В Китае основные запасы сланцев сосредоточены на территории провинций в северо-восточной части страны и в одном из крупнейших промышленных центров – Фушуне, который находится в непосредственной близости от границы с Кореей.

Также среди стран, успешно занимающихся добычей горючих сланцев, можно выделить следующие:

• Израиль (который становится главным центром по добыче нефти из сланцев на территории Ближнего Востока),
• Иордания,
• Марокко,
• Австралия,
• Аргентина,
• Эстония,
• Бразилия.

Как добывают сланцевую нефть

1. Добыча открытым или шахтным способом с дальнейшей переработкой на установках-реакторах, где горючие сланцы подвергают пиролизу без доступа воздуха, что приводит к выделению из породы смолы. Этот способ активно использовался в СССР, применяется в Бразилии, Китае. Главный его недостаток – высокая затратность, что приводит к высокой цене конечной продукции. К тому же при использовании данного варианта добычи нефти возникает проблема выделения большого количества углекислого газа во время извлечения из породы сланцевой смолы. Выпуск в атмосферу больших порций углекислого газа грозит значительным ухудшением экологической ситуации, а вопрос его утилизации до сих пор не решен;
2. Добыча нефти напрямую из пласта. Происходит это посредством бурения горизонтальных скважин, что приводит к многочисленным гидроразрывам пласта. Часто возникает необходимость проведения термического или химического разогрева пласта. Это приводит к значительному удорожанию добычи данного вида нефти по сравнению с традиционной, независимо от развития и усовершенствования применяемых технологий. Важная проблема, возникающая при использовании данного способа, – это быстрые темпы снижения объемов добываемого продукта (за 400 дней работы объемы могут снизиться на 80 %). Для решения данной проблемы скважины на месторождениях вводят поэтапно.

Технология добычи имеет ряд нюансов, которые необходимо учитывать:

• месторождение должно находиться поблизости от потребителей, поскольку сланцевый газ не транспортируется по газопроводам высокого давления;
• возможно проведение разработок сланцевых месторождений в густонаселенных районах;
• при добыче сланцев не происходит потеря парникового газа, но теряется метан, что в итоге все равно приводит к усилению парникового эффекта;
• использование способа гидроразрыва подразумевает наличие большого количества воды вблизи месторождений. Чтобы совершить один гидроразрыв, делают смесь из воды, песка и химикатов массой 7500 тонн. После проведения работ вся отработанная грязная вода скапливается в районе месторождений и приносит ощутимый вред экологии;
• сланцевые скважины имеют небольшой срок эксплуатации;
• использование химикатов при приготовлении смесей для гидроразрыва несет за собой тяжелые экологические последствия;
• добыча данного сырья будет рентабельна только в условиях спроса на продукцию, если мировая цена нефти находиться на достаточно высоком уровне.

Отличия от добычи традиционными методами

Традиционная нефть пропитывает породы, которые имеют пористую структуру. Поры и трещины в породах соединены между собой. Иногда этот вид нефти разлит на поверхности земли или же свободно перемещается по своему пласту на глубине. Давление, которое оказывается сверху другой породой на нефтеносный пласт, приводит к выдавливанию нефти на поверхность, когда она свободно перетекает к скважине по пласту. Примерно 20 % запаса нефти извлекается из пласта таким образом. Когда поступление нефти сокращается, начинается применение различных мероприятий, направленных на увеличение добычи. Например, гидроразрыв пласта, когда закачивание воды в скважину приводит к созданию давления на породу вокруг ствола скважины.

Сланцевая нефть располагается в породе, предшествующей нефтеносному пласту. Отсутствие соединения между полостями не дает возможности нефти перемещаться свободно. Пробурив скважину, невозможно сразу получить из нее требуемые объемы нефти. Применение различных технологий и процессов, таких как подогревание пород или использование направленных взрывов, приводит к значительному удорожанию процесса добычи, что отражается на конечной стоимости данной продукции.

К тому же постоянно возникает необходимость бурения все новых скважин, так как скважина отдает только тот объем, на который удалось подействовать проведенными мероприятиями, остальная нефть останется нетронутой, пока не будет пробурена следующая скважина и не проведен все тот же комплекс процедур. Одна скважина работает с хорошей отдачей не более года, при этом с каждым месяцем выход нефти сокращается.

Разработка сланцевых месторождений ведет к ряду экологических проблем:

1. огромный уровень расхода воды (при добыче одного барреля нефти используется от 2 до 7 баррелей воды). Это является главным минусом для экологии и самым явным недостатком развития данного способа добычи нефти. Так, при выпаривании воды из породы с точки зрения экологии происходит безвозвратная потеря ресурсов;
2. высокий уровень энергоемкости процесса извлечения горючих сланцев. Эту проблему частично решают введением систем постоянной циркуляции теплоносителя и использованием собственных запасов месторождений;
3. выброс парниковых газов. Снижение уровня выброса происходит за счет эффективного использования угарных газов в виде теплоносителей и установки сажеуловителей.

Одноклассники

2 Комментария

Безусловно, сланцевая нефть – неплохо источник дохода, особенно в странах, где добыча традиционных энергоносителей ограничена. Однако прежде, чем выполнять работы по добыче сланца, необходимо позаботиться об экологии планеты и о нашем будущем повсеместно. Достаточно вложить часть доходов в развитие проекта, позволяющего сделать добычу сланца куда более гуманными способами.

Я в этом способе добычи нефти вижу только недостатки. Высокие затраты воды, загрязнение воздуха и водоемов. Что приводит нашу планету к разрушению. Постепенно будут вымирать рыбы, морские микроорганизмы и наступит парниковый эффект.. К тому же сланцевая нефть стоит гораздо дороже обычной продавать ее на экспорт не получится. Как по мне – стоит вообще отказаться от такого опасного вида добычи полезных минералов.

Е.И.Панфилов, проф., д.т.н., главный научный сотрудник ИПКОН РАН

Неуклонный рост численности населения на планете обуславливает увеличение потребления природных ресурсов, среди которых ведущая роль принадлежит минерально-сырьевым. Россия обладает значительными запасами полезных ископаемых, за счет добычи которых формируется более половины доходной части государственного бюджета. Планируемое ее сокращение за счет интенсивного инновационного развития других отраслей промышленности в ближайшие 10-15 лет не приведет к снижению масштабов и темпов освоения минерально-сырьевой базы страны. При этом добыча твердых полезных ископаемых сопровождается извлечением из недр миллионов тонн горной массы, размещаемой в виде вскрышных пород и отходов на поверхности Земли, что влечет за собой крайне негативные последствия не только для окружающей среды и человека, но и для самих недр.

Оценка воздействий на недра зачастую отождествляется или смешивается с последствиями этих воздействий на окружающую среду, включая инфраструктуру и человека, особенно при определении возникающих и наносимых им ущербов. В действительности, эти процессы имеют существенные различия, хотя и тесно взаимосвязаны. Например, опускание поверхности на калийном месторождении в Березняках, приведшее к значительному экологическому, экономическому и социальному ущербам региону и стране явилось следствием ущерба, нанесенного техногене-зом геологической среде, т.е. имеем дело с различными, по сути, явлениями. Поскольку они могут оказать, и уже оказывают, существенное влияние на всю нашу жизнедеятельность, возникает необходимость более углубленного и всестороннего изучения, определения и оценки происходящих процессов. В работе не рассматриваются воздействия на недра, обусловленные стихийными явлениями, катастрофами и другими негативными природными явлениями, причастность к которым человеческой деятельности не доказана.

Первое понятие касается последствий, возникающих в результате техногенных воздействий на геологическую среду, которую с некоторой долей условности допустимо отождествить с понятием «недра». Сами возникающие последствия обозначим термином «геологический ущерб», т.е. ущерб, наносимый геологической среде (ГС) деятельностью человека.

Другое понятие включает совокупность последствий, обусловленных реакцией ГС (недр) на воздействия техногенеза, поэтому их можно назвать «геотехногенными последствиями». Если они имеют негативный характер, что, как правило, и происходит на практике, то их правомерно считать «геотехногенным ущербом». Его составными частями являются экологические, экономические, социальные и иные последствия, оказывающие отрицательное влияние на жизнедеятельность человека и среду его обитания, в т.ч. природную.

К наиболее востребованной сфере горнопромышленной деятельности относится разработка месторождений, главной целью которой является изъятие из недр полезной для общества части вещества недр - минеральных образований. В этом случае недрам наносится геологический ущерб (ГУ),
возникающий на различных стадиях и этапах разработки месторождений полезных ископаемых.

При этом возможные воздействия на ГС, используя основные положения системы ОВОС, можно подразделить на 4 группы по объективному классификационному признаку, отражающему характер (отличительное свойство, особенность) производимого воздействия на недра:

I группа. Отделение (изъятие) вещества недр, ведущее к уменьшению его количества.

