Кизеловский угольный бассейн экологические проблемы

5.3 Экологическое состояние территории Кизеловского угольного бассейна
(по данным ООО «Уральский центр социально-экологического мониторинга углепромышленных территорий»)

Наиболее сложной экологической проблемой на территории Кизеловского угольного бассейна является высокое загрязнение водных объектов, связанное с самоизливом кислых шахтных вод. Экологический ущерб, наносимый водоемам – приемникам шахтных вод, составляет 98 % от величины ущерба, наносимого природной среде данной территории в результате негативного техногенного воздействия.

Наибольшую опасность для водных объектов представляют характерные для Кизеловского угольного бассейна кислые и минерализованные шахтные воды, содержащие большое количество окислившегося железа, сульфатов и хлоридов. Кислотность и засоленность вод пагубно влияют на экологическое состояние поверхностных водоемов, воды которых становятся совершенно непригодными для питья, рыбоводства и использования в промышленных целях.

Водная сеть Кизеловского угольного бассейна представлена 18 малыми и средними реками. Большая часть рек испытывает достаточно высокие нагрузки в виде загрязнения их шахтными водами, и реки практически выведены из водопользования. По данным мониторинга, осуществляемого с 2003 года, содержание железа и алюминия отмечалось на уровне экстремально высокого загрязнения (по различным створам концентрации по железу составляют до 2000 ПДК, по алюминию — до 70 ПДК).

Вместе с тем, часть рек (Ивановка, Малый Кизел, Каменка, Берестянка, Рудянка, Глухая, Половинка) подвержена незначительному влиянию техногенных факторов и состояние их можно считать удовлетворительным.

В связи с высоким уровнем загрязнения малых рек они оказывают влияние на состояние средних рек Кизеловского угольного бассейна, таких как Северная и Южная Вильва, Усьва которые в конечном итоге являются притоками рек Яйвы и Чусовой.

По данным мониторинга на территории Кизеловского угольного бассейна наблюдается 13 постоянно действующих изливов шахтных вод, Общий объем изливов шахтных вод за 2007 год составил около 15,2 млн, м3, за 2008 год – 14,0 млн, м3 (таблица 5.3.1).

Таблица 5.3.1

Сброс загрязненных шахтных вод Кизеловского бассейна
в поверхностные водные объекты за 2007-2008 годы, тыс. м3/год

Год

Всего

В том числе по бассейнам рек

Источник

Кизеловский угольный бассейн экологические проблемы

Кизеловский угольный бассейн относится к числу старейших горнодобывающих районов России. Его промышленная эксплуатация продолжалась более 200 лет. За этот период добыто из недр земли более 500 млн т. угля, что сыграло определенную роль в обеспечении потребностей страны высококачественным твердым углеводородным топливом.

В сооответствии с действующей программой реструктуризации угольной промышленности России, осуществляемой с 1993 г., началось поэтапное закрытие особо убыточных и нерентабельных шахт Кизеловского угольного бассейна, которое завершилось в 1998 г. За этот период проведены необходимые технические работы по закрытию шахт и соответствующие социальные мероприятия, обеспечивающие жизнедеятельность населённых пунктов на территориях закрытых шахт бассейна.

За период своей промышленной эксплуатации угольные шахты бассейна оказали существенное негативное воздействие на все компоненты окружающей природной среды, вызвав нежелательные ее изменения. Во всех случаях это воздействие проявилось в деградации природного ландшафта и загрязнения водных источников, атмосферного воздуха и почв твердыми, жидкими и пылегазообразными отходами производства в количествах, зачастую в десятки и сотни раз превышающих предельно допустимые концентрации. Это негативное воздействие имеет место и сейчас, хотя полностью прекращена хозяйственная деятельность угольных предприятий и активно ведутся природоохранные работы. Все это продолжает нарушать сбалансированность природной среды в регионе и вызывает необходимость проведения специальных средозащитных и средовосстановительных мероприятий в районах размещения ликвидированных шахт.

