Екологічні наслідки гірничо - видобувної діяльності людини

який пройшов у 1970 р., нагадував за консистенцією глинистий розчин, в якому перекочувались брили мармуру діаметром до 1,8 – 2,5 м. В результаті було занесене камінням, мармуровою кришкою і багнюкою 17 садиб і 3 га посівів, пошкоджено декілька будинків. Інша модифікація формування селя — захоплення потоків готової продукції кар’єрів ( щебеню, вапнякових блоків ). Такий процес спостерігали в Криму на р. Бодраку коло с. Скалистого, а також на р. Аян – Даре поруч із  с. Фрунзенського ;

морська абразія може бути спричинена умовами, що виникають у зв’язку з інженерною і господарською діяльністю людини, — будівництво у береговій зоні гідротехнічних та інших споруд, днопоглиблювальні роботи і обладнання морських каналів, вилучення морських нанесень з акумулятивних тіл і дна для будівничих цілей, зменшення виносу нанесень ріками при перекритті їх греблями, обладнання відвалів розкритих порід на підводному береговому схилі ;

основна причина розвитку суффозійно – карстових деформацій ( просідань і провалів ) — зниження рівня вод під дією надмірного водовідбору або водовідливу під час гірничих робіт. Особливо небезпечні ситуації, коли рівень підземних вод зміщується з неконсолідованого покриву у закарстовану товщу. В районах інтенсивного техногенного навантаження зниження рівня вод і концентрація стоку часто співпадають. Провально – просадочні деформації під дією цих факторів розповсюджені на багатьох ділянках Подільсько – Буковинської, Західно – Поліської, Північно – Східної, Донбаської і Рівнинно – Кримської карстових областей ;

зміни водообміну і активізація карсту під дією гірничих робіт. В зоні зчленування південно – західної окраїни Східно – Європейської платформи з Передкарпатським крайовим прогином провадиться у великих масштабах видобуток самородної сірки, гіпсу, глин та інших корисних копалин в умовах карбонатно – сульфатного карсту в неогенових відкладах. У природно – історичних умовах в карбонатно – сульфатній міоценовій товщі переважають напірні води із сповільненою циркуляцією. Для забезпечення відкритих гірничих робіт провадиться інтенсивний водовідлив, добовий обсяг якого може досягати 100 тис. куб. м / доб ( Язовське сірчане родовище ) і навіть 288 тис. куб. м / доб ( Миколаївський кар’єр глин ). При цьому рівнева поверхня підземних вод знижується на десятки метрів ( до 90 м на Язовському родовищі ), вогнища розвантаження перетворюються на вогнища живлення, відбувається перехоплення поверхневого стоку ( частина поглинених річкових вод тут досягає 25 % водовідливу ), формуються великі депресійні вирви площею до 100 кв. км ( Язовське родовище ) і навіть до 400 кв. км

( Кривське родовище гіпсу ), різко збільшується швидкість руху підземних вод ( до 2,5 км / доб на Язовському і до 10,2 км / доб на Миколаївському родовищі ). В результаті різкої активізації водообміну, до якого залучені поверхневі води і води суміжних водоносних горизонтів, зростає агресивність підземних вод, збільшується проникність карстуючих порід за рахунок корозійного розширення тріщин і порожнин і вимивання з них заповнювача, відбувається провалоутворення з порушенням покрівної товщі і деформаціями земної поверхні, руйнуванням споруд і комунікацій. Інтенсивність розчинення сульфатних порід підземними водами, яка складає 0,2 – 0,4 мг / ( доб*кв. см ), у природно – історичних умовах досягає 1,3 мг /  ( доб*кв. см ) ( Язовське родовище ) і навіть 28,2 мг / ( доб*кв. см )  ( Миколаївське родовище ) в умовах техногенної активізації карсту.

Значна активізація соляного карсту відбувається в результаті дренажу надсольових вод і розсолів на Калушському родовищі калійних солей

( Передкарпаття ) і на Солотвинському родовищі кам’яної солі ( Закарпатська карстова область ), великого провалоутворення під час видобутку солі підземними виробками і розсолпромислами в Бахмутській котловині

( Донбаська карстова область ) ;

негативний вплив на середовище карстових печер справляють гірничовидобувна діяльність ( розробка вмісних порід з руйнуванням або повним знищенням печер, зміна водообміну під час водовідливу ), гідротехнічне будівництво, будівництво.

Забруднення довкілля — значна доля вини припадає

на мінерально – промисловий комплекс

Дія гірничого виробництва на природне середовище починається з геологорозвідувальних робіт.