II группа. Преобразование или нарушение геологической среды. Оно может проявляться в виде создания подземных полостей, карьеров, котлованов, выемок, траншей, углублений; перераспределения полей напряжений в горном массиве в зоне ведения горных разработок; нарушения циркулирующих в недрах водоносных, газовых, флюидных, энергетических и иных потоков; изменения горногеологических, структурных характеристик и свойств геологической среды, вмещающей минеральные образования; изменения ландшафта территории, занятой под геологическими и горными отводами, и т.д.

III группа. Загрязнение геологической среды (геомеханическое, гидрогеологическое, геохимическое, радиационное, геотермическое, геобактериологическое).

IVгруппа. Комплексное (синэнергетическое) воздействие на недра, проявляющееся при различном сочетании воздействий трех вышеприведенных групп.

В соответствии с существующей практикой эксплуатации месторождений полезных ископаемых возможные воздействия на ГС рассматриваем по трем основным стадиям:

1 стадия - Изучение геологической среды, в т.ч. их составной части - минеральных образований (месторождений полезных ископаемых).

2 стадия - Освоение (эксплуатация) месторождений полезных ископаемых.

3 стадия - Завершение освоения (разработки) месторождений полезных ископаемых - ликвидация (консервация) горнодобывающих объектов.

На стадии изучения недр, проводимых с целью обнаружения (поиска) минеральных образований, воздействия на геологическую среду, с некоторой долей условности, можно разделить по объективному признаку - степени физической целостности ГС - на две группы: воздействия без существенного нарушения целостности ГС (1-я группа) и воздействия с нарушением целостности и свойств ГС.

К 1-й группе воздействий можно отнести поисковые и сей-сморазведочные работы, которые практически не влияют на состояние горного массива.

2-я группа воздействий обусловлена геолого-разведочными работами (ГРР), осуществляемыми с помощью скважин, горных выработок и иных работ, ведущих к изменению физической целостности ГС. В этом случае возможны все 4 вышеуказанных вида воздействий на ГС - изъятие вещества недр (при проходке геологоразведочных выработок и в меньшей степени - при выбуривании скважин); нарушение геологической среды (при проходке горных выработок с использованием взрывчатых веществ); загрязнение (имеет место лишь в отдельных случаях - при бурении нефтяных, газовых и иных разведочных скважин, при пересечении подземных термальных, минерализованных вод) и комплексное воздействие (встречается редко - например, при пересечении геологоразведочной выработкой минерализованного водного, газоносного горизонтов, флюидных потоков).

Таким образом, можно констатировать, что на стадии изучения недр воздействия на ГС проявляются незначительно, главным образом при разведке и доразведке месторождений полезных ископаемых, производимых с использованием горных выработок и, частично, при бурении разведочных скважин на жидкие и газообразные углеводороды.

На стадии освоения разведанного месторождения полезного ископаемого определяющую роль в воздействиях на ГС играет применяемый способ (технология) его разработки, точнее метод (техническое средство) изъятия из геологической среды ее части - минерального образования, который принимается в качестве главного классификационного признака систематизации возможных воздействий.

В соответствии с этим признаком воздействия подразделяются на четыре группы:

1 группа - Механический способ. Характерен при добыче преимущественно твердых полезных ископаемых и осуществляется известными техническими средствами (угольные комбайны, драги, отбойные молотки, пилы, экскаваторы-мех-лопаты и драглайны, и т.д.).

2 группа - Взрывной способ. Наиболее типичен для разработки твердых полезных ископаемых в случае наличия пород, не поддающихся механическому воздействию.

3 группа - Гидродинамический способ, когда в качестве технического средства отделения полезного ископаемого от массива используются гидромониторы.

4 группа - Скважинная геотехнология в различных ее модификациях. Это основной способ извлечения из недр жидких, газообразных полезных ископаемых, их смесей. Он включает также методы подземного выщелачивания, получающие все более широкое применение.

В каждой из названных групп выделяются подгруппы, классы, виды, подвиды и другие более мелкие подразделения.

Анализируя указанные методы изъятия из ГС минеральных образований с позиции определения возможных воздействий, следует отметить, что помимо главной цели, ради которой они созданы и постоянно совершенствуются, т.е. добычи полезного ископаемого, этим способам присущи все другие виды воздействий, проявляющиеся в разных масштабах, мощности и интенсивности. Они имеют свои специфические особенности, в соответствии с которыми целесообразно осуществлять дифференциацию групп.

На завершающей стадии разработки месторождения, т.е. при ликвидации или консервации горнодобывающего пред-
приятия, когда процесс добычи (изъятия из недр) полезного ископаемого закончен, прямых, непосредственных воздействий на ГС не происходит, однако в этот период более активно и широко могут проявиться последствия предыдущих стадий освоения месторождения, причем, не сразу, а по истечении времени - порой значительному (месяцы, годы).

Количественное определение и оценка воздействий тех-ногенеза на геологическую среду, следовательно геологического ущерба, представляет весьма сложную, в большинстве случаев трудно и порой просто неразрешимую задачу. Одна из основных причин заключается в том, что до настоящего времени не выработано единого подхода к критериям оценки техногенных воздействий на ГС, точнее к критериям восприятия геологической средой наших воздействий.

Например, если из недр изъято минеральное образование, то его количество определить просто, однако установить в количественном выражении последствия такого изъятия очень трудно, т.к. достоверно представить, как поведет себя ГС иногда возможно, но в данный момент, на данном локальном участке, при достоверно установленных исходных показателях. Однако спрогнозировать реакцию ГС на длительный период и пространственно масштабно имеющимися методами и средствами практически невозможно.

Задача становится еще более сложной, когда мы имеем дело с нарушением естественных процессов, происходящих в недрах, например, при пересечении горными выработками водоносных или флюидных потоков. Так, в результате проведенных с 1974 по 1987 годах ядерных взрывов в Лено-Тун-гусской и Хатангско-Вилюйской провинциях на глубинах от 100 до 1560 м в донных отложениях рек, в почве, растениях и в животных обнаружены плутоний, цезий, стронций (в дозах, превышающих нормативы в десятки и сотни раз (!)) .

Или в результате ликвидации шахт в Подмосковном угольном бассейне произошло обводнение и заболачивание некоторых территорий. Еще один пример. На планете по оценкам разных специалистов на сегодняшний день имело место порядка 70 землетрясений с силой более 5 баллов по шкале Рихтера, инициированных деятельностью человека в недрах. Приведенные примеры подтверждают наш тезис о том, что в настоящее время не только оценить, но и количественно определить геологический ущерб, т.е. ущерб, наносимый недрам человеческой деятельностью практически невозможно. Такое утверждение объясняется не столько сложностью выявления причинно-следственных взаимосвязей между тех-ногенезом и недрами, сколько наличием огромных воздействий на планету Земля окружающей ее космической среды. Однако, последствия геологического ущерба, имеющие негативный характер, т.е. «геотехногенный ущерб» предвидеть,
определить и оценить - вполне разрешимая задача.

При этом «геотехногенный ущерб» может быть подразделен на следующие классы:

I. Природно-экологический.

II. Экономический.

III. Социальный.

Природно-экологический ущерб

Деление группы на виды и т.д. возможно осуществить, используя классификационный признак - конкретный источник (причина) допущенного ущерба. В числе таких причин:

Представленная для лицензирования недостаточная полнота, достоверность и надежность горно-геологической информации о запасах полезных ископаемых, количественных и качественных характеристиках и свойствах участков недр и минеральных образований. Несвоевременное ее получение и предоставление, в т.ч. при пересчете запасов;

Отсутствие оперативного (экспрессного) и постоянного (на стационарных устройствах и установках) количественного и качественного учета и контроля извлекаемых (в т.ч. отправляемых на склады и в отвалы), а также оставляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов;

Превышение (в сравнении с установленными нормативами) объема извлекаемых запасов полезных ископаемых из лучших по качеству или условиям эксплуатации выемочных участков и времени их выемки;

Нарушение установленных схем, порядка, операций и сроков разработки отдельных выемочных участков месторождений;

Необоснованное изменение технологий и технологических схем разработки месторождений и их участков, предусматривающее снижение показателей полноты и качества извлечения из недр основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых при добыче и попутных компонентов при первичной переработке (обогащении);

Нарушение установленных проектом или нормативно-правовыми актами схем, порядка и своевременности консервации и ликвидации горного предприятия и связанного с ним горного имущества;

Самовольная застройка площадей залегания полезных ископаемых и/или несоблюдение принятого порядка и сроков использования этих площадей в других целях;

Размещение и накопление промышленных и других отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод, используемых для питьевого и промышленного водоснабжения;

Отсутствие узаконенных соглашений или несогласованность действий недропользователей, осуществляющих эксплуатацию месторождений на одних и тех же или сопряженных лицензионных участках недр.

