Реферат: Геоэкологические проблемы разработки карьеров полезных ископаемых

В различных районах влияние горных разработок на гидрогеологические условия прилегающих территорий различное. Это влияние определяется особенностями литологического разреза и тектоники района, обводненности, условий питания и разгрузки водоносных горизонтов, интенсивности проведения работ по добычи ископаемых, способов осушения горных выработок и др.

Большинство воздействий на атмосферу со стороны открытой карьерной выработки происходит на стадии разработки (проведение взрывных работ, экскавации и перемещения транспортных потоков). Однако и после завершения работ без осуществления соответствующих рекультивационных работ в его ареале будут иметь место такие явления, как сдувание пыли и возникновение застойных аэродинамических зон.

В ареале расположения отработанного карьера из-за выветривания пород откосов и основания в радиусе 2 км наблюдается превышение санитарных норм по запыленности. Одним из мощных источников пылевыделений на карьере являются пылящие поверхности откосов и уступов, сухие пляжи хвостохранилищ. При ветреной сухой погоде пыль с этих поверхностей поднимается в воздух и разносится на значительные расстояния от карьера. По данным предприятия "Алюмиз", только на прилегающих к карьеру добычи известняка и самородной серы "Западный" Красноярского района территориях на расстоянии более 1 км от бровки карьера, концентрации доломитовой пыли в воздухе приземных слоев атмосферы составляли от 4 до 10 ПДК.

Исследования проблемы запыленности прикарьерной территории показывают, что запыленность воздуха на расстоянии 500 м от хвостохранилища составляет 1,5 - 3,3 кг/м3 при скорости ветра 4-6 м/с и 11,7 - 32,4 кг/м3 при скорости ветра 6-8 м/с. С 1 га сухой поверхности хвостохранилищ может уноситься до 2-5 т в сутки мелкодисперсной пыли. Повышенная запыленность атмосферного воздуха в ареале горной выработки оказывает существенное влияние на флору района. Так, в районе расположения отработанных карьеров открытой разработки Агаповского доломитового и Смеловского известкового месторождений (район г. Магнитогорска) наблюдается деградация хвойных пород деревьев. Результаты исследования более 500 сосен и елей показали, что основной причиной деградации является превышение концентрации в атмосферном воздухе известково-доломитовой пыли. В качестве явного признака деградации определенно выраженное апикальное опущение веток хвойных деревьев.

В случае же глубоких карьеров, при глубине выработки более 100 м происходят изменения компонентного состава атмосферного воздуха внутри отработанного карьера. В этой связи, следует отметить, что влияние карьерных выработок Самарской области на состояние воздушного бассейна менее существенно, чем загрязнение гидросферы и деградация земель. Это объясняется относительно небольшими объемами добычи сырья для удовлетворения нужд местной промышленности стройматериалов по сравнению, например, с горными выработками каменного угля на Кузбассе.

Еще одним существенным негативным воздействием на окружающую среду является образование стихийных неорганизованных свалок твердых бытовых и промышленных отходов в выработанном пространстве карьеров, сопровождающихся изменением качества атмосферного воздуха, грунтовых вод и почв в ареале горной выработки.

4.1 Экологические проблемы разработки карьеров полезных ископаемых

Загрязнение воздуха. Ведение горных работ как в карьерах вы­зывает загрязнение воздуха газами и твердыми частицами. Весьма активно происходит разнос вещества по воздуху и его аккумуляция вблизи источников выноса. Большое количество пыли попадает в атмосферу от обогатительных фабрик. Значительными ее источниками являются также буровзрыв­ные работы в карьерах, погрузочно-разгрузочные работы и движение тяжелых автома­шин по грунтовым дорогам, некоторые виды переработки руды. Насыщение воздуха пылью происходит за счет развевания открытых отвалов и других оголенных мест.

Серьезные проблемы создает поступление сильно запыленного воздуха из карьеров в результате взрывов, земляных и погрузочно-разгрузочных работ. Один 27-тонный автосамосвал загрязняет за смену до предельно допустимого уровня 3,7 млн.м³ воздуха. При мощных взрывах (до 500-700 т взрывчатых веществ) масса взрываемых пород обычно составляет 2 млн.т, а объем пылегазового облака - 15-20 млн.м³ . Подсчитано, что в условиях Криво­го Рога из такого облака в течение 4 часов в радиусе 4 км распространяется на приле­гающие земельные угодья от 200 до 500 т пыли с размером частиц 1,5 мкм и менее. Существенно также, что выделяющиеся при взрывах вредные газы требуют для разбав­ления до безопасных концентраций на каждые 500 кг взрывчатых веществ 1,7-2,0 км³ свежего воздуха.

В мире ежегодно отбивается с помощью взры­вов около 10 млрд. м³ горной массы. Нетрудно подсчитать объем суммарного пылегазового облака. Он достигает 75-100 км³ ежегодно. При этом количество разносимой пыли может быть оценено в 1,0-2,5 млн.т.

Водопонижение как защита от затопления. Наибольшие трудности при горных разработках возникают из-за притока подземных вод. Известны лишь единичные слу­чаи, когда карьерные выемки полностью ограждались водонепроницаемыми перемыч­ками-завесами. Например, на месторождении серы Тарнобжек в Польше была создана кольцевая завеса из искусственного водонепроницаемого материала. Правда, есть идея вести некоторые разработки вообще под водой.

Однако подавляющее большинство карьеров защищаются от притока подземных вод путем их откачки. Самые значительные мероприятия такого рода про­водятся в бассейне р.Рейн (район г.Кельна). Здесь при отраб