Тут можна виділити наступні види порушення навколишнього середовища :

геомеханічні ( зміна природної структури гірського масиву, рельєфу місцевості, поверхневого шару землі, грунтів, в тому числі вирубка лісів, деформація поверхні );

гідрогеологічні ( зміна запасів, режиму руху, якості і рівня грунтових вод, водного режиму грунтів, винесення в ріки і водойми шкідливих речовин з надр землі );

хімічні ( зміна складу і властивостей атмосфери і гідросфери, в тому числі підкислення, засолення, забруднення вод, збільшення фототоксичних елементів і воді і повітрі );

фізико – механічні ( забруднення повітря, його підігрів, зміна властивостей грунтового покриву та ін. );

шумові перешкоди, вібрація грунтів і гірського масиву, викиди породи при вибухах; погіршення видимості в атмосфері та інші можливі явища, які супроводжують гірничі розробки і негативно впливають на довкілля.

Вирубка лісів і порушення рослинності спричиняються у місцях відкритих розробок, під час накопичення на поверхні розкритих порід і відвалів мінеральної сировини, під час прокладки доріг і будівництві споруд для обслуговування гірничодобувного підприємства.

Порушення земної поверхні відбувається під час розкриття корисних копалин у місцях створення кар’єрів, розташування стовбурів шахт і надшахтних споруд, під час підземного видобутку корисних копалин внаслідок просідання поверхні ( табл. 3 ). Наприклад, в Естонії під час видобутку горючих сланців камерними системами розробки загальна площа оголення крівлі досягла 45 квадратних кілометрів і щорічно збільшується на 4 квадратні кілометри. При цьому відбувається просідання поверхні на 1,6 – 1,8 метри. Западини, що утворюються, заповнюються водою. Подібне явище спостерігається і в Прикарпатті під час розробки калійних солей. Водойми, що там утворилися, досягають глибини 3 метрів !

Таблиця 3. Зміна середньої глибини гірничих робіт за галузями  ( за даними Ю.А.Чернєгова )

Галузі промисловості	Відкритий видобуток	Підземний видобуток
1970	1975	1980	1970	1975	1980
Вугільна пр-ть	82	96	104	356	409	457
Залізна пр-ть	146	164	199	526	553	601
Буд. матеріали	178	185	188	—	—	—

Гірничі розробки порушують гідрогеологію грунтів, ведуть до збільшення обсягу стоку рудничних і шахтних вод, які несуть значні кількості забруднювачів : хлористі сполуки, сірчану кислоту, розчинні солі заліза, марганцю, міді, цинку, нікелю та ін. Особливо небезпечні для людини важкі метали : кадмій, молібден, нікель, цинк, ванадій, телур, берилій, а також метали – отрути : ртуть, селен, миш’як, свинець.

Характерно, що важкі метали, які випали на грунт, вільно переміщуються разом з водою і часто концентруються у донних відкладах. Наприклад, біля берегів Флориди на відстані 1 кілометру мулу міститься 1,4 граму свинцю, що в тисячу разів більше, ніж в нормальних природних умовах. Виявилося, що навіть ртуть, яку вважали нерозчинною у воді, при випаданні в осад на дно водойми розкладається бактеріями і разом з ними потрапляє у їжу риб, а через них — в організм людини, викликаючи важке захворювання, назване ’мінемітою’ за назвою японського селища, де ця хвороба вперше була виявлена. Особливо відчутної шкоди природі завдають гірничі підприємства, що застосовують підземні ядерні вибухи і так звані геотехнологічні засоби видобування корисних компонентів з надр, в тому числі підземне вилуговування.

Порушення гідрології грунтів природно веде до зниження врожайності оброблюваних культурних площ, прилягаючих до гірничих відводів, де ведеться видобуток корисних копалин. При відкритому способі розробки навколо кар’єрів збільшується депресійна вирва, скорочується живлення водними розчинами грунтового шару зі всіма випливаючими наслідками. Так, в районі КМА зона активного впливу відкритого видобутку розповсюджується на 5 — 15 кілометрів. Поблизу кар’єрів в радіусі 1,5 –– 2 кілометрів врожайність полів знизилась на 30 — 50 відсотків внаслідок підлуговування грунтів до pH = 8, збільшення в них у 2 –– 3 рази шкідливих домішок металів, які випадають з газопилових викидів і скорочення живлення водою.

Забруднення атмосфери під час ведення гірничих робіт відбувається головним чином за рахунок пилу і газів, які утворюються під час вибухів, а також природного газовиділення на шахтах і копальнях. Підраховано, що в середньому у світі щорічно під час проведення вибухів виділяється близько 8 мільйонів тонн газів, що значно менше природного газовиділення, оскільки тільки на вугільних родовищах в атмосферу потрапляє більше 90 мільйонів тонн метану.