К настоящему времени на закрытых шахтах Кизеловского угольного бассейна накоплен определенный положительный опыт по защите окружающей среды от техногенных загрязнений, создана опорная сеть и развернуты мониторинговые наблюдения за состоянием водных объектов, породных отвалов и промплощадок шахт, геодинамическими изменениями земной поверхности и социальными последствиями на всех углепромышленных территориях бассейна, результаты которых используются при принятии оперативных решений в текущем и перспективном планировании реализации природоохранных мероприятий, направленных на экологическую реабилитацию территории с целью улучшения качества природной среды.

30.2. Источники загрязнения водных ресурсов

В гидрогеологическом отношении Кизеловский угольный бассейн относится к группе сложных. Преобладающее развитие имеют трещинно-карстовые воды, что определяется широким распространением карстующихся карбонатных пород. По составу эти подземные воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциево-магниевые, иногда со значительным содержанием калия и натрия.

Отличительной особенностью Кизеловского угольного бассейна является то обстоятельство, что почти на всех шахтах горные работы велись под закарстованными и сильно обводненными карбонатными отложениями визейского яруса. При отработке на шахтном поле 2-3 угольных пластов суммарной вынимаемой мощностью до 5 м и более карбонатные породы визейского яруса подвергаются значительному техногенному воздействию. В результате исследований, проведенных институтом ВНИМИ во время ведения эксплуатационных горных работ на шахтах, техногенная трещиноватость при обрушении массива горных пород над выработанным пространством лав составляет до 40 суммарных вынимаемых мощностей угольных пластов, т.е. техногенная трещиноватость над выработанным пространством шахт распространяется до 200 м и более.

В этих условиях техногенные трещины выходят за пределы угленосной толщи и достигают верхневизейской сильно обводненной карбонатной толщи.

Трещинно-карстовые подземные воды по этим техногенным трещинам, а также по зонам крупных тектонических нарушений проникают в горные выработки шахт, формируя тем самым шахтный водоотлив.

Наибольшее техногенное воздействие при ведении горных работ естественно испытывают терригенные отложения угленосной толщи. Подземные воды угленосных отложений принимают прямое участие в обводнении горных выработок на всех шахтах бассейна и дренируются в первую очередь. Но в связи с довольно ограниченной обводненностью пород угленосной толщи, объем шахтного водопритока за счет них составлял 400–600 м3/ч.

На тех же шахтах, где в формировании шахтных водопритоков участвовали подземные воды карбонатных отложений верхневизейского водоносного горизонта, объем шахтного водопритока достигал 1500–2500 м3/ч.

Трещинно-карстовые воды турнейского яруса нижнего карбона, верхнего и среднего девона практически не принимали участия в обводнении горных выработок за исключением отдельных случаев при их непосредственном пересечении.

Подземные воды, имея нейтральную слабощелочную среду и попадая в горные выработки, в условиях повышенного содержания кислорода в атмосфере, начинают постепенное выщелачивание пирита из угля и вмещающих пород, приобретая тем самым кислую среду и обогащаясь значительным содержанием загрязняющих компонентов. Проходя по выработанному пространству и другим горным выработкам, поступившие в шахту подземные воды обогащаются сернокислыми солями железа, алюминия, кальция, магния и другими загрязняющими микроэлементами.

Значение кислотности и минерализации шахтных вод по шахтам бассейна во время их работы изменялись в широких пределах. Они зависели в основном от величины водопритока в горные выработки и площади выработанного пространства.
Так, на шахте им. Ленина, одной из наиболее обводненных шахт в бассейне, во время ее работы кислотность шахтной воды на общем сливе составляла порядка 3 мг-экв/л, минерализация – 1,1 г/л. На шахтах Коспашская, Центральная, им. Крупской, характеризующихся гораздо меньшими притоками и большей площадью выработанного пространства, кислотность шахтной воды на общем сливе была равна 40–90 мг-экв/л, минерализация 3,9–7,5 г/л.

