Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1. Актуальність теми

У сучасному світі все більшої значущості набуває проблема екологічної деформації територій під впливом антропогенного чинника. Втручання в природні процеси призводить до забруднення навколишнього середовища. Важливою екологічною проблемою для Донецької області є вплив процесів вуглевидобутку.

Терикони чинять негативний вплив на атмосферу, грунти, поверхневі і підземні водні джерела.

У вологому повітрі сірчистий ангідрид, який виділяється з териконів, утворює сірчану кислоту, яка разом з дощами випадає на землю. Коли в повітря потрапляє металевий пил, то утворюються ще більш отруйні солі сірчаної кислоти [8].

Багато терриконів горить, і це сприяє значній зміні складу атмосферного повітря і випадання кислотних дощів, так як з одного палаючого відвалу за добу в середньому виділяється в атмосферу 4–5 т оксиду вуглецю і від 600 до 1100 кг сірчистого ангідриду, а також невеликі кількості сірководню, оксидів азоту та інших продуктів горіння.

Змивана порода дуже токсична, так як окислення піриту сприяє тому, що свіже відсипана нейтральна порода териконів з плином часу стає сернокислой з рН 3. Сірчана кислота, яка утворюється в результаті окислення піриту, розчиняє різні метали, і вони мігрують на прилеглі території.

Терикони можна визначити як обʼєкти, що приносять значної шкоди прилеглим грунтам. Пірітізірованних вугілля багаті ураном. У вугіллі він в основному представлений настураном (оксидом урану). Настає внаслідок окислення піриту відвальної маси сірчана кислота розчиняє всі метали, в тому числі і уран. Розчинення урану призводить до підвищення радіоактивності породи териконів [4].

Отже, проблема переробки териконів є актуальною.

2. Мета і завдання дослідження, плановані результати

Метою дослідження є розробка пропозицій щодо рекультивації поверхні териконів.

Основні завдання дослідження:

  1. Вивчення нормативно правової бази регулюючої питання про породні відвали.
  2. Аналіз впливу породних відвалів на навколишнє середовище.
  3. Розробка пропозицій щодо зниження шкідливого впливу породних відвалів на навколишнє середовище.

Об'єкт дослідження: Виявлення проблем екологічних наслідків від існування териконів.

Предмет дослідження: Терикони в містах і селищах вугільних басейнів України.

У рамках магістерської роботи планується буде вирішена наукова задача з виявлення проблем забруднення навколишнього середовища та запропоновано пропозиції щодо зниження негативного впливу на життєдіяльність людини.

3. Основна частина

Породний відвал — техногенний масив, що формується на спеціально відведеній площі з гірських порід, одержуваних у процесі розробки родовища.

Террикон або терріконік (фр. Terri — відвал породи, фр. Conique — конічний) — відвал, штучний насип з порожніх порід, витягнутих при підземній розробці родовищ вугілля та інших корисних копалин.

3.1 Види породних відвалів

Породні відвали бувають такої форми: конічні, хребтовидних, плоскі, комбіновані.

Конічний породний відвал — це відвал з порід або сировини, що утворюється при насипання на певну поверхню розпушеного грунту. Даний відвал має форму неправильного конуса.

Конічні відвали експлуатуються до висоти 100 м і повинні бути надалі переформовані в плоскі.

Хребтовидних відвал утворюється послідовним формуванням конічного відвалу.

Комбінована форма — утворення комбінацій конічних і плоских відвалів [3].

Плоский відвал — це така форма складування породи, при якій утворюється майданчик на його поверхні. Плоскі відвали утворюються при:

  1. Перепрофілювання конічних і хребтовидних відвалів.
  2. Безпосередньому формуванні плоского відвалу.
Види породних відвалів

Малюнок 1 – Хребтовидних відвал (другий кадр) і плоский відвал (третій кадр), (анімація: 3 кадри, 5 циклів повторення, 147 кілобайт)

3.2 Основні способи ліквідації відвалів

У світовій практиці відомо кілька методів боротьби з териконами.

Один з них — це зворотна засипка шахти породою з відвалів. Але незважаючи на те, що даний спосіб з екологічної точки зору вважається найбільш прийнятним, зважаючи на свою трудомісткості і витратності він практично не використовується. Так, фактична вартість завантаження породи назад у шахту перевищує вартість видобутку вугілля [7].

