Комплексная оценка влияния породного отвала шахты «Россия» на окружающую среду

Цель работы: Осуществление комплексной оценки влияния породного отвала шахты Россия на окружающую среду. 

Объектом исследований является шахта «Россия» ОП «Селидовуголь». 

В шахте ведется добыча угля и прохождение горных выработок. В настоящее время на шахте проводятся работы по поддержанию горных выработок, выдачи на поверхность шахтных вод. 

Предметом исследований являются технологические процессы формирования и функционирования породного отвала шахты «Россия» ОП «Селидовуголь», его влияние на состояние окружающей среды и здоровье населения. 

Основными отходами при добыче угля подземным способом являются вмещающие породы, которые образуют отвал. Основным источником загрязняющих веществ на основной промплощадке шахты в настоящий момент является породный отвал. Породный комплекс введен в эксплуатацию в 1961 году и расположен в северо-западной части основной площадки шахты Россия. Плоский породный отвал расположен с западной стороны основной промплощадки. Высота отвала 100 м, площадь основания составляет 250000 м2, объем - 7500000 м3, углы откоса в среднем - 30°, содержание золы в отвале – 82%, серы – 3,0%, органические составляющие – 7%, влажность – 8%. Из горящего отвала в атмосферу выделяется около двух десятков вредных веществ: оксид углерода, углекислый газ, сернистый газ, серный ангидрид, сероводород, сероуглерод, серооксид углерода, оксиды азота, серная кислота, цианводород, аммиак, цианиды, тиоцианаты и др. Породный отвал относится к горящим. 

За последние 20 лет в связи с увеличением глубины разработки и осложнением горно-геологических условий годовой объем выдачи породы возрос более чем в два раза из которых 40 % приходится на обогатительные фабрики. На вывозку и размещение породы расходуются не малые затраты. Суточный выход породы на шахтах составляет 0,5 – 2 тыс.т, на обогатительных фабриках 1,5 – 8 тыс.т. 

На отвал вместе с породой направляется уголь, древесина, что приводит к их горению и загрязнению окружающей среды. При выгорании горючих веществ нарушается устойчивость отвалов, происходят выбросы разогретой породы на расстояние до 200 м и более. В связи с этим, вокруг отвалов создаются дополнительные загрязненные зоны, размеры которых иногда превышают площадь самих отвалов. Польские ученые считают, что вредное влияние отвалов породы сказывается на прилегающей территории в 10 – 12 раз больше, чем занимает сам отвал. 

Ежегодно из террикона вымывается и сдувается около 350 т горных пород. Это способствует общему загрязнению атмосферы, нарушению баланса кислорода и углекислого газа, оказывает вредное влияние на здоровье человека. 

При горении угля в отвале порода подвергается воздействию высокой (до1500°С) температуры, например, пирит разлагается с образованием SO2. Кислотность пород отвала возрастает до рН=1,5 – 2,0, происходит накопление солей серной кислоты. Легкорастворимые соли, пылевидные частицы сносятся атмосферными водами на землю, засаливая их. Минерализация почв происходит при смывании вредных веществ осадками. Отвал и ореолы рассеивания загрязняющих веществ в почвах служат источниками загрязнения водной среды сульфатами и токсичными компонентами. При этом загрязняется поверхностный сток, выщелачивающий растворимые сульфаты с поверхности терриконов и почв, и подземные воды в процессе инфильтрации загрязненных атмосферных осадков. Известно, что поверхностные и подземные воды городской черты имеют высокую минерализацию.

Вокруг породных отвалов образуется зона с повышенной концентрацией загрязняющих ингредиентов в почве, обусловливающей токсичность последней. В связи с этим возникает необходимость установления границ этой зоны, оценки степени ее токсичности и динамики ее изменения во времени. Инструментальная оценка перечисленных характеристик на основе полевых исследований весьма трудоемка, требует анализа большого количества проб. Кроме того, такой подход неприемлем на стадии предпроектных и проектных проработок.

На складирование отходов затрачиваются дополнительные ресурсы, занимающие площади и земельные угодья, создаются разрывы в технологических целях, организационные трудности. 

Для предотвращения загрязнения окружающей природной среды необходимо максимально извлекать из отвальных пород серу, уголь и редкоземельные элементы, использовать отвальные породы для изготовления кирпича и других строительных материалов, а также для закладки отработанного пространства шахт, особенно в зонах расположения населенных пунктов и предприятий. Современные технологии рекультивации помогут вернуть природный потенциал земли и увеличить площадь земель, пригодных для нужд народного хозяйства. Для получения максимального экологического эффекта необходимо применять комплекс мероприятий включающий: снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, предотвращение водной и ветровой эрозии, увеличение площади рекультивационных земель.