Нарушение земель гірськими і геологорозвідувальними роботами

Нарушение земель гірськими і геологорозвідувальними работами.

1. Загальні засади.

Якутия є одних із найперспективніших регіонів Росії щодо видобутку мінерально-сировинних ресурсів. У цьому і враховуючи реальні перспективи всебічного розвитку гірничодобувних підприємств, який буде необхідний стабілізації і зростання економіки за умов суверенітету республіки й успішного її початку ринку, оцінка наслідків ведення гірських робіт заслуговує на увагу.

Исторически склалося отже гірські інженери не замислювалися з того, як розроблений ними процес видобутку позначиться природі, які зміни у ньому викликає. Перші тривоги з цього приводу часом сприймалися як заважають. Такий їхній підхід здавався економічно вигідним і природним під час, коли розробки проводили у невеличкому масштабі, а вільних земель було багато. Екологічний аспект проблеми було сформульовано пізніше, як слідство збільшення обсягів видобутку мінерально-сировинних ресурсів, переваги у часто відкритих гірських робіт перед підземними. Через війну значно зросли площі порушених земель і забруднення природного довкілля, як наслідок — порушення геохімічного рівноваги у природі.

При експлуатації природних ресурсів нерідко виникають труднощі, пов’язані з розбіжністю інтересів різних груп людей, прагнуть по-різному використовувати і той ж вид ресурсів. Для однієї групи осіб ці ресурси можуть здаватися милістю, дарованої природою, інша група людей розглядатиме їх як бич. Так, стратегія використання земельних ресурсів зачіпає проблеми промисловості, сільського господарства і лісового господарства, відпочинку, забруднення довкілля, експлуатації запасів грунтових вод. Будь-яка дія, що сприяє посиленому використанню земельних ресурсів у якихось певних цілях можуть призвести шкода іншим підприємствам, експлуатує ці ресурси у деяких інтересах.

Например, з погляду гірника, земельний відвід, готовий до організації гірських робіт — розміщення промислових споруд й комунікацій, може бути наскільки можна великим і вільний від лісу, посівів і пасовищ. Для нормальної експлуатації родовища він повинен бути осушено.

Однако, наявність гірського підприємства на сільськогосподарської території явно небажано, тому що від цього лише скорочуються площі угідь, а й погіршуються умови проростання рослин на суміжних з гірськими підприємствами площах.

Строительство кар'єра чи насипання відвалів поблизу назви населеного пункту суперечить інтересам свідомості всіх жителів цього селища, оскільки погіршуються санітарно-гігієнічні й естетичні умови.

Между тим, горнопромышленный комплекс на цей час перетворився на однієї з найбільших джерел порушення і забруднення природного довкілля. Спектр впливу біосферу зруйнованих ландшафтів, поширення забруднювачів, які виникають внаслідок діяльності гірничодобувних і збагачувальних підприємстві, таке широке, що у ряді районів викликає непередбачувані ефекти, згубно сказывающиеся на стані грунту, рослинності, представників тваринного світу, здоров’я людей. Загальна площа порушених в Росії перевищує 2 млн. га, а темпи рекультивації безнадійно відстають від темпів порушення земель. У цьому, особливо актуальне значення набуває проблема відновлення земель, порушених гірськими розробками.

Рассматривая геологорозвідувальні, гірничодобувні і переробні галузі промисловості, як чинники порушення природних ландшафтів, доводиться констатувати як «пряме, і непряме їхнього впливу навколишнє середовище і її компоненти.

Прямое їхнього впливу полягає у руйнуванні і перетворення ландшафтів процесами техногенної денудации і акумуляції, що відбуваються безпосередньо під час роботи гірничодобувних виробництв, і опосередковано, з організацією і експлуатації компонентів інфраструктури, які забезпечують гірниче виробництво. Остання зазвичай включає у собі комплекс енергетичних об'єктів, підприємств та мереж транспорту та зв’язку, об'єктів водопостачання і водовідведення, включаючи споруди водоочищення, робочі селища, нерідко агропромислові підприємства міста і комплекси, інші об'єкти, необхідність яких диктується особливостями технології гірського виробництва, первинного переділу сировинних матеріалів забезпечення працівників ГЗК необхідними продуктами харчування та інші матеріальними благами.