Інший варіант — вивезення породи за межі населених пунктів. Але пошук вільних територій розміром від 200 га, прокладка до них дороги і вивіз груд породи з одного місця в інше — все це колосальні витрати. Здешевити процедуру можливо при вивезенні порід на території вже існуючих за межею міста полігонів твердих побутових відходів. Так, ще в 2010 році в Донецьку розглядали даний варіант дій. Однак у силу ряду причин він до цих пір не реалізований [7].

При неможливості повної ліквідації використовується метод рекультивації.

Під рекультивацією земель можна розуміти комплекс робіт, спрямованих на відновлення біологічної продуктивності і господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля.

Розрізняють технічну та біологічну рекультивацію.

3.3 Технічний етап рекультивації

Забезпечує ефективність біологічної рекультивації та подальшого цільового використання.

Технічний етап рекультивації передбачає зниження економічних витрат за рахунок відсутності витрат на підготовку грунтового субстрату, тому що грунтосуміш для перекриття по пологи вивільняється в ході підготовки території для виполажіванія.

Виположування укосів і схилів — механічне вирівнювання укосів виробок до заданого ухилу і проведення механізованих меліоративних робіт. Зменшення кутів укосів відвалів і бортів гірничих виробок робиться з метою запобігання розмиву, зсувних явищ, водної та вітрової ерозій [3].

При проведенні технічного етапу рекультивації передбачається наступний порядок виконання робіт:

  1. Звільнення рекультивируемой поверхні від ліквідованих будівель і споруд, виробничих конструкцій і будівельного сміття.
  2. Груба і чистова планування відвалів, проммайданчиків, відновлення водовідвідних канав, зменшення крутизни або терасування укосів, засипка і планування шахтних провалів, прогинів, мульд осідання, відновлення деградованих земель, трас шляхопроводів, доріг та ін.
  3. Будівництво підʼїзних шляхів до рекультивується, пристрій вʼїздів і доріг з урахуванням умов роботи сільськогосподарської, лісогосподарської та іншої техніки.
  4. Пристрій і ремонт (при необхідності) дренажної, водовідвідної і водозбірної мережі.
  5. Облаштування дна і бортів залишкових виробок карʼєрів, інших гідротехнічних споруд.
  6. Ліквідація або використання гребель, дамб, насипів, засипка техногенних озер і проток, благоустрій русел річок.
  7. Меліорація токсичних порід і забруднених грунтів, їх перекриття шаром потенційно родючих порід та / або створення екрануючого шару.
  8. Покриття поверхні шаром родючих грунтів, планування.

3.4 Біологічний етап рекультивації

Включає заходи з відновлення родючості відвалів, їх озеленення [5].

До початку біологічного етапу рекультивації на породних відвалах вугільних шахт повинні бути погашені осередки горіння і порода охолоджена нижче 80 ° С на глибину не менше 2,5 м. Для гасіння осередків горіння конічні відвали переформовують в плоскі з ухилом не вище 2 ° на окремих ділянках (їх площа не більше 400 м2). Щоб попередити стік опадів і розмив схилів, по краю майданчика влаштовують бортик шириною 2,5–4,5 м і висотою 0,5–1 м.

Укоси відвалів у збагачувальних фабрик не повинні мати крутизну більше 25 °, у вугільних шахт — більше 30 °. Якщо дозволяють умови, особливо на малоцінних землях, збільшують площу укосів, зменшуючи кут укосів до 16 °.

Озеленення териконів починається з інженерної підготовки: знімається вершина на 1/3 висоти терикону, потім нарізається спіральна тераса від вершини до основи, виконується планування межтеррасних укосів і підстави. Тераси повинні мати ширину не менше 3,5–4 м, розташовуватися через 10 м і більше та мати зворотний ухил в 4–6 ° від основного схилу. Уздовж терас укладається поливальний водопровід. На відвалах з масовим природним поселенням рослин можна не проводити заходів щодо зниження інтенсивності окислення порід, оскільки зазвичай рН їх водної витяжки не вище 4.

Щоб знизити інтенсивність окислення породи і рецидивне самозаймання, насипають шар суглинного грунту на плоских дільницях не менше 30 см, на укосах 20 см або шар піску відповідно 45 і 30 см. Потім зверху укладають шар гумусірованний грунту: для газонів він повинен бути не менше 10 см, для деревно‑чагарникових рослин родючий грунт вноситься в посадкові ями і траншеї.