Радіоактивність. Під час видобутку сировини на уранових і торієвих шахтах, як і під час добутку звичайної руди, утворюється багато пилу, але цей пил радіоактивний. Він і радіоактивні гази, що виділяються, можуть виявитися в атмосфері під час вентилювання шахт. На збагачувальних фабриках уранова руда дробиться і розпилюється, і в повітря може потрапляти не тільки радіоактивний пил, але й отруйні речовини : ванадій, миш’як, селен та ін.

З наведеного огляду є зрозумілим вплив гірничого виробництва на  довкілля. Значення цього фактора з часом буде зростати.

Екологія гірничих робіт в Україні

В багатогалузевому індустріальному господарстві України використанню промислових відходів приділяється недостатня увага, внаслідок чого до теперішнього часу не визначені критерії і не розроблені рекомендації для їх оцінки. Діючі розробки мають фрагментарний характер і вузьковідомчу спрямованість, не дивлячись на те, що ряд об’єктів вивчено на стадії геологорозвідувальних робіт.

На території України розробляється понад 4500 родовищ корисних копалин, діє близько 2000 підприємств з видобутку, збагачення та переробки різноманітної мінеральної сировини. В процесі виробничої діяльності підприємств гірничорудної, вугільної, хімічної, металургійної промисловості, теплоенергетики та ін. Утворюються різноманітні і не рідко багатотонажні промислові відходи, як-то : золошлаки, металургійні шлаки, породи скельної та м’якої вскриші, вмісні породи і породи вуглевидобутку, відходи вуглезбагачення, хвости сухої і мокрої магнітної і немагнітної сепарації, кам’яні відсіви, карбонатний пил, фосфогіпс, дефекат, відходи збагачення нерудних матеріалів, стічні води, відходи виробництва будівельних матеріалів.

Агрегатний стан відходів може бути твердим, рідким, пилогазовим  ( газоподібним ). Тверді відходи поділяються на розкривні, вмісні, шахтні породи, хвости і відходи збагачення, шлаки, відсів, пил, огарки, тверді залишки і відклади. Рідні відходи — це розчини, емульсії, суспензії, шлами, органічні розчинники, використані масла, смоли, жири, стічні води. Газоподібні відходи поділяються на газ, дим, пил.

Відходи за методами переробки розподіляються на наступні групи :

відходи, які підлягають повторному використанню у власному і суміжному виробництві ;

відходи, які направляються для одержання інших цінних продуктів ;

відходи, що підлягають попередній обробці перед складуванням або захованням ;

відходи, які складуються або скидаються в навколишнє середовище без попередньої обробки.

В процесі основного виробничого циклу на гірничовидобувних, гірничозбагачувальних, металургійних, хімічних, каменедробильних, вапнякових, цукрових комбінатах, на шахтах і вугільних розрізах, теплових електростанціях утворюються щорічно 600 – 660 млн. куб. м ( або близько  1,5 млрд. т ) твердих промислових відходів. При цьому в процесі видобутку корисних копалин на розкривних та підготовчих роботах у відвали переміщується 500 млн. куб. м піщаних, глинистих та скельних порід. Внаслідок первинної переробки, збагачення видобутої рудної, гірничорудної, вугільної і т. п. Маси утворюється 75 – 80 млн. куб м, а внаслідок вторинної  ( тобто в ході металургійної, хімічної та ін. Переробок ) –– 20 млн. куб. м відходів.

Всього в Україні в теперішній час у відвалах промислових підприємств знаходиться 7 – 7,6 млрд. куб. м всіляких відходів, в тому числі : 4,8 млрд. куб.м золошлаків, порід вуглевидобутку і вуглезбагачення ; 11,6 млрд. куб. м металургійних шлаків, розкривних порід гірничорудних і гірничодобувних комбінатів ; 0,6 млрд. куб. м відходів хімічної і харчової промисловості ; 0,5 млрд. куб. м відходів видобутку та виробництва будівельних матеріалів.

Щорічно обсяг забруднення, що припадає на 1 кв. км площі території України, навіть без врахування рівня утилізації, в 6,5 разів вищий, ніж в США і в 3,2 рази вищий, ніж в країнах Європейського економічного співтовариства  ( ЄЕС ). Кожного року в Україні накопичується більше відході промисловості, ніж в 12 країнах ЄЕС разом взятих. За орієнтовними розрахунками обсяг накопичених відходів до 2000 року наблизиться до 25 – 30 млрд. куб. м  ( табл. 4 ).

Таблиця 4. Стан річного виходу, використання та накопичення  мінеральних відходів на території України

Адміністративні одиниці ( республіка, області )	Площа відвалів, га	Річний вихід відходів, млн. куб. м	Обсяг річного використання відходів, млн. куб. м	Накопичені обсяги відходів, Млн. куб. м
1	2	3	4	5
Республіка Крим	17	0,1	0,05	1,52
Вінницька	985	6,21	1,94	26,33
Волинська	251	1,93	0,23