Косвенное вплив гірничодобувних підприємств полягає у забруднення природних об'єктів токсичними викидами і випусками, забруднювачами, рассеивающимися при дефляції відвалів, експлуатації енергетичних об'єктів, підприємств хімічного чи металургійного переділу сировини. Тривале чи інтенсивне вплив на природні почвенно-растительные компоненти ландшафту викликає їхню цілковиту деструкцію і наступну активізацію природних екзогенних процесів, водної чи вітрової ерозії, призводять, насамперед, спричиняє порушення земель, кому надалі повного перетворенню дотеперішніх ландшафтів та втрати ними колишньої біологічної продуктивності. Проте початок порушення природних ландшафтів відбувається фактично до організації гірського підприємства, на стадії виробництва геологорозвідувальних робіт.

2. Порушення земель відкритими гірськими работами.

Воздействие на ландшафти відкритих гірських робіт проявляється, в корінне перебудові рельєфу, із заснуванням техногенних негативних (денудационных) і позитивних (аккумулятивных) форм.

Положительными формами рельєфу, які залишаються після виробництва відкритих гірських робіт, є відвали, котрі за відношення до контуру кар'єра поділяються на внутрішні, що містяться всередині цього контуру і його зовнішні, розташовані поза контуру кар'єра.

По формі, зовнішні відвали може бути:

плоскими, якщо сформовані у вигляді гидротранспортировки порід розкриву;

платообразными, при транспортної системі розробки родовища і одноярусной отсыпки в відвали дробильних порід чи платообразными террасироваными, при багатоярусної отсыпки тіла відвалу;

гребнеобразными чи являти собою систему гребенів, які виникають при отсыпке верхнього ярусу відвалів драглайнами, консольными отвалообразователями чи драгами.

Отвальными породами можуть бути і отсыпаны різноманітних насипу і дамби для будівництва транспортних комунікацій чи гідротехнічних споруд.

Отрицательными формами рельєфу, які залишаються після відкритих розробок є кар'єри, траншеї і канави, дуже різні по своїм параметрами.

Карьер охоплює собою сукупність гірських виробок, освічених при видобутку корисних копалин відкритим способом. У вугільної промисловості кар'єр зазвичай називають розрізом, на практиці розробки розсипів — полігоном. Форма кар'єрів визначається умовами залягання корисного викопного і геометрією розроблюваного пласта чи рудного тіла:

выровненные мульдообразные кар'єри притаманні розробок торфовищ, сапропелей інших майданних пологопадающих покладів з корисними копалинами при невеличкий потужності дробильних порід. Їх глибина зазвичай вбирається у 10 м;

мульдообразные гребневидные формуються при розробці подібних по геометрії і за становищем у межах покладів, при більшої потужності дробильних порід чи значному переважання мас які вміщали порід над масою корисних копалин (россыпные месторождения).

Для техногенного рельєфу, що залишається після розробки подібних родовищ, характерно наявність гребневидных відвалів дробильних порід, що лежать дно якої кар'єрної вироблення. Що стосується розробки террасовых розсипів власне кар'єрна вироблення може бути що у рельєфі й у разі, система гребневидных відвалів є вже акумулятивні форми техногенного рельєфу:

трапецевидные витягнуті горизонтальні кар'єри утворюються розробки витягнутих горизонтальних чи пологопадающих покладів малої (до 20 м) потужності, із перевалюванням порід малопотужній розкриву драглайнами у зовнішні бортові відвали, екскаваторами чи отвалообразователями — у внутрішні;

трапецевидные террасированные витягнуті горизонтально каньйони формуються розробки пологого чи крутопадающих глибоких покладів будь-який потужності, із перевалюванням дробильних порід у внутрішні відвали;

циркообразные террасированные кар'єри формуються розробки глибокозалягаючих покладів крутого падіння, зокрема — кимберлитовых трубок, із перевалюванням дробильних порід лише в зовнішні відвали.

траншеи є трапецевидные витягнуті горизонтальні чи похилі гірничі виробки, протяжність яких значно перевищує ширину. Стосовно контуру кар'єра, траншеї можуть розташовуватися усередині нього, або перебуває поза її межами. При значної глибині траншеї її борту може бути террасированы.

