Название: Недропользование - Учебное пособие (Геннадий Иванович Дьяченко)

Жанр: Технические

Просмотров: 1357


2.2. характер изменения природных ресурсов

 

Характер изменения природных ресурсов при разработке месторождений полезных ископаемых определяется наличием и видами минерального сырья, способами и системами разработки.

По способам выемки минерального сырья из недр выделяются открытый (карьеры, разрезы и др.) и подземный (шахты, штольни).

При открытой разработке разрушения земной поверхности сводятся к карьерным и другим выемкам с перемещением вскрытых (рудовмещающих и перекрывающих руды) горных пород во внешние отвалы или ранее отработанное пространство.

При подземной разработке возможны пять вариантов последствий: сохранение естественной устойчивости выработанного пространства; обрушение налегающего массива горных пород в выработанное пространство; плавное опускание налегающего массива горных пород в выработанное пространство; закладка выработанного пространства; комбинированные способы поддержания выработанного пространства. С позиций рационального природопользования недр, достижения минимального разрушения геологической среды и снижения других видов вредного воздействия на окружающую среду предпочтительны системы, максимально сохраняющие природные равновесия, препятствующие деформациям земной поверхности.

Независимо от способов и систем выемки полезных ископаемых из недр, кардинальным образом меняется так называемая геологическая среда, к которой применительно к рассматриваемой проблеме относится часть недр (верхняя часть литосферы), ограниченная пределами горного отвода. Антропогенное в целом, и техногенное в частности воздействие на недра в сфере горно-добывающего производства проявляется через коренное изменение природных (фоновых) состояний отдельных природных ресурсов, находящихся до этого в более или менее устойчивом (равновесном) взаимодействии с остальными составными частями геосферы. При этом наиболее существенную роль играют такие техногенные факторы: перемещение большого объема горной массы, извлекаемой при подготовке полезных ископаемых к добыче; обнажения нарушенной горными работами и вновь созданной отвалообразованием земной поверхности; извлечение из недр минерального сырья, в значительной степени неустойчивого по агрегатному состоянию в условиях земной поверхности и склонному к быстрому переходу в подвижные химические соединения; нарушение водного баланса в результате откачки воды для осушения разрабатываемых месторождений; разрушение промышленными взрывами и создание техногенных массивов горных пород и, как следствие, преобразование окружающего рельефа. Многообразие природных ресурсов, неодинаковый характер эксплуатации месторождений в разных регионах нашей страны определяют различный подход к их использованию. Основой таких дифференцированных подходов, в аспекте требований рационального природопользования, стало разделение ресурсов недр по следующим характерным признакам: природной сущности; состоянию потребления; промышленно-произ-водственной сущности; характеру применения в народном хозяйстве; степени изученности.

В зависимости от совокупности ранее упомянутых факторов техногенеза, характерных признаков ресурсов и т.д., зоны недр, подверженных изменению, варьируют в самых разных пределах, однако на каждом объекте, как правило, набор их практически «стандартный» и характеризуется, например, для открытого способа нижеследующей схемой (рис. 2.).

 

 

Рис. 2. Зоны недр, подверженные изменению при открытых

разработках: I, II, III, IV, V – зоны сосредоточения горных

разработок, отвального хозяйства, обогатительного производ-

ства, водохранилищ, транспортных и энергетических

коммуникаций; 1, 2 – границы земельного и горного отводов

 

Как показано на рис. 2, к подверженным изменению при открытых разработках относятся зоны сосредоточения таких объектов: карьеров и отвального хозяйства (автомобильные, железнодорожные, конвейерные, гидромеханизированные и «смешанные» отвалы) обогатительного производства (фабрики, отстойники, хвостохранилища, склады готовой продукции); водохранилищ, а также вспомогательных производств (ремонтные базы, склады, транспортные и энергетические коммуникации и т.п.). Аналогичные в целом зоны характерны и для подземных разработок или комбинированных способов разработок, как это показано на рис. 2. Следует отметить, что при подземных разработках меньше площадей занимают отвалы, но значительно различаются объемы использования других ресурсов. Для учета этих особенностей в соответствующих зонах выделяют участки недр (рис. 3), отличающиеся видом и представительностью вовлекаемых в эксплуатацию природных ресурсов: земельного фонда (ресурсов) или почвенного покрова; извлечения полезных ископаемых; нарушений прибортовых массивов горных пород.

 

Рис. 3. Участки интенсивного изменения ресурсов недр в зоне

карьерного хозяйства: I, II, III, IV – участки изъятия земель

(почвенного покрова), извлечения полезных ископаемых,

нарушения прибортового массива горных пород, водоносных

горизонтов; 1, 2 – контуры горных работ (проектный и факти-

ческий); 3 – контур рудного тела

 

По аналогии с горными работами определяются объемы вовлекаемых в оборот других природных ресурсов недр. В зонах, где функционируют объекты отвального хозяйства и обогатительного производства, таковыми являются участки размещения техногенных массивов (отвалов вскрышных горных пород, некондиционных (забалансовых) полезных ископаемых, хвостохранилищ и др.), а также участки нарушаемого и восстанавливаемого почвенного покрова. Преобразование ресурсов на этих участках сопровождается антропогенным воздействием на другие участки геосистемы. Так, площадь используемых земель зависит от объема выработанного пространства; показатель извлечения полезных ископаемых из недр – от параметров карьерных уступов (откосов), которые в свою очередь зависят от геологического строения массивов горных пород прибортового окружения; объем воды, поступающей в горные выработки, зависит от площади обнажений, водонасыщенности горизонтов подземных вод, коэффициентов фильтрации горных пород и т.д. Все это определяет важное значение для обеспечения промышленной безопасности достаточно полного и достоверного определения инженерно-геологических характеристик пород и полезных ископаемых (крепость, твердость, упругость, пористость, проницаемость, углы «естественного откоса», параметры естественного гидрорежима подземных и поверхностных вод и др.), осуществляемых на стадии геологоразведки.

В зоне отвального хозяйства объемы техногенных массивов определяют размеры участков нарушения и рекультивации земель; технологию формирования техногенного рельефа местности; гидрогеологические и гидрологические условия приповерхностных горизонтов горных пород и другие показатели. на экологические последствия влияют сооружения гидроотвалов, хвостохранилищ, отстойников и т.п., определяя скорости (и сроки) их рекультивации, возможности организации водоочистки, оборотного водоснабжения, извлечения ценных полезных компонентов, растворенных в техногенных водах, и др.

Возникающие и протекающие в рассмотренных зонах и участках взаимосвязанные техногенные процессы вызывают как отрицательные, так и некоторые положительные последствия использования ресурсов недр.