Группа 2. Ущерб, наносимый окружающей природной среде, связанный с преобразованием (нарушением) части земной поверхности, горного или геологического отводов, ландшафта и находящихся на этой территории природных ресурсов, которые могут оказаться непригодными для использования, уничтоженными либо нарушенными. При выделении видов в группе целесообразно использовать в качестве основного признака - экосистемы, входящие в состав залицензированного участка недр. Группа 3. Ущерб окружающей природной среде и человеку, обусловленный загрязняющими веществами (ущерб загрязнения), образующимися при освоении и использовании полезных ископаемых и поступающими в атмосферу, водные объекты, почву, флору, фауну, т.е. воздействующих на био, фито и зооценоз. Выделение видов (подвидов) ущербов этой группы зависит от климатически-географических особенностей отдельных регионов и характера воздействий, образующихся при недропользовании. В общем случае можно воспользоваться критериями и показателями ОВОС (сейчас это IS019011).

Группа 4. Совокупный (синергетический) ущерб природной среде и человеку. Он представляет собой сочетание вышеприведенных трех групп, исходя из конкретных условий эксплуатации отдельно взятого месторождения или совокупности родственных по горногеологическим и технологическим условиям разработки участков месторождений.

В качестве возможного и конкретного методического подхода по комплексной оценке природно-экологического ущерба, как составной части геотехногенного, целесообразно использовать методологию, предложенную д.т.н. В.И. Па-пичевым . В ней автор рассматривает большинство видов природных ресурсов, которые могут подвергнуться техногенным воздействиям горного производства, исходя из степени прямого (непосредственно) и косвенного (опосредованного) изъятия природных ресурсов, и предлагает считать количественным показателем воздействия производства на каждый природный ресурс «... отклонения фактических значений количества ресурса от его исходных (естественных) значений, которые могут явиться результатом как непосредственного, так и опосредованного потребления ресурса».

Разработанная В.И. Папичевым методика позволяет рассчитать нагрузку на основные компоненты природной среды за тот или иной временной интервал воздействия, в т.ч. нагрузку на недра. В частности, предложено выражение для расчета нагрузки на основные компоненты природной среды :

Выполненными расчетами на конкретных примерах автор доказал возможность и целесообразность использования предложенной им методологии .

Экономический ущерб

Видами убытков могут быть:
- дополнительные расходы, вызванные недостаточной или недостоверной горно-геологической информацией о лицензируемом месторождении или его части (свойствах, характеристиках и т.д.);

Сверхнормативные потери запасов полезных ископаемых, в т.ч. списанных или переведенных в категорию забалансовых (нерентабельных) запасов, сформировавшихся из-за нерациональной выборочной выемки лучших по качеству или условиям эксплуатации участков месторождений;

Утрата или повреждение горного имущества;

Непредвиденные расходы, связанные с необходимостью сохранения нарушенной горными работами геологической среды в состоянии, пригодном для дальнейшего использования;

Расходы средств и ресурсов, необходимых для устранения экологического ущерба во всех его проявлениях.

Группа 2. Упущенная выгода (недополученные доходы).

Упущенная выгода рассматриваются с 2-х позиций: государства, как собственника недр, и недропользователя, причем, как правило, эти позиции не совпадают, т.е. недополученная выгода государством может оцениваться как необоснованное обогащение недропользователей, что, например, имеет место при нерациональной выборочной выемке запасов, а также когда государство предоставило недропользователю недостаточно полную и качественную геологическую информацию о выставленном на тендер месторождении или его части. Следовательно, группа может быть представлена двумя видами ущерба: государства и недропользователя.

Социальный ущерб

Основным признаком его дифференциации целесообразно считать состояние здоровья человека, учитывая моральную составляющую. Деление социального ущерба на группы, виды и более мелкие сегменты представляет достаточно сложную, многофакторную проблему, решение которой является предметом специального исследования. В первом приближении дифференциация класса «социальный ущерб» может быть выполнена на базе основных факторов, влияющих на физиолого-психическое состояние человека, его групп, общностей. Например, можно выделить группы, характеризующиеся: качеством окружающей природной среды (Кузбасс, Курская магнитная аномалия, Урал и другие горные провинции, районы и промышленные узлы), инфраструктурой, подразумевая под ней транспорт, связь (районы Крайнего Севера, Дальнего Востока, других малообжитых территорий), социально-бытовыми, национальными, культурными и иными условиями проживания, концентрацией населения, другими значимыми факторами.

Сложность выделения социального ущерба от недропользования объясняется тем обстоятельством, что не всегда и не везде горное производство является главным в местах проживания людей. Трудность оценок значительно возрастает в районах с развитой промышленностью, инфраструктурой, где добыча полезных ископаемых не играет ведущую роль в социально-экономическом развитии, либо когда социально-экономическое значение минерально-сырьевого комплекса сопоставимо с другими производствами, функционирующими на рассматриваемой территории или выделенной экосистеме. Поэтому установление и оценка социального ущерба от недропользования должны производиться отдельно в каждом конкретном случае на основе глубоких исследований. Это положение справедливо и для общей (суммарной) оценки возникающих ущербов, как по отдельным объектам горнодобывающей промышленности, так и по регионам и различным административным образованиям.

В качестве примера, иллюстрирующего конкретный подход к определению и оценке ущербов при недропользовании можно привести Республику Татарстан, Министерство экологии и природных ресурсов которой утвердило «Порядок расчета ущерба при правонарушениях в области недропользования в республике Татарстан» (Приказ от 9 апреля 2002 г. №322).

Согласно этому приказу общая сумма ущерба государству при нарушении законодательства в области недропользования складывается из следующих составляющих:

Ущерб, причиненный недрам невосполнимой потерей запасов полезных ископаемых;

Убыток бюджетов разных уровней вследствие невнесения налогов (платежей) за пользование недрами;

Ущерб, причиненный земельным и растительным ресурсам в результате уничтожения (деградации) почвенного слоя и растительности на участке самовольного пользования недрами на прилегающей территории;

Затраты на проведение работ по оценке размеров вреда недрам и вредного воздействия на окружающую природную среду (в том числе, исчислению убытков и оформлению соответствующих документов).

В вышеназванном документе приводится порядок определения ущерба при нарушении законодательства, дается оценка общей суммы ущерба с примерами расчета конкретной величины ущерба, причиненного недрам и бюджетам разных уровней, применительно к разработке общераспространенных полезных ископаемых. Так, например, ущерб, причиненный недрам (Ун) невосполнимой потерей запасов полезных ископаемых, определяется произведением количества добытого полезного ископаемого (V) на норматив стоимости полезного ископаемого (Nn), на стоимость единицы добытого полезного ископаемого (S) и на коэффициент достоверности запасов по категориям (D).

Нормативы стоимости полезного ископаемого, установленные в Республике Татарстан, представлены в таблице.

Основные положения используемого в республике методического подхода могут быть учтены при освоении других видов полезных ископаемых.

Суммарный геотехногенный ущерб оценивается в каждом конкретном случае по отдельным объектам, в нашем случае, месторождениям полезных ископаемых, изучаемым и осваиваемым как индивидуальными предпринимателями, так и юридическими лицами (их группой) в зависимости от зоны влияния разрабатываемого месторождения (его части) на окружающую среду, включая инфраструктуру и население. Определение зоны влияния представляет самостоятельную проблему исследований. При ее выполнении важно учитывать степень восприимчивости геологической и окружающей среды к возможным воздействиям.

Познание источников и причин геологических и геотехногенных ущербов позволяет изыскивать рациональные мероприятия по их предупреждению или ликвидации негативных последствий, исходя из тезиса о том, что любой геологический ущерб вызывает геотехногенный ущерб, т.е. техногенное воздействие на ГС порождает одновременно как геологический, так и геотехногенный ущербы. Из этого тезиса следует вывод о том, что прежде чем определять, оценивать и разрабатывать какие-либо мероприятия, направленные на устранение геотехногенного ущерба, следует изучить, выявить источники и принять меры к недопущению геологического ущерба.

Организацию специального государственного органа по контролю и надзору в сфере недропользования;

Взаимосвязанность и взаимообусловленность любых проектов, программ, нормативно-правовых актов, планов и решений;

Иерархическое ранжирование (по вертикали и горизонтали) по уровням их выполнения;

Логически выстроенное и последовательное исполнение намеченных мероприятий с введением персональной ответственности, прежде всего представителей государственных органов исполнительной власти за своевременную реализацию этих мероприятий;

Принятие единого узаконенного на уровне Федерации методического подхода к разработке и реализации методов, средств и мероприятий по контролю и надзору за рациональным недропользованием.

В значительной степени, хотя и в декларативной форме, возможные мероприятия по недопущению или минимизации указанных ущербов изложены в Федеральном законе «О недрах» (гл. 23) и более конкретно в «Правилах охраны недр» ПБ-07-601-03.М. Однако, реальное и результативное использование даже этих, далеко не идеальных нормативных документов, серьезно и заметно сдерживается действующим контрольно-надзорным аппаратом государственного управления, функции которого «растащены» по различным министерствам, службам и агентствам, связанным с функционированием минерально-промышленного комплекса страны.

Полагаем, что изложенные соображения, раскрывающие сущность техногенеза на недра при разработке месторождений полезных ископаемых, будут полезны специалистам, занимающимся проблемами рационального освоения георесурсов и сохранения недр.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Панфилов Е.И. «Российское горное законодательство: состояние и пути его развития». М. Изд. ИПКОН РАН. 2004. c.35.