канавы, вид гірських виробок характерний геологорозвідувальних робіт, який використовується в гірських підприємствах зазвичай для відводу поверхневих вод від кар'єрного чи шахтного поля.

Открытыми розробками россыпных родовищ порушено природні долинні ландшафти багатьох річок Південної та Східної Якутії, Південної і Північно-Східній Сибіру. Частина порушених долинних ландшафтів освоєна вторинної рослинністю, частина є відкриті техногенні бедленды, які називають «місячними ландшафтами ». У багатьох випадках самовідновлення рослинності порушених долинних ландшафтів, останні не досягають зональної біологічної продуктивності і, екологічної цінності й значимості. Тим більше що, багато долинні ландшафти тундрової і тайговій зон є найбільшу цінність для природних екосистем, зокрема саме долини річок є місцеперебуванням багатьох рідкісних організмів, саме там знаходять відпочинок перелітні птахи, і їжу копитні під час зимової без харчів при гололедных явищах в тундрі.

Техногенный рельєф річкових долин, що залишається після розробки россыпных родовищ складний і різноманітний. Його морфологічні параметри порівняти з параметрами природних форм рельєфу: висотами річкових терас, глибиною врізу у тому поверхню долин і струмків…

В відповідність до геологічними умовами і прийнятої технологією розробки россыпного родовища, глибина кар'єрних вилучень становить від 2 до 25 м. Висота відвалів дробильних порід, залежно від способу транспортування газу, сягає зазвичай 8−12 м при бульдозерном чи скреперном отвалообразовании, до 20−25 м при экскаваторной чи автомобільної транспортуванні дробильних порід (торфів). Висота відвалів збагачення може становитиме від від 2−3 метрів за гідравлічному їх транспорті, до 15−20 м при використанні транспортних механізмів. Висота дражных відвалів, дуже поширених у долинах річок, становить 8−15 м.

Нарушенные гірськими розробками землі представляють собою схилові поверхні різної форми і орієнтування, увінчані гребенями чи конусами, відмінні за низкою своїх властивостей природних.

Таким чином, найважливіші порушення природного довкілля виникають саме за відкритих гірничих роботах, в організацію яких і було використовується зазвичай значна територія, зайнята кар'єрами, відвалами, залізничними і автомобільними шляхами збагачувальними фабриками та інші промисловими спорудами. Так, середня площа кар'єра будівельних матеріалів становить 30 — 250 га, кар'єра з видобутку марганцевої руди чи вугілля — 1000 — 2000 га, залізорудної кар'єра — 150 — 500 га.

Открытый спосіб розробки є основним напрямом розвитку гірництва, що викликає збільшення територій, які частково чи цілком піддаються порушення. Інтенсивне розвиток відкритих робіт супроводжується зростанням обсягів продажів і, відповідно, відвалів дробильних порід.

Глубина рудних кар'єрів нині сягає 250 м. Поточний коефіцієнт розкриву (кількість дробильних порід, що припадають на одиницю корисних копалин при відкритих гірничих роботах в т/т чи м3/м3) становить на залізорудних кар'єрах 15 т/т, але в меднорудных сягає 20 т/т. У гірничо-технічної літературі відзначається, що за 30 років глибина кар'єрів збільшиться до 1000 м. З поглибленням кар'єрів зміниться поточний коефіцієнт розкриву до 30−50 т/т. Оскільки висота відвалів звичайно перевищує 50 метрів і навряд може бути понад сто м, то тут для розміщення б такого великого обсягу дробильних порід лежить на поверхні землі знадобляться значно вищі території. Розрахунки вчених показують, що з глибині відкритих робіт 500−1000 м площа відвалу перевищуватиме площа кар'єру на 4−7 раз.

3. Порушення земель підземними гірськими работами.

Воздействие на ландшафти підземних гірських розробок проявляється у освіті лежить на поверхні Землі:

отвалов дробильних і які вміщали порід;

хвосто і шламосховищ, у яких нагромаджуються породні відходи, залишаються після збагачення руд;

разного роду провалів і западин, різняться формою і глубиной.

