Русский   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат за темої выпускної работи

Зміст

Введення

На сьогоднішній день стан навколишнього природного середовища Донецького регіону знаходиться в стані гострої екологічної кризи. Значних втрат природному середовищу завдають відвали вугільної промисловості — терикони. У вугільних відвалах Донбасу накопичилися тисячі тонн породи, які займають величезні території. Більшість відвалів Донбасу є палаючими, але навіть ті терикони, які здаються не горючими, насправді продовжують тліти. В атмосфері міст Донбасу присутні у високих концентраціях окис вуглецю, феноли, аміак, сполуки сірки та інші небезпечні речовини, до яких додається також підвищений радіоактивний фон і високий рівень забруднення повітря зваженими частинками. Також, відвали скорочують площу земель, які є придатними для промислового і житлового будівництва [1].

1. Актуальність теми

В останні роки значний розвиток отримало вивчення негативного впливу породних відвалів на навколишнє природне середовище, що пов’язано, в першу чергу, з постійним збільшенням обсягів складованої в відвали породи, і, як наслідок, посиленням техногенного навантаження на навколишнє природне середовище. Також, необхідно враховувати, що породні відвали чинять негативний вплив на здоров’я мешканців прилеглих населених пунктів. Таким чином, вивчення проблеми рекультивації відвалу шахти і розробка заходів спрямованих на зниження негативного впливу даного виду відходів є дуже актуальним завданням[1].

2. Мета і завдання дослідження, плановані результати

Метою дослідження є розробка пропозицій по рекультивації поверхні терикону ВП Шахта Чайкіно. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:
1.Вивчення нормативно-правової бази регулюючої питання про породних відвалах.
2. Проведення оцінки екологічного стану відвалу ВП Шахта Чайкіно;
3. Аналіз впливу породного відвалу на навколишнє середовище;
4. Розробка комплексу заходів щодо зниження шкідливого впливу відвалу на навколишнє середовище;

Об'єкт дослідження: ВП Шахта Чайкіно.

Предмет дослідження: Технологічні процеси формування і функціонування породного відвалу ВПШахта Чайкіно, його вплив на стан навколишнього середовища і здоров’я населення.

В рамках магістерської роботи планується провести оцінку екологічного стану породного відвалу ВП Шахта Чайкіно, дати оцінку ступеня його негативного впливу на навколишнє природне середовище і розробити комплекс заходів з його рекультивації.

3. Основна частина

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

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

Всього при функціонуванні шахт і збагачувальних фабрик на території вугледобувних регіонів складовано близько 4 млрд. т породи, яка розміщена в відвалах. Щорічно з поверхні одного терикона видувається приблизно 400 т породної пилу і вимивається близько 8 т солей. Процеси пилоутворення і газовиділення шкідливих речовин в атмосферу посилюються у багато разів при горінні породних відвалів. У деяких шахтарських містах (Макіївка, Донецька обл., Шахтоуправління Холодна балка) щільність розміщення породних відвалів така, що зони поширення продуктів горіння, вивітрювання та вимивання окремих відвалів змикаються між собою і створюють зону постійної екологічної небезпеки. Норми забруднення атмосфери порушуються постійно — по адже економічних причин практично відсутні технологічні рішення щодо зниження видачі породи на поверхню за рахунок розміщення її у виробленому просторі[2].

3.1. Класифікація породних відвалів

В даний час в межах м Донецька, розташовано більше 140 породних відвала, що займають площу близько 10 млн. м2. Висота породних відвалів вугільних шахт змінюється в межах 8–124 м[2].

Типізація відвалів існує по ряду ознак.

По тепловому станом породні відвали поділяються на:
✐палаючі;
✐згаслі;
✐не горілі.

Значна частка діючих породних відвалів є палаючими. Серед териконів, виведених з експлуатації, 25 палаючих і 81 з них не горять або вимерли.

За своэю структурою шахтні відвали поділяються на:
✐конічні;
✐усічені конічні ;
✐хребтовидні;
✐плоскі.

За наявності рекультивації на:
✐озеленені;
✐не озеленені.

Типізація відвалів шахт за структурою

Рисунок 1 — Типізація відвалів шахт за структурою
(анімація: 4 кадра, 8 циклів повторения, 149 кілобайт)
(кадр № 1  — породний вітвал конічної форми, кадр № 2 — породний вітвал усіченої конічної форми,кадр № 3  — породний вітвал хребтовидної форми, кадр № 4  — породний вітвал плоскої форми)

3.2. Основні способи ліквідації відвалів

На даний час можна виділити дві основні концепції поводження з твердими побутовими відходами вуглевидобувної і гірничо-збагачувальної промисловості — териконами. Це рекультивація (депонування) та утилізація (переробка).

Утилізація відходів гірничодобувних підприємств може бути здійснена двома способами:
1) Зворотне засипання шахти породою з відвалів. Але незважаючи на те, що даний спосіб з екологічної точки зору вважається найбільш прийнятним, зважаючи на свою трудомісткості і затратності він практично не використовується. Так, фактична вартість завантаження породи назад в шахту перевищує вартість видобутку вугілля.
2) Вивіз породи за межі населених пунктів. Але пошук вільних територій розміром від 200 га, прокладка до них дороги і вивезення куп породи з одного місця в інше — 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 такий варіант дій. Однак в силу ряду причин він до сих пір не реалізований[4].

