периоды и строится динамическая модель породного отвала с учетом фактора времени;
Данная модель позволит решить следующие задачи.
а) Выявить так называемые «очаг риска» породного отвала, используя гранулометрический состав тех пород, которые формировали отвал за определенный период времени. К таким «очагам риска» относятся возможные очаги горения, очаги неоднородной полости повышенной проницаемости (т.е. зоны обрушения) и другие опасные факторы риска (пример такого "очага" виден на рнс.2).
б) Используя размещение и состав пород на определенном этапе насыпки на породный отвал, можно дать рекомендации по рациональному использованию данных пород. Например, шахтные горелые породы находят применение в строительстве при возведении зданий и сооружений, для отсыпки строительных фундаментов.
Рис.1 Измерение формы породного отвала за определенный период времени
Рис.2 Построение поверхности породного отвала на определенном этапе в маркшейдерской съемке в разных ракурсах.
Таким образом, в результате построения динамической модели породного отвала можно получить пространственную модель данного отвала с оценкой содержания вредных и полезных компонентов угля.
Используя гранулометрический состав пород, входящих в породный отвал, можно получить характеристику данного отвала с цепью улучшения экологической обстановки в регионе и вовлечение в производство легкодоступного минерального сырья.
Библиографический список:
1. Прокопенко Е.В. Разработка геоинформационной системы нарушенных земель закрывающихся шахт/. Прокопенко Е.В., Петрова Е.В.// Сучаснi технологи маркшейдерского забезпечення рационального i безпечного ведения гірничих робіт. Збірник наукових праць. – Донецьк: ДонНТУ. 2002
2. Махонина Г.И./. Махонина Г.И//. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала. – Проблемы образования науки и культуры. Экология техногенных экосистемах Урала. – Проблемы образования науки и культуры. Экология Урала № 23(2002).
3. Заболотний А.Г., Григорюк Е.В. Экологические проблемы угольной промышленности Украины/. Заболотний А.Г., Григорюк Е.В/ Уголь Украины.2002
4. Штагер О.А. Проблемы рационального використання земельннх ресурсів Донецької області Штагер О.А.// Bicтi Донецького гірничого інституту. – № 1. – 2009.