Размеры і форма відвалів визначаються кількома обставинами, зокрема — технологією розробки родовищ і отвалообразования. У найпростішому разі, під час використання вагонеток і скипов, формуються конічні відвали — терриконники. під час використання автомобільного і залізничного транспорту — платообразные і гребневидные, попри велику кількість отвального матеріалу організуються платообразные террасированные відвали. Хвосто — і шламосховища збагачувальних фабрик різних ГЗК й енергетичних підприємств (ГРЕС, ТЕЦ, ТЕС), які забезпечують основне виробництво, розташовуються зазвичай, у найближчих понижениях рельєфу, поступово заповнюючи що вони формують плоскі чи слабко похилі поверхні. Використовуючи ограждающие дамби, хвосто і шламосховища можуть бути порушені від поверхні землі і вони є плоскі столообразные возвышености обмежені схилами, крутість які зазвичай визначається кутом природного укосу порід, закладених ограждающие дамби. Відомо анітрохи випадків руйнації та зсуву дамб обвалования з наступним катастрофічним освітою селеподобных потоків і переотложением матеріалів, нагромаджених шламохранилищах в природні зниження, забруднення водних об'єктів.

Провалы і западини, які утворюються лежить на поверхні землі на результаті завалення покрівлі підземних виробок, дуже різні по форми і розмірам, определяющимися глибиною розробки, обсягами які з надр гірських порід і руд, геометрією рудних покладів чи вугільних пластів:

мульдообразные провали виникають після розробки шарових покладів середньої (1,5−3) й більшої потужності, горизонтального, хвилястого чи пологого похилого залягання. Мульда зрушення гірських порід перебуває у зоні прогину покрівлі. При великої потужності і крутому падінні поклади можливим формування мульдообразных терасованих провалів, мульда зрушення у разі буде приурочена до зони прогину чи завалення;

каньонообразные провали утворюються над вироблених простором потужних пологого чи крутопадающих покладів, мульда зрушення цих умовах завжди знаходиться у зоні завалення;

кольцевые провали можуть бути дома розробки штокообразных крутопадающих залежей.

Обнаженные гірські породи в бортах провалів, поверхню териконів, хвосто і шламосховищ нерідко стають джерелом пылеобразования, а розробки горючих з корисними копалинами диму, причому у складі пилу й диму у повітря можуть потрапляти фитотоксчичные компоненти. І саме можуть опинитися й в грунтових водах, формують свій хімічний склад в провальних мульдах і відвальних породах. Отже, крім на рельєф землі, підземні гірські розробки можуть також спричинить забруднення поверхні грунту, рослинності і підземних вод.

4. Вплив на ландшафти геологорозвідувальних робіт.

Влияние геологорозвідувальних робіт полягає у порушенні поверхні, і почвенно-растительного покриву з організацією і облаштуванні майданчиків бурових робіт, будівництві й експлуатації тимчасових шляхів та селищ розвідників, прокладанні дорожніх трас і зимников гусеничного транспорту, неорганізованою їзди гусеничного транспорту. Підраховано, що з спорудженні найпростішої дороги шириною лише чотири м, розміри займаній нею площі становитимуть 1 га на кожні 2,5 км траси. Між тим, дороги геологорозвідувальних партій зазвичай вимірюються десятками, а північних регіонах — сотнями кілометрів, причому нерідко прокрадається жодна, а кілька трас, відповідно для сухого пори року бездоріжжя.

Еще великі руйнації ландшафтів викликає транспортування тракторами не розібраних бурових вишок: при пересуванні бурової вишки на 15 км порушується до 100 га поверхні, підданого, в наступному, активізації різних екзогенних, зокрема. кріогенних процесів.