2. Папичев В.И. Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду (автореферат докторской диссертации). М. Изд. ИПКОН РАН. 2004. c.41.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геоэкологии

РЕФЕРАТ

по теме «Воздействие открытого способа добычи полезных ископаемых на окружающую среду»

Санкт-Петербург 2016

• Введение
• 1. Воздействия горного производства на окружающую среду
• 2. Загрязнение окружающей среды при открытых горных работах
• 3. Защита окружающей среды от негативного воздействия открытых разработок
• 4. Рекультивация земель, нарушаемых открытыми горными работами
• 4.1 Горнотехническая рекультивация
• 4.2 Биологическая рекультивация
• Заключение
• Список литературы

Введение

горный окружающий загрязнение рекультивация

Горное производство технологически взаимосвязано с процессами воздействия человека на окружающую среду с целью обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности.

Открытые горные работы -- область горной науки и производства, которая включает совокупность методов, способов и средств человеческой деятельности по проектированию, строительству, эксплуатации и реконструкции горнодобывающих предприятий, котлованов, насыпных сооружений и других объектов различного функционального назначения.

При производстве открытых горных работ в воздушную среду поступает значительное количество загрязнителей, причем основным загрязняющим веществом выступает неорганическая пыль. Распространение данного вещества приводит к постепенной деградации зеленых насаждений, снижение их продуктивности и утрате устойчивости. Под влиянием «чуждых» для организма веществ, нарушается структура клеток, снижается продолжительность жизни организмов, ускоряются процессы старения. Для человека особую опасность представляют собой пылинки, способные проникать в периферии легкого.

С каждым годом техногенное воздействие на окружающую природную среду возрастает, так как добывать минеральные ресурсы приходится во все более сложных условиях - с большей глубины, в сложных условиях залегания, с невысоким содержанием ценного компонента.

Важнейшей стороной проблемы взаимодействия горного производства с окружающей средой в современных условиях является и всё более усиливающаяся обратная связь, то есть влияние условий окружающей среды на выбор решений при проектировании, строительстве горных предприятий и их эксплуатации.

1. Воздействия горного производства на окружающую среду

Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.

Это воздействие может быть как непосредственным (прямым), так и косвенным, являющимся следствием первого. Размеры зоны распространения косвенного воздействия значительно превышают размеры зоны локализации прямого воздействия, и, как правило, в зону косвенного воздействия попадает не только элемент биосферы, подвергающийся непосредственному воздействию, но и другие элементы.

В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются пространства, нарушенные горными выработками, отвалами пород и отходов переработки и представляющие собой бесплодные поверхности, отрицательное влияние которых распространяется на окружающие территории.

В связи с осушением месторождения и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоемы и водотоки резко изменяются гидрологические условия в районе месторождения, качество подземных и поверхностных вод. Атмосфера загрязняется пылегазовыми организованными и неорганизованными выбросами и выделениями различных источников, в том числе горных выработок, отвалов, перерабатывающих цехов и фабрик. В результате комплексного воздействия на указанные элементы биосферы существенно ухудшаются условия произрастания растений, обитания животных, жизни человека. Недра, являясь объектом и операционным базисом горного производства, подвергаются наибольшему воздействию. Так как недра относятся к элементам биосферы, не обладающим способностью к естественному возобновлению в обозримом будущем, охрана их должна предусматривать обеспечение научно обоснованной и экономически оправданной полноты и комплексности использования.

Воздействие горного производства на биосферу проявляется в различных отраслях народного хозяйства и имеет большое социальное и экономическое значение. Так, косвенное воздействие на земли, связанное с изменением состояния и режима грунтовых вод, осаждением пыли и химических соединений из выбросов в атмосферу, а также продуктов ветровой и водной эрозии, приводит к ухудшению качества земель в зоне влияния горного производства. Это проявляется в угнетении и уничтожении естественной растительности, миграции и сокращении численности диких животных, снижении продуктивности сельского и лесного хозяйства, животноводства и рыбного хозяйства.

На современном этапе развития отечественной и зарубежной науки и техники месторождения твердых полезных ископаемых разрабатываются в основном тремя способами: открытым (физико-техническая открытая геотехнология), подземным (физико-техническая подземная геотехнология) и через скважины (физико-химическая геотехнология). В будущем значительные перспективы имеет подводная добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов.

2. Загрязнение окружающей среды при открытых горных работах

На предприятиях с открытым способом разработки источниками наибольшего экологического риска являются выбросы и сбросы от технологических процессов на карьерах: от процессов, связанных с обогащением руд; с поверхности отходов производства.

Процессы от воздействия горных работ на окружающую среду могут быть инженерные, экологические и социальные. Зависят они от степени нарушения и загрязнения почв, земель, недр, подземных и поверхностных вод, воздушного бассейна, в результате чего возникает экономический и социальный ущерб, который изменяет эффективность производства и требует экспертизы на предмет экологической безопасности производственной деятельности горнодобывающего предприятия.

При разработке месторождений открытым способом возникают геомеханические, гидрогеологические и аэродинамические нарушения. Геомеханические нарушения являются результатом прямого воздействия технологических процессов на окружающую природную среду. Гидрогеологические нарушения связаны с изменением размещения, режима и динамики поверхностных, грунтовых и подземных вод в результате геомеханических нарушений. Аэродинамические нарушения возникают в результате сооружения высоких отвалов и глубоких выемок и также тесно связаны с геомеханическими нарушениями.

К источникам геомеханических нарушений относятся:

Проходка вскрывающих и подготовительных выработок;

Добыча полезных ископаемых;

Отвалообразование.

Основными количественными характеристиками источников геомеханических нарушений являются:

Скорость продвигания фронта работ;

Длина или площадь фронта работ (длина и ширина карьера);

Мощность нарушаемого слоя почвы;

Глубина карьера;

Высота отвалов;

Объемы извлекаемых полезных ископаемых пород, сопутствующих природных ресурсов (суточные, годовые).

К источникам гидрогеологических нарушений относятся:

Осушение площади земельного отвода;

Добыча полезного ископаемого.

К источникам аэродинамических нарушений относятся:

Создание отвалов горных пород;

Создание больших полостей, углублений в рельефе.

В процессе влияния открытых горных работ происходит загрязнение различных компонентов окружающей природной среды (литосферы, гидросферы и атмосферы). Литосферные загрязнения характеризуются засорением земной поверхности твердыми веществами, пылью, загрязнением нефтепродуктами, а также закислением и раскислением почв различными растворами (жидкими веществами). Гидросферные загрязнения обусловлены проникновением в поверхностные и подземные воды различных веществ как органического, так и неорганического происхождения. Загрязняющими атмосферу являются газообразные, парообразные, жидкие и твердые вещества. Ареал загрязнения атмосферы может менять свое направление в соответствии с направлением ветра, образуя зоны своего влияния и воздействия. Конфигурация ареалов загрязнения атмосферы зависит от параметров источников выброса загрязняющих веществ (точечный, линейный, площадной), метеорологических условий атмосферы и ряда других факторов.

К источникам загрязнения земель, почв, недр относятся:

Складирование сыпучих и растворимых вскрышных пород непосредственно на почвах;

Сброс сточных вод на землю;

Складирование твердых отходов;

Захоронение отходов производства в недрах;

Пыление породных отвалов хвостохранилищ.

К источникам загрязнения подземных и поверхностных вод относятся:

Сброс сточных вод бытового и промышленного хозяйства карьера;

Смыв атмосферными осадками ЗВ с промплощадок;

Выпадение загрязненных осадков и пыли атмосферы.

К источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся:

Дробление и усреднение полезных компонентов при переработке руды;

Горение и пыление породных отвалов;

Погрузочные и транспортные работы;

Буровзрывные работы;

Выделение газов из взорванной горной массы;

Пыление при отвалообразовании.

Основные формы нарушения и загрязнения окружающей природной среды при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные формы нарушений и загрязнений при добычи полезных ископаемых отрытом способом

3. За щ ита окружающей среды от негативного воздействия открытых разработок

Охрана воздушной среды. При производстве открытых горных работ в воздушную среду поступает большое количество минеральной пыли и газов, которые распространяются на значительные расстояния, загрязняя воздух в недопустимых пределах. Наибольшее пылеобразование происходит в процессе массовых взрывов, при бурении скважин без пылеулавливания, при погрузке сухой горной массы экскаваторами. Основными, постоянно действующими источниками пыли на карьерах с автотранспортом являются автодороги, на долю которых приходится до 70-80 °о всей выделяемой на карьере пыли. При массовых взрывах на высоту до 20-300 м выделяется одновременно 100-200 т пыли и тысячи кубических метров вредных газов, значительная часть которых распространяется за пределы карьеров до нескольких километров. При ветреной сухой погоде большое количество пыли сдувается с рабочих поверхностей карьеров и особенно отвалов.

Загрязнение атмосферы карьера газами происходит не только в результате взрывов, но также при выделениях газов из горных пород особенно при самовозгорании и окислении руд. а также в результате работы машин с двигателями внутреннего сгорания.