При неможливості повної ліквідації використовується метод рекультивації.

Рекультивація земель є комплексом робіт, спрямованих на відновлення біологічної продуктивності та господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов навколишнього середовища.

Рекультивація проводиться в 3 етапи на територіях, порушених гірничими роботами:
✐Етап I — підготовчий. Обстеження і типізація порушених територій, вивчення специфіки умов, визначення напряму рекультивації.
✐Етап II — гірничотехнічний. Раціональне формування поверхні відвалів і кар'єрів.
✐Етап III — біологічна рекультивація.

3.3. Технічний етап рекультивації

Забезпечує ефективність біологічної рекультивації і подальшого цільового використання.

Технічний етап рекультивації передбачає зниження економічних витрат за рахунок відсутності витрат на підготовку ґрунтового субстрату, тому що грунтосуміш для перекриття по пологи вивільняється в ході підготовки території для виполажіванія[5].

При проведенні технічного етапу рекультивації передбачається наступний порядок виконання робіт:
1) Звільнення рекультивируемой поверхні від ліквідованих зда¬ній і споруд, виробничих конструкцій і будівельного сміття;
2) Груба і чистове планування відвалів, проммайданчиків, відновлення водовідвідних канав, зменшення крутизни або терасування схилів, за¬сипка і планування шахтних провалів, прогинів, мульд осідання, відновлення деградованих земель, трас шляхопроводів, доріг та ін.;
3) Будівництво під'їзних шляхів до рекультивується,, пристрій в'їздів 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 кар'єрів, інших гідротехнічних споруд;
6) Ліквідація або використання гребель, дамб, насипів, засипання техногенних озер і проток, благоустрій русел річок;
7) Меліорація токсичних порід і забруднених ґрунтів, їх перекриття шаром потенційно родючих порід і / або створення екрануючого шару;
8) Покриття поверхні шаром родючих ґрунтів, планування.

4. Біологічний етап рекультивації

Біологічний етап рекультивації — етап рекультивації грунтів і земель, що включає комплекс агрохімічних і фітомеліоративної заходів по відновленню родючості порушених ґрунтів.

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 площадки влаштовують бортик 2,5–4,5 м завширшки і висотою 0,5–1 м.

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, через 10 розташовуватися м і більше і 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, так як зазвичай рН їх водної витяжки не вище 4.

Щоб знизити інтенсивність окислення породи і рецидивної самозаймання, насипають шар суглинистого грунту на плоских ділянках не менше 30 см, на схилах 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 посадочні 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 і ін.), Висаджених у 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, в'яз перістоветвістий, клен, яблуня лісова, бирючина звичайна, міхурник деревовидний, горобина звичайна, шипшина звичайний, виноград пятілісточковий, З трав'янистих рослин рекомендуються буркун білий і лікарський, ісоп лікарський, житняк гребінчастий, люцерна посівна, еспарцет[6].

Висновок

Аналізуючи вищевикладений матеріал, можна зробити висновок, що рекультивація відвалів вугільних шахт є дуже актуальним завданням. Вирішення цієї екологічної проблеми дозволить зменшити негативний антропогенний вплив на навколишнє природне середовище. Щодо біологічної рекультивації відвалу ВП Шахта Чайкіно можна сказати, що такий підхід дозволить внести позитивний внесок в стабілізацію екологічної обстановки регіону, а також підвищити естетичну привабливість міста Макіївка.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: липень 2016 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Список джерел

  1. Астахов А. С., Мальшев Ю. Н., Пучков Л. А., Харченко В. А. — Экология: горное дело и природная среда. — Учебн. для ВУЗов. — М.: Издательство академии горных наук, 1999 г. — 367 с.
  2. Сборник инструкций к правилам безопасности в угольных шахтах — Киев, 1996. — 367 С.
  3. Остапко В. М., Глухов О. З., Блакберн А. А., Мулєнкова О. Г., Ендеберя А. Я. Регіональна екологічна мережа Донецької області: концепція, програма та схема — Донецьк: ТОВ ТЕХНОПАРК, 2008. — 96 с.
  4. Поволоцька І. В. — Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів — Рівень озеленення міста Донецька як екологічний показник сталого розвитку/ Матеріали ХХ Всеукраїнська наукова конференція аспірантів і студентів  — Донецьк, ДонНТУ — 2010 — С. 34–37
  5. Постоленко В. О. Реорганизация группы породных отвалов шахт ГП МАКЕЕВУГОЛЬ для дальнейшего формирования рекреационных зон/ В. О. Постоленко —/ Материалы II региональной конференции Комплексное использование недр — Донецк: ДонНТУ —2009.
  6. Шапара А. Г. Науково-методичні рекомендації щодо поліпшення екологічного стану земель, порушених гірничими роботами (створення техногенних ландшафтів) — Днепропетровск: Моноліт, 2007г. — 270 C.
  7. Леонов П. А. Породные отвалы угольных шахт — М.: Недра, 1970 —112 C.
  8. Панов Б. С., Проскурня Ю. А. Некоторые проблемы экологии Донецкого бассейна — Тез.докл. Межд. Научно-практической конференции Стратегия выживания и развития Донбасса — Донецк, 1996. — 56 C.