Нарізку терас краще проводити ранньою весною по ще вологим грунтам. Восени завозять родючий рослинний грунт, а навесні (через рік після інженерної підготовки) висаджують саджанці дерев і чагарників висотою до 1 м, так як більші схильні розгойдування вітром, Дерева висаджують у внутрішньому ряду; в зовнішньому, зовнішньому ряду — чагарники, які можна чергувати з низькорослими деревами.

Межтеррасное простір рекомендується вкривати за допомогою ліан (виноград пятілістковий та ін), висаджених біля самого краю тераси.

На крутих схилах більш ефективні посадки деревних і чагарникових рослин рядами, поперек схилів, з відстанню 2–3 м між рядами і 0,7–1 м в ряду.

Найбільш стійкими породами, за даними Донецького ботанічного саду, при озелененні вугільних териконів виявилися: акація біла, береза бородавчаста, вʼяз перістоветвістий, клен, яблуня лісова, бирючина звичайна, міхурник деревовидний, горобина звичайна, шипшина звичайний, виноград пятілісточковий, З травʼянистих рослин рекомендуються буркун білий і лікарський, ісоп лікарський, житняк гребінчастий, люцерна посівна, еспарцет.

Стійкі породи рослин

Малюнок 2 – Бирючина звичайна (перший кадр), виноград пятілісточковий (другий кадр), люцерна посівна (третій кадр) горобина звичайна (четвертий кадр), міхурник деревовидний (пʼятий кадр), (анімація: 5 кадрів, нескінченне число повторення, 627 кілобайт)

4. Пропозиція щодо зниження шкідливого впливу породних відвалів на навколишнє середовище

В основу поставлено завдання удосконалення способу рекультивації поверхні териконів за рахунок того, що вибирають південні схили териконів, в яких після обробки зменшилася виділення внутрішнього тепла, в захисних смугах, розташованих через 10–15 метрів по схилу. влаштовують по дві мікротераси на відстані один від одного на ширину сонячної батареї, породу витягнуту при влаштуванні мікротерас засипають у промоїни безпосередньо у мікротерас, сонячні батареї встановлюють між мікротерасами і між вимоїнами на висоті 1,2–1,5, таким чином, щоб тінь від батареї падала на полотно верхньої мікротераси, а в нижню стікала дощова вода з площини батареї, на плоскій верхівки терикону влаштовують ємність для води, за допомогою енергії, яку виробляють сонячні батареї, накачують в ємність воду для догляду за батареями і додаткового поливу рослин, в підготовлених мікротерасах і вимоїнах висаджують посухостійкі чагарники і травʼянисті рослини, ніж досягають технічний результат — покращує якість облагороджування поверхні, що підвищує надійність рекультивації терикону.

5. Висновки

  1. Донбас офіційно визнаний регіоном з несприятливим станом навколишнього середовища. Тому для зниження негативного впливу шкідливих речовин на людину, стає важливим знання про ліквідацію або рекультивації породного відвалу.
  2. При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2015 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Список джерел

  1. Остапко В. М., Глухов О. З., Блакберн А. А., Мулєнкова О. Г., Ендеберя А. Я. Регіональна екологічна мережа Донецької области: концепція, програма та схема – Донецьк: ТОВ ТЕХНОПАРК, 2008. – 96 с.
  2. Стаття Рівень озеленення міста Донецька як екологічний показник сталого розвитку, Поволоцька І. В. – Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів – 2010 / Матеріали ХХ Всеукраїнська наукова конференція аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2010.
  3. Меркулов В. А. Охорона природи на вугільних шахтах. – М.: Надра, 1981. – 182 С.
  4. Зубова Л. Г. терріконік вугільних шахт – джерела сировини для отримання галію, германію, вісмуту / / Вугілля України. – 2004. – №1. – С.41 – 42.
  5. Третьяков С. В. Антропогенний вплив на природне середовище / Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області в 2005 р. / / Земля тривоги Нашої. – Донецьк, 2006. – 108 с.
  6. Зборщик М. П., Осокін В. В. Запобігання самозаймання гірських порід. – К.: Техніка, 1990. – 176 с.
  7. Зубова Л. Г., Гречка В. А., Матюшенко Ю. В. Вплив гірничодобувної промисловості на природні ландшафти Донбасу / / Екотехнології та ресурсозбереження, 1999. – №4. – С.63 – 66.
  8. Калюжний Д. М., Давидов С. А., Дукарскій Л. Г., Аксельрод М. Б. Забруднення атмосферного повітря сірчистим газом від шахтних териконів / / Гігієна і санітарія. – М.: Медгиз, 1950. – № 5.– С. 19 – 24.