Основным направлением борьбы с пылью и газами в карьера является предупреждение их образования и подавление вблизи источника. Например, использование пылеуловителей на буровых шарошечных станках снижает выделение пыли с 2000 до 35 мг/с. Покрытие автомобильных щебеночных дорог пылесвязующими веществами снижает пылевыделение на 80-90 %. Срок обеспыливания дорог при применении воды составляет 1.5 ч. сульфатно-спиртовой барды - 120 ч и жидких битумов - 160-330 ч.

Снижение пылевыделения с породных отвалов достигается благодаря их рекультивации, покрытию пылесвязующими растворами и эмульсиями, гидропосеву многолетних трав.

Пыление поверхности отвалов и шламохранилищ наносит значительный урон окружающей среде.

Для закрепления поверхностей шламохраннлищ и отвалов используются водные растворы полимеров и полиакриламида с расходом 6-8 л/м2 или битумная эмульсия концентрации 25-30% с расходом 1.2-1,5 л/м2. Нанесение закрепителей может осуществляться с помощью поливочных машин или автогудронавтов. Может также применяться разбрызгивание с вертолетов. Срок нормальной службы закрепителей - 1 год.

Наличие эндогенных пожаров, т.е. пожаров от самовозгорания в карьерах и на отвалах пустых пород, является одной из причин запыленности и загазованности атмосферы. Эндогенные пожары возникают в угольных целиках, угольных навалов, отвалах пустых пород, к которым примешан уголь. Способствует самовозгоранию угля послойный порядок отработки мощных пластов, использование разрыхленной горной массы в качестве основания для железнодорожных путей.

Для подавления и профилактики пожаров применяется нагнетание воды в угольный массив, заливание откосов угольных уступов и поверхности отвалов, покрытие их глинистой коркой, изменение технологии выемки угля, с тем чтобы уменьшить время контакта обнаженных угольных пластов с воздухом.

Подавление пылегазовых выделений, возникающих при массовых взрывах, осуществляется путем вентиляторного или гидромониторного создания водовоздушного облака. Уменьшение выделения количества газов и пыли достигается за счет сокращения числа взрываемых скважин, применения гидрогелей для забойки скважинных зарядов, а также при производстве взрывов во время дождя или снегопада. Интенсивность пылевыделения при работе экскаваторов в процессе выгрузки, перевалки, дробления пород сокращается благодаря увлажнению горной массы, орошению с применением растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Охрана водных ресурсов. Сокращение количества сточных вод и их очистка являются основными мероприятиями по охране водных ресурсов. Производство горных работ, как правило, связано со сбросом большого количества загрязненных вод, получаемых при осушении месторождения, в результате водоотлива из карьера, дренажа отвалов и шламохранилищ. токов обогатительных фабрик.

Подземные воды, вступая в контакт с горными породами, приобретают повышенную кислотность, увеличивают содержание ионов тяжелых металлов цинка, свинца и различных солей. Атмосферные осадки, проходя через тело отвала, приобретают свойства рудничных вод.

Для очистки загрязненных вод применяют осветление, нейтрализацию и обеззараживание. Осветление воды достигается путем отстаивания или фильтрации. Отстаивание осуществляется в водоотстойниках различной конструкции, фильтрация - с помощью фильтров, заполненных кварцевым песком, дробленым гравием, коксовой мелочью. Если в загрязненной воде содержатся мелкодисперсные и коллоидные частицы, которые не осаждаются даже в неподвижном потоке и не задерживаются в фильтрах, то в нее добавляют коагулянты, переводящие мелкие частицы в относительно крупные хлопья.

Сокращение количества сточных вод достигается в технологических процессах благодаря применению оборотного водоснабжения и более совершенной техники и технологии обогащения. а при осушении месторождения - благодаря изоляции карьерного поля или его части от водоносных горизонтов путем создания противофильтрационных завес. Для этого вокруг изолируемого участка проводятся узкие глубокие траншеи (щели), которые заполняются водонепроницаемым материалом.

В современной практике применяются противофильтрационные траншеи или барражные щели шириной 0,3-1,2 м и глубиной до 100 м, которые заполняются нетвердеющими глино-грунтовыми смесями или твердеющими материалами на основе цемента. Нередко используются синтетические пленки.

В бортах карьеров, представленных трещиноватыми сильнопористыми или рыхлыми водопроницаемыми породами, можно создавать инъекционные прогивофнльтранионные завесы посредством сближенных скважин, в которые нагнетают тампонажные цементные или силикатные растворы. Это один из наиболее экономичных способов ограждения подземных вод.

Другим способом уменьшения масштабов нарушения гидрологического режима является осушение месторождений с обратной закачкой воды. Карьер ограждается от притока подземных вод рядами водопонизительных скважин, за ними в направлении от границ карьерного поля оборудуются ряды поглощающих скважин. Благодаря возникновению циркуляции воды (откачка из водопонизительных скважин - сброс в поглощающие скважины - фильтрация и повторная откачка из водопонизительных скважин) приток воды из окружающего бассейна сокращается или вообще ликвидируется, что ведет к общему сохранению гидрологического режима на прилегающей территории. При этом важным условием является строгое соблюдение баланса откачки и закачки вод, так как создание разрежения в поглощающих скважинах может вызвать приток воды из глубоких горизонтов, нарушить гидрологический режим района.

Охрана земельных ресурсов. При открытой разработке месторождений покрывающие полезное ископаемое породы составляют, как правило, третичные и четвертичные отложения, в верхней части которых расположен почвенный слой мощностью от 0,1 до 1,8 м. Ниже почвенного слоя расположены подстилающие его суглинки, супеси, глины, пески и другие рыхлые горные породы. Мощность подстилающих пород может достигать десятков метров. Они согласно пригодности их к биологическому освоению разделяются на три группы - потенциально плодородные, индифферентные и токсичные, т е. соответственно пригодные, мало пригодные и непригодные для произрастания растений.

Почва представляет собой особое природное образование, важнейшим свойством которого является плодородие. Почвы формируются на продуктах выветривания горных пород, чаще всего рыхлых четвертичных отложений. Длительное, в течение сотен и тысяч лет. взаимодействие пород с растительными и живыми организмами, биологическая деятельность микроорганизмов и животных создают разные виды почв.

Почвенный слой характеризуется комплексом агрохимических. физико-механических и биологических показателей: содержанием гумуса (перегноя) и питательных веществ (фосфора. азота, калия), кислотностью pH. содержанием водорастворимых сульфатов натрия, магния и хлоридов, плотностью, влагоёмкостью, водопроницаемостью, содержанием фракций менее 0.01 мм. количеством микроорганизмов.

Качество почв в различных природных зонах значительно отличается. Например, темно-каштановые почвы сухих степей имеют содержание гумуса 250 т/га. а мощность слоя гумуса 30 см. Подзолистая почва лесной зоны имеет мощность слоя гумуса всего 5-15 см.

Различается два слоя почвы - плодородный и полу плодородный или потенциально плодородный. Плодородным называется слой, обладающий определенными показателями и прежде всего содержанием гумуса не менее 1-2 %. Мощность этого слоя в зависимости от типа почв находится в пределах от 20 до 120 см. Например, в дерново-подзолистых почвах мощность плодородного слоя 20 см. а в черноземных 60-120 см. Почвы плодородного слоя, как правило, вынимаются отдельно и используются в сельскохозяйственных целях для формирования и улучшения пахотных земель.

Потенциально плодородным слоем называется нижняя часть почвенного покрова с содержанием гумуса 0,5-1 %. Он используется для создания земель под сенокосы, лесонасождения. а также в качестве подстилающего под плодородные почвы. Мощность его находятся в пределах 20-50 см.

Почвы являются практически невозобнавляемым ценнейшим продуктом. Полное снятие почвы при производстве горных работ и последующее ее использование, в том числе нанесение на рекультивируемые земли, является главным фактором быстрого восстановления нарушенных земель и локализации негативного воздействия открытых работ на окружающую среду.

Работы по снятию плодородного слоя выполняются бульдозерами. скреперами, грейдерами и экскаваторами. В ряде случаев для доставки почвенной массы на большие расстояния и укладки ее на поверхность восстанавливаемой территории используется гидротранспорт.

Основным показателем технологии снятия почвы являются потерн от неполноты ее выемки, при транспортировании (1-1.2 %), при хранении и перевалках на временных складах (0,8-1,5 %), при нанесении ее на поверхность отвала, при работе в неблагоприятных климатических условиях, в результате разубоживания и ухудшения биологического качества почвы.

Снятые плодородные и полуплодородные почвы хранятся раздельно в штабелях в течение длительного времени (10-15 лет и более) и по мере надобности используются.

Наиболее плодородные гумусовые почвы при их хранении в высоких штабелях и в течение длительного времени ухудшают свои качества Высота штабеля должна быть не более 5 м для плодородных почв и не более 10 м для полуплодородных. Склады должны быть на ровных возвышенных сухих участках или иметь эффективную дренажную систему. От водной и ветровой эрозии склады почвы целесообразно защищать путем засева травами.