Полной переробці піддаються земельні ділянки, у яких безпосередньо виробляються геологорозвідувальні роботи. Зокрема — площі земель, відведеної в організацію розвідницького буріння, проходки відкритих розвідувальних виробок, будівництва тимчасових селищ, ремонтних баз, складів ПММ і різних інших матеріалів і устаткування, стоянок гусеничного і автомобільного транспорту. Проходка відкритих розвідувальних гірських виробок — канав і шурфів супроводжується формуванням відповідних вилучень і породних відвалів, причому при проходці канав вибухом, їх завширшки розкид породи від осі канави змінюється десятками метрів у кожну бік. Істотне вплив на природні ландшафти північних територій надають глибокі розвідувальні роботи з нафтові газові родовища. Ю. И. Быков, зокрема, зазначає, що «сучасна організація бурових робіт створює передумови екологічного лиха околицях Крайньої Півночі «. Розглядаючи забруднення тундрових ландшафтів під час виробництва бурових робіт він умовно поділяє все джерела забруднення втричі категорії:

источники, зумовлені недосконалістю технології будівництва свердловин;

источники, які під час недотриманні технологічних регламентів обслуговуючого персоналу;

источники, зумовлені експлуатаційної ненадійністю устаткування й конструкцій, і навіть елементів облаштування бурової площадки.

В частковості, забруднення в результаті експлуатації свердловин можуть бути як наслідок обслуговування вузлів і механізмів бурової установки: очищення сіток вибросит, обмыва бурових майданчиків і устаткування, витоків хімреагентів у процесі приготування бурових розчинів, скидання выбуренной породи, аварійних скидів забруднювачів при нефтегазопроявлениях, засорениях і порушеннях цілісності системи жолобів чи несправностях запірної арматури. На всі ці впливу накладаються аварійним ситуаціям прямого влучення на поверхню вуглеводневої сировини.

Помимо забруднення поверхні, бурові роботи викликають сумніви і механічні порушення тундрових ландшафтів, прямі у разі планування бурової майданчики і риття котлованів під різні технічні потреби і непрямі, які у розвитку термоэрозионных і термокарстовых процесів по порушеною поверхні, подстилаемой высокольдистыми грунтами.

5. Класифікація і характеристика ландшафтів, порушених гірськими розробками.

Рассматривая ступінь деструкції природних ландшафтів, правомірно підрозділити їх у дві категорії:

ландшафты змінені під впливом господарської діяльності, наприклад природні ландшафти, біологічна продуктивність яких знижена внаслідок забруднення відходами гірського виробництва та.

ландшафты, докорінно перетворені господарської деятельностью.

Нередко у межах природно-технических гірничодобувних геосистем доводиться констатувати певну зональність в розподілі ступеня перетворення природних ландшафтів. Від ландшафтів, повністю перетворених на ядрах системи, де сконцентровані гірничо-збагачувальні виробництва, до мало зачеплених техногенезом вже поза функціонування обслуговуючої інфраструктури.

Между цими крайніми станами нарушенности природних ландшафтів можуть перебуває проміжні зони і ланки, де ландшафти порушено менш явно, як і ядрі геосистемы, але значна більшої ступеня, як по межами останньої.

Анализ ландшафтів, порушених гірськими розробками, дозволяє також констатувати, що навіть за межі їх зміни відбувається знищення природної основи формування ландшафтів. Зокрема, зберігаються зональні кліматичні характеристики, зберігаються геолого-структурные особливості литогенной основи ландшафтів, тенденції розвитку тих чи інших екзогенних процесів, які можуть опинитися слабшати навпаки, посилюватися за умов трансформованого рельєфу, проте у часто що неспроможні виникнути знову. Наприклад процеси наледеобразования, характерні для терасованих бортів кар'єрів території, що належить до криолитозоне й суттєво що ускладнюють рух автотранспорту по транспортним бермам ні виникати зовсім, ні є настільки активними поза території криолитозоны, за умов сухого і теплого клімату.

Одним з цих об'єктивних природних чинників, який передусім визначає як характер порушених ландшафтів, і основних напрямів рекультивації є рельєф. Відповідно до ним, природно-техногенные ландшафти, чи вторинні ландшафти природно-технических геосистем, правомірно підрозділити на два типу: рівнинні й гірські. Під час перебування чергу, у межах, з урахуванням рекомендацій Моториной і Овчинникова (1975), правомірно вичленувати такі види природно-техногенних ландшафтів, різняться характером змін, наступивших внаслідок виробництва відкритих гірських робіт:

крупно, посередньо й дрібно кар'єрні;

крупно, середньо й дрібно карьерно-отвальные;

торфяно-карьерные* (знаком * показані ландшафти, створювані лише з рівнинах);

дражно-отвальные, переважно річкових долин;

зоны впливу водоймищ;

отвальные, зокрема. золошлакоотвальные, хвостосховищ, смітників;

зоны впливу обслуговуючих компонентів інфраструктури, і навіть території, істотно забруднені промисловими викидами, частково чи цілком втративши свою біологічну продуктивность.