Затопление ликвидированных шахт вызвало значительные изменения в сложившейся во время работы шахт гидрогеологической обстановке.

Кардинально изменился по сравнению с периодом эксплуатации шахт гидродинамический режим подземных вод. Уровень подземных вод в визейском водоносном комплексе, игравшем во время эксплуатации шахт основную роль в формировании шахтного водопритока, восстановился на 200–300 м (Главная Кизеловская антиклиналь). Уровни подземных вод, дренированных при ведении горных работ на полях шахт Гремячинской, Косьвинской, Коспашско-Полуденной синклиналей, Главной Кизеловской антиклинали, в настоящее время восстановились и приближаются к естественным.

Отмечается следующая закономерность в изменении химического состава шахтных вод, изливающихся на поверхность. В начале излива загрязненность их является максимальной и превышает величину загрязнения при работе шахт. После полного затопления шахт резко снижается поступление кислорода в горные выработки, что сопровождается замедлением процессов разложения пирита и образованием сульфатов, железа, алюминия. В процессе водообмена загрязненные шахтные воды постепенно вытесняются на поверхность менее загрязненными. Происходит снижение концентрации основных загрязняющих компонентов, сменяющееся стабилизацией химического состава шахтных вод на уровне более низком, чем в период эксплуатации шахт.

Проведенный в последние годы институтом МНИИЭКО ТЭК анализ изменения химического состава шахтных вод по ранее закрытым шахтам (Усьва-3, Первомайская 13-14, имени Чкалова) позволил сделать предположение, что примерно через 10 лет после начала излива шахтной воды на поверхность начинается снижение концентрации загрязняющих веществ и просматривается тенденция к их стабилизации.

Закрытие шахт Кизеловского угольного бассейна положительно повлияло на динамику при­родоохранных показателей и экологическую ситуацию.

Однако прекращение хозяйственной деятельности предприятий не означает одновременного прекращения их воздействия на окружающую природную среду.

По данным мониторинга на территории Кизеловского угольного бассейна наблюдается 13 постоянно действующих изливов шахтных вод. Общий объем изливов шахтных вод за 2007 г. составил около 15 млн м3 (табл. 30.1).

Объем изливов шахтных вод (тыс. м3)

Источник

Экологическое состояние территории Кизеловского угольного бассейна

5.1 Экологическое состояние

территории Кизеловского угольного бассейна

(по данным Кизеловского филиала Государственного учреждения по вопросам реорганизации и ликвидации нерентабельных шахт и разрезов и центр социально-экологического мониторинга углепромышленных территорий»)

5.1.1. Качество поверхностных вод

Гидрохимические наблюдения за поверхностными водами в 2012 г. проводились по 30 пунктам, расположенных на 15 больших и малых реках, по которым установлена или предполагается гидравлическая связь с подземными и шахтными водами Кизеловского угольного бассейна.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что по многим химическим показателям (сухой остаток, сульфаты, кобальт, литий, никель и др.) наблюдается улучшение экологической ситуации по большинству рек Кизеловского угольного бассейна (Ю. Вильва, М. Кизел, Вьящер, Чусовая, Усьва). Качество речных вод в устьях рек отражено в таблице 5.1.1.1..

Таблица 5.1.1.1.

Качество речных вод в устьях рек, мг/л (min—max)

Река Усьва (перед впадением в р. Чусовая)

Значительное загрязнение наблюдается на пунктах наблюдения, которые расположены ниже очага загрязнения. Это бассейны рек Большой, Восточный и Полуденный Кизел по которым в отчётный период фиксируется загрязнение по железу до 1126 ПДК, алюминию до 32 ПДК, бериллию до 48 ПДК, марганцу до 64 ПДК. Загрязнение этих рек связано с выходом на земную поверхность шахтных вод техногенного горизонта Коспашско-Полуденной синклинали.

В настоящее время продолжается, хотя и с меньшей интенсивностью, загрязнение рек Косьва, Южная и Северная Вильва.

Во всех без исключения пробах воды в повышенных количествах присутствуют ионы марганца и алюминия.