Разубоживание почвы чаще всего происходит при подработке подстилающих пород в процессе снятия почвенного слоя, а также при покрытии почвой поверхности отвалов, в том случае, когда они недостаточно хорошо спланированы и когда не полностью закончилась их усадка.

4. Рекультивация земель, нарушаемых открытыми горными работами

Рекультивация - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды. В состав рекультивации на карьерах входят горные, мелиоративные, сельскохозяйственные и гидротехнические работы.

В результате рекультивационных работ могут создаваться земли, пригодные для сельского и лесного хозяйства, организации зон отдыха, устройства водоемов различного назначения, жилищного и промышленного строительства.

Рекультивация проводится в два этапа: на первом - горнотехническая и на втором - биологическая.

4 .1 Горнотехническая рекультивация

Горнотехническая рекультивация - это комплекс горных работ, выполняющихся для подготовки нарушенных земель к использованию в различных отраслях народного хозяйства.

В горнотехническую рекультивацию входят выемка, складирование и хранение пригодных для рекультивации почв, подготовка (планирование, мелиорирование) отвалов, инженерная подготовка восстанавливаемых земельных площадей, нанесение почвы на поверхность отвалов и восстанавливаемых земельных участков, формирование требуемой конфигурации откосов отвалов и горных выработок, выполаживание берегов создаваемых водоемов, работы по восстановлению плодородия перемещаемой почвы, инженерно-строительные и гидротехнические работы при освоении восстановленных территорий под строительство и зоны отдыха и другие разнообразные работы.

Горнотехническая рекультивация проводится, как правило, одновременно с разработкой месторождения, и работы по ее производству включаются в общий технологический процесс. Они выполняются специализированными организациями, на крупных предприятиях специальными цехами и участками.

В связи с этим к системам открытых горных работ и их комплексной механизации наряду с экономичностью и безопасностью должны предъявляться определенные требования, обеспечивающие рациональное использование земель:

Добыча полезных ископаемых должна быть наименее землеемкой, т.е. расход земельных ресурсов на единицу добытого минерального сырья должен быть минимальным;

В процессе эксплуатации месторождения режим нарушения и восстановления земель должен быть наиболее благоприятным. обеспечивающим минимальный разрыв во времени между этими процессами;

Формирование выработанного пространства и отвалов вскрышных пород должно отвечать требованиям рекультивации согласно принятому направлению дальнейшего использования земель после их восстановления.

Наиболее неблагоприятные условия для рекультивации нарушаемых земель имеют место при отработке наклонных и крутых месторождений утлубочными системами разработки. В данном случае под рекультивацией земли следует понимать приведение внешних отвалов вскрышных пород в состояние, пригодное для использования в сельском или лесном хозяйстве, а выработанного пространства карьера (глубиной от 100 до 300-500 м) - в состояние, пригодное для водоема рыбного хозяйств или зон отдыха рабочих.

4 .2 Биологическая рекультивация

Биологическая рекультивация - это проведение комплекса мер по восстановлению и улучшению структуры грунтов, повышению их плодородия, освоению водоемов, создание лесов и зеленых насаждений.

Работы по биологической реку льтивации тесно смыкаются с работами по горнотехнической рекультивации и в значительной, особенно первоначальной, части проводятся горными предприятиями (цехами рекультивации). Лишь после проведения опыгнонромышленных сельскохозяйственных и других работ, давших положительные результаты, производится оценка восстановленных территорий и передача их сельскохозяйственным, лесным и другим организациям. Горнотехнической рекультивации подлежат не только отвалы пустых пород, но также земли, занимаемые в период эксплуатации предприятиями, карьерами, промплощадками, различными коммуникациями, хвостохранилищами.

При разработке горизонтальных месторождений наибольшую долю рекультивации составляют внутренние отвалы (70-80 %), при разработке крутых месторождений - внешние отвалы (30-40 %). Рекультивация нарушенных земель, занимаемых в период эксплуатации карьерами, промплощадками. дорогами и др., имеет целью не только их восстановление, но и создание ландшафта, отвечающего потребностям экологического баланса окружающей среды. Эти работы направлены, прежде всего на ликвидацию различных горных выемок, насыпей, выравнивание участков и землеванне, те. улучшение почв путем покрытия их плодородным слоем.

Кроме того, требуется проведение противоэрозионных защитных мероприятий, различных инженерно-строительных и гидротехнических работ для создания дренажных систем, водоемов, зон отдыха. В состав работ входят также мелиорация и различные агротехнические работы по освоению рекультивируемых земель. Горнотехническая рекультивация отвалов включает планировочные работы по их выравниванию и выполаживанию откосов, и затем нанесение плодородного слоя почвы.

Трудоемкость и стоимость рекультивации во многом зависят от формы отвала и его строения. Поэтому уже задолго до рекультивационных работ при проектировании отвалов и в процессе отвалообразовання необходимо иметь в виду цель их рекультивации.

Способ формирования отвалов должен быть селективным, обеспечивающим такую структуру отвала, при которой в основании отвала находятся скальные и токсичные породы, выше индифферентные, затем потенциально плодородные. Слои токсичных пород должны перекрываться, а в ряде случаев и подстилаться слоями нейтральных глинистых пород, препятствующих загрязнению верхних плодородных почв и геохимическому загрязнению подошвы отвала окружающей местности.

В плане нельзя допускать расчленения отвалов. Следует отдавать предпочтение концентрированным отвалам большой площади и правильной формы, которые лучше пригодны для дальнейшего освоення. Рельеф по всей площади должен быть спокойным. Если породы склонны к самовозгоранию или активным окислительным процессам, то необходимы работы по их предупреждению.

Для достижения хороших результатов рекультивации большое значение имеют процессы усадки отвалов и стабилизации их поверхности, которая длится в различных условиях от полугода до 5 лет.

Усадка внутренних отвалов из рыхлых пород, экскаваторно- или выемочно-отвальным комплексами, отсыпанных, наиболее интенсивно происходит в течение первых полутора - двух лет и длятся тем больше, чем больше высота отвала.

Стабилизация внешних отвалов из скальных пород осуществляется быстрее, на первом этапе - 1,5-2 мес. Однако в осенне-летнее время усадка возобновляется, появляются зоны трещиноватости, оползневые явления Поэтому формирование почвенного слоя проводят не ранее чем через 10-12 мес. Планировочные работы на отвале должны обеспечить создание рельефа поверхности отвала, допускающего применение сельскохозяйственной техники, обеспечивающего долговременную устойчивость откосов и предупреждающего водную эрозию. Применяются следующие виды планировок: сплошная, частичная и планировка террасами.

При сплошной планировке уклон поверхности должен быть не более 1-2° для сельскохозяйственных культур и не более 3-5° для лесоразведения.

Частичная планировка заключается в срезании гребней отвалов и создании площадок шириной 8-10 м, обеспечивающих посадку леса механизированным способом.

Террасы шириной 4-10 м с поперечным уклоном 1-2° в сторону отвала обычно создаются на бортах высоких отвалов и служат для посадки кустарника и леса. Высота террас 8-10 м, угол откоса 15-20°. Выполажнвание откосов отвалов осуществляется бульдозерами и экскаваторами по схеме «сверху вниз».

В процессе горнотехнической рекультивации производятся работы не только по покрытию восстанавливаемых участков слоем плодородной почвы, но и по созданию плодородного слоя путем частичного почвования, фитомелиорирования, то есть окультуривания полу плодородных пород за счет посадки почвоулучшающих растений и внесения удобрений.

Практика показывает, что на ряде отвалов нет необходимости наносить мощный слой почвы, а можно ограничиться самозаростанием или минимальным почвованием в виде слоя почвы толщиной 5-10 см.

Четвертичные лессовидные суглинки и ряд других рыхлых пород существенно улучшают свои плодородные свойства под действием злаково-бобовых культур, удобрений и других агротехнических мероприятий. После 6-8 летнего почвообразовательного процесса они могут быть сданы как плодородные почвы.

Заключение

Производственная деятельность горнопромышленного комплекса оказывает значительное воздействие на окружающую среду: в атмосферу выбрасываются тонны вредных веществ, в водоемы сбрасывается кубометры загрязнённых сточных вод, а на поверхности земли складируется огромное количество твёрдых отходов.

Необходимо широкое развитие горно-экологических исследований, направленных на разработку и реализацию мониторинга той части биосферы, которая подвергается воздействию горного производства; принципов и методологии экономической оценки эффективности мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов и охране окружающей среды; техники и технологии малоотходного, а в последующем - безотходного горного производства.

Уже сейчас в мировой практике открытых горных работ достигнуты хорошие результаты и накоплен большой опыт рекультивационных работ. Можно особенно отметить, что на сегодня рекультивация вошла в состав важных периодов развития открытых горных работ. В процессе эксплуатации она является неотъемлемым производственным элементом вскрышных работ и в завершении горных работ - решающим периодом, гарантирующим надежную охрану окружающей среды.