В найменуванні ландшафтів свідомо пропустили природна компонента, оскільки саме виникнення порушених ландшафтів та його функціонування відбуваються під техногенним впливом, включаючи додаткові енергетичні емісії, домінуючі над природним енергетичним балансом.

Нередко результатом виробництва відкритих гірських робіт є формування ландшафтів, сочетающих у собі різні техногенні елементи. Зокрема, при відкритих розробках россыпных родовищ, в залежність від технології провадження цих робіт виділено:

аккумулятивные форми рельєфу, представлені відвалами дражными, бульдозерными, экскаваторными, автотранспортними, самотечно чи напорно-гидравлическими.

морфологически особливий тип відвалів представляють собою илоотстойники і хвостосховища.

денудационные форми рельєфу куди входять виїмки, зокрема — дражные пазухи, кар'єри і котлованы.

В як приклад, характеризуючого збитки, заподіювана гірськими роботами, наведемо дані про найхарактерніших підприємствам СНД.

Курская магнітна аномалія лежить у сільськогосподарському районі із чудовими орними чорноземними землями. Загальна площа угідь, займаних об'єктами гірничорудних підприємств КМА (промислові майданчики, хвостоі водосховища, залізничні станції, шляхопроводи, об'єкти електропостачання та інші), становить близько 19 тис. га, у тому числі під відвали передбачається зайняти порядку 30%. Залучення ж у експлуатацію двох більш складних по гірничотехнічними умовам родовищ КМА зажадає відчуження ще 10−12 тис. га угідь. У Кривбасі, де витягалося близько 50% загальносоюзного видобутку товарної руди, щороку переміщали у відвали 62 млн.м.куб. розкриву і 48 млн.м.куб відходів збагачувального виробництва. За період циклу експлуатації родовищ під об'єкти гірських підприємстві у сільськогосподарських організацій басейну відчужене більш 23 тыс. га земель, у тому числі 21 тыс. га порушено. По даними Криворізького районного виробничого управління сільського господарства, щорічне вилучення угідь останніми роками досягло 1600 га.

Нарушенные території Кривбасу представлені кар'єрами, діючими і «погашеними «(списаними з балансу гірничорудних підприємств), закинутими і формувалися відвалами, зонами провалювання й шламоотстойниками. Погашені кар'єри відпрацьовувалися в 1930;1940 рр. Вони невеликих розмірів. Багато заповнені грунтовими чи річковими водами. Площа кожного з шести діючих кар'єрів становить 150 — 500 га. Глибина — 100 — 200 м. Доопрацювання діючих шахт і кар'єрів до проектних глибин призведе до порушення понад 60 тыс.га. Найбільше Європі Нікопольський марганцевий басейн лежить у Дніпропетровської області неподалік міст Орджонікідзе, Нікополь, Марганець і Запоріжжі. Загальна площа розвіданих родовищ становить 46,7 тис. га, а розробками зайнято 15,5 тис. га. Характерною особливістю гірських підприємств у цьому басейні є розташування більшості їх поблизу населених пунктів. Під час розробки марганцевих родовищ 98% відчужуваних земель є придатними для обробітку сільськогосподарських культур.

Наибольшие розміри порушень можливі в Кузнецькому басейні, де площа родовищ, придатних для відкритих робіт, становить 360 тыс. га (20% всіх посівних площ у Кемерівській області). Більша частина з них до межиріччя Томі і Іні з грунтом з опасистих чорноземів. У час важко передбачити терміни освоєння всіх родовищ. Площі порушених земель будуть постійно зростати. Вже сьогодні при відкритої розробці кам’яного вугілля щорічно порушується близько 25 тыс. га земель. Загальна площа земель, порушених промисловістю (разом із різними комунікаціями), становить близько двох млн.га.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.