Наиболее загрязненной среди крупных рек продолжает оставаться река Косьва. Объясняется это тем, что в нее впадает большой объем шахтных вод из штольни шахты им. Калинина, родников № 000 (воды которого загрязнены шахтной водой ш. им. 40 лет Октября) и № 000а (воды которого загрязнены стоками из под породного отвала ш. Шумихинской).

Минерализация речных вод и содержание в них основных компонентов макросостава практически во всех отобранных пробах удовлетворяют установленным нормативам.

На температурный режим рек, прежде всего, оказывает влияние температура воздуха. В 2012 г. была ранняя весна, поэтому температура верхнего слоя поверхностных вод относительно прогрелась. Температурный режим поверхностных вод колебался в пределах от 5,20 до 24,90.

Продолжается загрязнение рек за счет шахтных вод изливающихся на поверхность из затопленных горных выработок и стоков с породных отвалов.

Сведения о поступлении основных загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты Кизеловского угольного бассейна за 2гг. приведены в таблице 5.1.1.2.

Поступление основных загрязняющих веществ в поверхностные водные

объекты Кизеловского угольного бассейна, тонн/год

Бассейн реки Яйва

Бассейн реки Косьва

Бассейн реки Чусовая

ВСЕГО по бассейнам рек

5.1.2. Влияние шахных вод

Изучение химического состава шахтных вод в 2012г. проводилось по 14 наблюдательным пунктам их излива на дневную поверхность.

Наблюдения показывают, что наиболее загрязненными, как и в предыдущие периоды наблюдений, остаются воды, изливающиеся из штольни шахты им. Калинина, трубного ходка ш. им. Крупской, из вспомогательного и №8 стволов шахты им. Ленина и шурфа №2-бис шахты Коспашская. На этих шахтах продолжительность самоизлива относительно небольшая, а объём горных выработок весьма значительный и глубина горизонтов добычи угля достигала м. Величина сухого остатка, содержание сульфатного иона и таких микроэлементов, как кобальт, литий, никель, свинец, железо, алюминий и бериллий создают здесь сложную экологическую ситуацию.

Содержание загрязняющих веществ в самоизливающихся шахтных водах на шахтах им. 1-го Мая, «Белый Спой», им. 40 лет Октября (шурфы №№ 17, 56-62) несколько ниже, чем на шахтах им. Калинина и им. Ленина, что создает здесь относительно удовлетворительную экологическую ситуацию в отчетном периоде по всем химическим компонентам за исключением железа, бериллия, алюминия и марганца, содержание которых в сотни и даже тысячи раз превышают ПДК и создают угрозу для естественного гидрохимического режима подземных водоносных горизонтов Кизеловского угольного бассейна.

Несмотря на длительный период затопления, шахтные воды на вышеуказанных шахтах по-прежнему остаются кислыми, сульфатно-магниевыми с минерализацией более 1000 мг/дм3.

Наиболее удовлетворительными по химическому составу остаются самоизливающиеся шахтные воды из штолен шахт им. 40-лет Октября, им. Чкалова и «Усьва-3». Эти воды характеризуются среднекислой реакцией среды, сульфатно-кальциевым составом и сравнительно небольшой минерализацией.

Относительно удовлетворительная экологическая ситуация, сложившаяся к настоящему времени на этих шахтах, объясняется довольно продолжительным периодом излива (для шахты им. Чкалова он составляет 57 лет, для шахты «Усьва-3» — 25 лет). Несмотря на незначительную глубину

распространения горных выработок (100-250м) и длительный период разгрузки, восстановление нарушенного гидрохимического режима подземных вод затягивается вследствие того, что шахтные поля занимают низкое гипсометрическое положение.

Сведения об объемах изливов шахтных вод в поверхностные водные объекты за 2011 – 2012 гг. приведены в таблице 5.1.2.1.

Сведения об объемах изливов шахтных вод

Кизеловского угольного бассейна, тыс. м3/год

Источник