В настоящее время последствия негативного воздействия предприятий на окружающую среду компенсируются платежами, которое каждое из них осуществляет за причиненный природе вред. Размер платежей определяется величиной выброса вредных веществ и классом их опасности.

Список литературы

1. Бугаева Г. Г., Когут А. В. Научная статья. Факторы экологического риска в зоне действия открытых горных работ.

2. Деревяшкин И.В. Учебное пособие: Основы горного дела. Открытые горные работы. 2011 г.

3. Кузнецов В.С. Научная работа. Оценка пылевого загрязнения при ведении открытых горных работ на основе экологического риска. Научная библиотека диссертаций и авторефератов. [Электронный ресурс]: http://www.dissercat.com

4. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра 1982 г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Механические нарушения ландшафта и загрязнение элементов окружающей среды как виды воздействия геолого-разведочных работ. Влияние проведения открытой добычи полезных ископаемых на экологию. Схема взаимодействия карьера и шахты с окружающей средой.

презентация , добавлен 17.10.2016


Экологические и социальные аспекты геотехнических методов бурения скважин. Основные направления исследований по охране окружающей природной и геологической среды при геологоразведочных работах. Исходные положения оценки экологичности технологий бурения.

реферат , добавлен 15.11.2012


Химическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, загрязнение атмосферы, гидросферы, литосферы. Физическое и механическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, методы их предотвращения. Причины отставания России в сфере экологии.

реферат , добавлен 10.09.2013


Понятие, правовая основа, принципы и методы, этапы проведения, процедура подготовки оценки воздействия на окружающую среду. Нормативы качества окружающей среды и продуктов питания, концентрации вредного вещества в единице объема, массы или поверхности.

контрольная работа , добавлен 31.03.2012


Экологическая ситуация в районах добычи нефти и газа. Основные источники загрязнения и их воздействие на окружающую природную среду и человека. Современные способы ликвидации последствий негативного влияния; правовое обеспечение охраны окружающей среды.

курсовая работа , добавлен 22.01.2012


Оценка воздействия на окружающую среду винного завода. Комплексные мероприятия по обеспечению нормативного состояния окружающей среды. Заявление об экологических последствиях деятельности. Проведение общественных слушаний и экологической экспертизы.

дипломная работа , добавлен 23.12.2014


Характеристика природных условий территории. Оценка воздействия предприятия на окружающую среду. Расчет платы за загрязнение окружающей среды цеха водоканализации ООО "Заводские Сети", расположенного в Автозаводском районе города Нижнего Новгорода.

курсовая работа , добавлен 11.12.2012


Экологическая обстановка в России как обоснование необходимости охраны окружающей среды. Экологическая политика и экологическое законодательство России. Экологическая экспертиза, оценка воздействия на окружающую среду и экологическое аудирование.

курсовая работа , добавлен 07.08.2008


Виды воздействия на окружающую среду добычного, гидромеханизированного и перерабатывающего комплексов открытого выщелачивания. Развитие кучного выщелачивания в золотодобыче России. Этапы технологии реабилитации территорий установок кучного выщелачивания.

презентация , добавлен 17.10.2016


Оценка окружающей природной среды в районе расположения горнодобывающего предприятия. Характеристика гидросферы, оценка состояния и поверхностных водных объектов. Оценка воздействия объекта на окружающую природную среду при складировании отходов.

Степень негативного воздействия горного производства на природную среду зависит от многих причин, среди которых следует выделить: технологические, обусловленные комплексом приемов и способов воздействия; экономические, зависящие от экономических возможностей региона в целом и предприятия в частности; экологические, связанные с особенностями экосистем, испытывающих это воздействие. Все эти причины тесно связаны друг с другом, и чрезмерное воздействие одной из них можно компенсировать другой. Например, в горнодобывающем регионе, имеющем солидные отчисления в бюджет, можно компенсировать интенсивность воздействия на среду вложением дополнительных средств как в модернизацию производства, так и проведение мероприятий по улучшению состояния природной среды.

С точки зрения влияния добычи природных ископаемых на ландшафт следует выделить месторождения твердых, жидких и газообразных природных ресурсов, так как последствия разработки каждой из выделенных категорий месторождений различны. Например, основным последствием разработки месторождения твердых полезных ископаемых открытым способом является нарушение рельефа из-за формирования отвалов и разного рода выемок на поверхности земли, а подземным способом - формирование терриконов Террикон - отвал, искусственная насыпь из пустых пород, извлеченных при подземной разработке месторождений угля и других полезных ископаемых, насыпь из отходов или шлаков от различных производств и сжигания твердого топлива., которые занимают десятки тысяч гектаров плодородных земель. Кроме того, угольные терриконы часто самовозгораются, что приводит к существенному загрязнению атмосферы. Длительная разработка месторождений нефти и газа приводит к опусканию земной поверхности и усилению сейсмических явлений.

При добыче полезных ископаемых велик риск возникновения техногенных аварий. К техногенным авариям относятся аварии, связанные с бурением скважин, - фонтаны, грифоны и т.д., взрывы и прорывы на технологических трубопроводах, пожары и взрывы на нефтеперерабатывающих заводах, падение вышки талевого блока, прихваты и сломы инструмента скважины, пожары на буровой и т.д.; связанные с работами в шахтах (подземная добыча), - взрывы и пожары в подземных выработках, надшахтных зданиях, внезапные выбросы угольной пыли и метана, аварии на подъемных установках, центральных водоотливах и компрессорных установках, аварии вентиляторов главного проветривания; обрушения в стволах шахт и др.

Масштабы добычи минерального сырья увеличиваются каждый год. Это связано не только с ростом потребления пород и минералов, но и с уменьшением содержания в них полезных компонентов. Созданы технологии, позволяющие переработать практически все материалы. В настоящее время общемировая добыча горнорудного сырья и топлива значительно превзошла 150 млрд. тонн в год с полезным содержанием менее 8% исходной массы. Ежегодно в государствах - участниках СНГ складируется в отвалах около 5 млрд. тонн вскрышных пород, 700 млн. тонн хвостов обогащения и 150 млн. тонн золы. Из них далее в народном хозяйстве используется не более 4% Грановская Н.В., Наставкин А.В., Мещанинов Ф.В. Техногенные месторождения полезных ископаемых. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2013..

Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Большой экологический риск связан с подземными и надземными горными выработками. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы. При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Первичный рельеф заменяется техногенным.

Открытый способ добычи полезных ископаемых имеет свою специфику. Значительные разрушения земной поверхности и существующая технология добычи полезных ископаемых приводят к тому, что карьер, дробильно-обогатительные комплексы, комплексы по производству окатышей и другие промышленные объекты горно-обогатительного комбината в той или иной степени являются источниками разрушения и загрязнения окружающей среды. Подземная добыча связана с загрязнением воды (кислотный шахтный дренаж), авариями, образованием отвалов пустой породы, что требует рекультивации земель. Но площадь нарушаемых земель при этом способе добычи в десятки раз меньше, чем при поверхностной добыче.

Значительное количество шахт в настоящее время заброшено, глубина их составляет сотни метров. При этом нарушается целостность определенного объема горных пород, появляются трещины, пустоты и полости, многие из которых заполняются водой. Откачка воды из шахт создает обширные депрессионные воронки, снижается уровень водоносных горизонтов, идет постоянное загрязнение поверхностных и подземных вод.

При карьерных разработках (открытым способом) под влиянием мощных насосов, осуществляющих водоотлив из выработок, экскаваторов, большегрузных автомобилей меняются верхняя часть литосферы и рельеф местности. Риск возникновения опасных процессов также связан с активизацией различных физических, химических, геологических и географических процессов: усиление процессов эрозии почв и образование оврагов; активизация процессов выветривания, окисление рудных минералов и их выщелачивание, усиливаются геохимические процессы; происходят просадка грунтов, оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями; в местах горных разработок происходит загрязнение почв тяжелыми металлами и различными химическими соединениями.

Таким образом, необходимо отметить, что интенсивное развитие промышленного комплекса должно осуществляться наряду с экологизацией производства Комплекс характеристик экологической безопасности при добыче полезных ископаемых/ И.В. Соколов, К.В. Церенова, 2012..

Основными свойствами геологической среды нефтегазовых месторождений являются присутствие в разрезе двух несмешивающихся жидкостей - нефти и подземных вод, а также существенное влияние на горные породы жидких и газовых углеводородных компонентов. Главная особенность в нефте- и газодобывающих комплексах состоит в техногенной нагрузке на геологическую среду, когда происходит взаимодействие процессов отбора из недр полезных компонентов. Одним из воздействий, оказываемых на геологическую среду в районах нефтяных и газовых месторождений, а также нефтеперерабатывающих предприятий, является химическое загрязнение следующих основных видов: углеводородное загрязнение; засоление пород и подземных вод минерализованными водами и рассолами, получаемыми попутно с нефтью и газом; загрязнение специфическими компонентами, в том числе сернистыми соединениями. Загрязнение пород, поверхностных и грунтовых вод часто сопровождается истощением естественных запасов подземных вод. В некоторых случаях истощению могут подвергаться и поверхностные воды, используемые для заводнения нефтяных пластов. В морских условиях возрастает масштаб угрозы загрязнения акваторий как искусственными (реагенты, применяемые при бурении и эксплуатации скважин), так и естественными загрязнителями (нефть, рассолы). Основная причина химического загрязнения на нефтяных месторождениях - низкая культура производства и несоблюдение технологий. Поэтому в наблюдательной сети мониторинга геологической среды районов нефтегазовых месторождений одна из основных нагрузок падает на геохимические наблюдения, контроль загрязнений.

Среди физических нарушений геологической среды в районах нефте- и газодобычи следует отметить проявления просадок, оседаний и провалов земной поверхности, а также подтоплений.

На этой странице

Гринпис выступает против добычи сланцевого газа и сланцевой нефти, которые требуют масштабного применения опасной и малоизученной технологии гидравлического разрыва пласта, или фрекинга.
Технология фрекинга (от английского «fracking») позволила США вывести добычу сланцевого газа на новый уровень и стать одним из мировых лидеров в производстве газа. Российские политики в последние годы все чаще призывают повторить «сланцевую революцию» в нашей стране. Но у фрекинга есть и обратная сторона. Социальные и экологические последствия широкого применения гидроразрыва пласта столь серьезны, что впору ставить вопрос: нужна ли нам революция такой ценой?

После многочисленных протестов фрекинг был запрещен в Германии, Франции, Болгарии, отдельных штатах США. Вопрос о запрете рискованной технологии ставится в Польше и Украине .

В России сланцевая нефть пока добывается в минимальных объемах, но западные корпорации с огромным интересом смотрят на богатые запасы этого сырья в нашей стране. Британская BP недавно подписала соглашение с «Роснефтью» о совместной разведке сланцевой нефти в центральной России. Британско-голландская Shell не раз говорила о намерении добывать сланцевую нефть в Западной Сибири. Норвежская Statoil намерена осваивать сланцевую нефть в Самарской области в рамках сотрудничества с «Роснефтью».

Чем же опасен фрекинг? Вот лишь некоторые последствия его применения для здоровья людей и окружающей среды.

Загрязнение воды : Добыча сланцевых углеводородов методом гидравлического разрыва пласта приводит к загрязнению грунтовых вод, в том числе источников питьевой воды, токсичными химическими веществами, обладающими хронической и острой водной токсичностью, а также общей токсичностью.

При добыче газа в недра закачиваются миллионы тонн специального химического раствора, который разрушает пласты горючего сланца и высвобождает большое количество метана. Основная проблема в том, что сланцевый газ вместе с закачанными химикатами, который не удается выкачать, начинает выходить на поверхность из недр, просачиваясь через почву, загрязняя грунтовые воды и плодородный слой.

В гидроразрывных жидкостях содержится множество опасных веществ. Cписок химических добавок включает до 700 наименований: это летучие органические соединения (толуол, кумол и др.), канцерогены (бензол, окись этилена, формальдегид и т.д.), мутагены (акриламид, сополимер этиленгликоля с окисью этилена, растворитель нафта и пр.), вещества, разрушающие эндокринную систему, стойкие и биологически накапливающиеся загрязнители. В ходе добычи вода загрязняется метаном и радиоактивными веществами, которые вымываются из вмешающих пород.

Многие жители в районах бурения теряют здоровье из-за постоянного загрязнения питьевой воды метаном.

Потребление воды : фрекинг требует использования огромного количества воды, что особенно опасно для засушливых регионов, и без того страдающих от ее недостатка.
В процессе добычи миллионы литров воды смешиваются с химикатами, и затем закачиваются под давлением в породу. При однократном гидроразрыве потребление свежей воды на стандартном месторождении составляет 27 - 86 миллионов кубических метров, на этот объем воды расходуются 0,5 - 1,7 миллионов кубометров химикатов. На каждой из тысяч скважин может проводиться до 12 гидроразрывов.

Загрязнение воздуха : в результате добычи сланцевого газа воздух загрязняется метаном и другими газами. Загрязнение может быть настолько сильным, что местные жители вынуждены носить респираторы, чтобы не потерять сознание.

Загрязнение почвы : Всегда есть риск утечки токсичных жидкостей из прудов-отстойников, а также неконтролируемых фонтанных выбросов.

Землепользование : Добыча сланцевого газа приводит к разрушению ландшафта, несет ущерб сельскохозяйственным угодьям.

Площадь стандартного месторождения составляет порядка 140 - 400 квадратных километров, при этом территория, отведенная под собственно буровые площадки, занимает 2 - 5 % этой площади. На таком участке пробурят около 3000 скважин.

Шум : Фрекинг – постоянный источник шумового загрязнения, от которого страдают местные жители, домашний скот, дикие животные.

Сейсмическая активность : Загрязненные сточные воды утилизируют путем закачки под землю. Есть данные, что это может повысить риск землетрясений. Подобные случаи были зарегистрированы в штатах Арканзас, Оклахома и Огайо в США. В Арканзасе, который сам по себе отличается повышенной сейсмичностью, после начала освоения сланцев число подземных толчков увеличилось в несколько раз. Землетрясения, в свою очередь, повышают вероятность утечек из газовых скважин.

Изменение климата: Выбросы парниковых газов при добыче и использовании сланцевого газа и нефти значительно выше, чем при добыче обычных газа и нефти. По данным ряда исследований, вред сланцевого сырья для климата сравним с вредом от использования угля. По данным правительства США, утечка метана при добыче сланцевого газа как минимум на треть выше, чем при добыче природного газа.

Энергетика : Огромные средства, которые компании вкладывают в разработку месторождений сланцевого газа, могли бы быть направлены на развитие возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий.

Социально-экономические последствия : Начало добычи сланцевого газа может привести к короткому экономическому буму в регионе, но расплатой за это станет разрушение более стабильных и безопасных отраслей: сельского хозяйства, туризма.

Последствия фрекинга для здоровья людей и окружающей среды малоизучены .

Информация о точном составе используемых при фрекинге химических веществ закрыта.

На сегодня отсутствуют:

– научные исследования связанного с фрекингом загрязнения воздуха и его воздействия на здоровье человека;

– научные исследования связанного с фрекингом загрязнения воды и его длительного воздействия на здоровье человека;

– научная оценка трансграничных рисков загрязнения воды и воздуха;

Отсутствует нормативная база, которая может защитить местное население от последствий фрекинга и обеспечить компенсацию ущерба:

В частности, в странах Евросоюза, где законодательство обычно жестко защищает права потребителей, отсутствуют:

– полный и независимый анализ нормативно-правовой базы ЕС относительно разведочных работ и разработки месторождений сланцевого газа и нефти;

– описание технологии гидроразрыва в Рамочной Директиве по водной среде или другом действующем нормативном документе.

– чёткие стандарты наилучшей существующей технологии добычи сланцевого газа методом гидравлического разрыва.

Граждане стран, где происходит или планируется добыча сланцевых углеводородов методом фрекинга, активно выступают против этих проектов. Гринпис провел ряд акций против добычи сланцевого газа и нефти. Ниже история некоторых гражданских протестов и акций Гринпис против добычи сланцевых углеводородов.

США

Июль 2012 года

Экологические активисты и местные жители, пострадавшие от последствий фрекинга, собрались у Капитолия в столице США. Они промаршировали перед зданиями Американской газовой ассоциации и Института Нефти, неся с собой загрязненную воду со своих участков.

Апрель 2012

Ряд жителей Пенсильвании подали иски против газовых компаний, виновных в загрязнении их колодцев с водой. Компании бурят скважины всего в нескольких сотнях метрах от жилья. Пострадавшие жители сформировали движение против фрекинга.

Январь 2014

Активисты из штатов Мэриленд, Вирджиния, Вашингтон устроили марш в городе Балтимор, протестуя против планов экспортировать сжиженный природный газ из терминала в Чесапикском заливе. Начало экспорта приведет к росту спроса на газ, получаемый в этом регионе методом гидроразрыва пласта.

В результате гражданских протестов штат Мэриленд запретил добычу газа этим опасным способом, но в соседних Пенсильвании и Восточной Вирджинии многие ландшафты уже разрушены в результате добычи сланцевого газа.

Великобритания

Африка

2011 год

Компания Shell объявила о планах осваивать шельфовый газ в регионе Карру в южной Африке на площади 90 тысяч квадратных километров.

Гринпис поддержал местную инициативную группу, выступающую против фрекинга, и собрал тысячи подписей против выдачи лицензии Shell. Правительство было вынуждено приостановить проект и объявить полугодовой мораторий для изучения рисков фрекинга.

Израиль

Ноябрь 2011 года

Активисты Гринпис в костюмах бутылок с водой проникли в здание Министерства водных ресурсов в Тель-Авиве, выступая против планов начать добычу сланцевой нефти в стране. ссылка

Бурение планируется в районе одного из крупнейших в Израиле водоносных пластов, что неминуемо приведет к загрязнению питьевой воды.

Источники информации: