Охрана окружающей среды угольного бассейна

Для человека

Уголь до сих пор является самым востребованным ископаемым — он находит применение в качестве топлива на многих предприятиях различных отраслей промышленности и в быту.

Проблема добычи угля

Многие экопроблемы начинаются еще во время добычи полезного ископаемого. Его добывают в шахтах, а эти объекты являются взрывоопасными, так как существует вероятность возгорания угля. Также во время работ под землей оседают слои грунта, возникает опасность обвалов, происходят оползни. Чтобы этого избежать, пустоты, откуда производится выемка угля, необходимо заполнять другими материалами и горными породами. В процессе добычи каменного угля изменяются природные ландшафты, нарушается почвенный покров. Не меньшей является проблема уничтожения растительности, потому что перед тем, как проводить добычу ископаемого, необходимо зачистить территорию.

Загрязнение воды и воздуха

Когда происходит добыча каменного угля, может произойти выброс метана, что загрязняет атмосферу. В воздух попадают зольные частицы и токсичные соединения, твердые и газообразные вещества. Также атмосферное загрязнение происходит во время сжигания ископаемого.

Добыча угля способствует загрязнению водных ресурсов в месте, где находится месторождение. Токсические микроэлементы, твердые вещества и кислоты проникают в подземные воды, реки и озера. Они изменяют химический состав воды, делают ее непригодной для питья, купания и бытового использования. Из-за загрязнения акваторий гибнет речная флора и фауна, а редкие виды оказываются на грани исчезновения.

Основные экологические проблемы угольной промышленности и влияние на окружающую среду

Основные риски угольной промышленности:

• наличие загрязняющих веществ;
• устаревшая технология производства;
• использование изношенного оборудования;
• высокая аварийность;
• развитие профессиональных заболеваний.

Вы знали, что по данным МЧС, около половины используемых угольных шахт взрывоопасны?

Проседание и эрозия почв при добыче угля

Извлечение горных пород приводит к проседанию почвы. Нарушаются сложившиеся биоценозы, что способствует эрозии почв.

К этому процессу причастны и образования депрессионных воронок, которые возникают из-за принудительного откачивания из шахт подземных вод. Их уровень сильно понижается, что ведёт к обезвоживанию верхнего почвенного слоя.

Основные источники загрязнения литосферы и возможные последствия

С помощью каких мер можно защитить почву от загрязнения?

Источник

Влияние открытого способа угледобычи на окружающую среду Кузбасса

ВЛИЯНИЕ ОТКРЫТОГО СПОСОБА УГЛЕДОБЫЧИ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ КУЗБАССА

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кузбасс – крупнейший из эксплуатируемых сегодня угольных бассейнов в России, в котором добывается более 40% угля России. Его запасы оцениваются в 690 млрд. тонн низкозольных каменных углей

Угольная промышленность создает мощное техногенное воздействие на окружающую среду. Каждая тонна добытого угля сопровождается сбросом 2,5 м3 загрязненных сточных вод, размещением 2,16 м3 вскрышных (вмещающих) пород; каждые 1000 т добычи – выбросом в атмосферу 2,17 т вредных веществ, нарушением 0,55 га земель. Ведущим способом добычи угля является открытый способ. Доля добычи угля экономичным открытым способом составила 2/3 от общего объема добычи угля.

Во всем мире поверхностная добыча угля полностью уничтожает существующие виды растительности, разрушает генетический профиль почвы, вытесняет или уничтожает диких животных и среды их обитания, ухудшает качество воздуха, изменяет текущий процесс землепользования, а также в некоторой степени, постоянно изменяет общий профиль земной поверхности [1].

Загрязнение воздушного бассейна в процессе открытой добычи и переработки угля происходит за счет буровзрывных и вскрышных работ, транспортировки, ветровой эрозии с поверхности отвалов, эндогенных пожаров и т. д. Основными загрязняющими веществами являются пыль неорганическая, угольная пыль, сажа и зола углей.

Производство массовых взрывов на угольных разрезах приводит в среднем к выбросу в атмосферу 6-8 м3 вредных газов, до 200 т пыли. В витающей пыли содержится около 9,0-11,7 % свободной двуокиси кремния. По дисперсности большинство пылевых частиц (82,9-97,3 %) имеют размер до 5 мкм. Содержание диоксида серы увеличивается в 40 раз. Радиус загрязнения в районе разрезов составляет 3500-4000 м [2].

Добыча угля может также негативно сказаться на гидрологии в любом регионе. Ухудшение качества вод связано с проникновением токсичных микроэлементов, повышением содержаний растворенных твердых веществ в подземных водах, а также с увеличением количества наносов, разгружаемых в водные потоки. Создание угольных отвалов может привести к отложению вредных компонентов в водных потоках и к выщелачиванию воды из этих отвалов, содержащей большое количество токсичных микроэлементов. К настоящему времени гидрографическая сеть угледобывающих районов Кузбасса значительно сокращена. Загрязненные стоки угольных предприятий составляют свыше 30% общего сброса загрязняющих веществ[3].

Влияние горных работ на речной сток осуществляется увеличением разгрузки подземных вод в реки за счет шахтного или карьерного водоотлива, который по Кузбассу составляет более 1 млн. м3/сут. При этом уменьшаются запасы подземных вод. Происходит иссушение зоны горных работ, образуются депрессионные воронки, размеры которых зависят от геологических, гидрогеологических условий и продолжительности разработки месторождения. Общая площадь депрессионных воронок в Кузбассе превышает 2 тыс. км2

Площадь нарушенных при угледобыче земель, по статистическим данным, к 2011 составила 63,7 тыс. га, из них 42 тыс. га нарушены открытыми горными работами. При использовании земельных ресурсов происходит уничтожение растительного, почвенного покрова, почвообразующих слоев литосферы и геологического фундамента ландшафта. На поверхности глубинные горные породы создают специфичный техногенный ландшафт с низкой биогенностью. Значительная часть ландшафтных нарушений при открытой разработке угольных месторождений представляется в виде внешних породных отвалов вскрышных пород, расположенных за пределом карьерных полей. Вынесенные на поверхность громадные массы глубинных горных пород постепенно «растекаются» на прилегающие территории, загрязняя их тяжелыми металлами, сернистыми, фенольными и другими токсичными для человека продуктами окисления глубинных горных пород [4].

Процессы естественного восстановления растительных покровов, почв и рельефов нарушенных земель протекают медленно или неэффективно. Нарушения земной поверхности, как правило, не исчезают и становятся устойчивыми техногенными формированиями. Нарушенные земли подлежат искусственному восстановлению.

«Современная рекультивация есть набор технологических приемов, позволяющих сформировать на месте нарушенных земель участки территории (местообитания, ландшафты, поля рекультивации) с заданными в виде технического задания в рабочем проекте рекультивации параметрами хозяйственной и/или почвенно-экологической эффективности». Такое определение дали ученые института почвоведения и агрохимии СО РАН, подводя итоги 30-летнего опыта научных исследований – , и .

Целью рекультивации нарушенных горными работами земель является создание и ускорение формирования в условиях техногенного экотопа новых почвогрунтов и устойчивых фитоценозов с определенным уровнем плодородия и продуктивности.

Рекультивацию проводят в два этапа: технический и биологический.

Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировка отвалов, придание удобной для использования формы, насыпание плодородных грунтов, создание подъездных путей и т. д. Этап технической рекультивации должен проходить в процессе эксплуатации карьера.

В ходе биологической рекультивации обеспечивают формирование почвенного слоя, оструктуривание почвы, накопление гумуса и питательных веществ и доведение свойств почвенного покрова до состояния, отвечающего требованиям сельскохозяйственных культур, намечаемых к возделыванию [5].

Воздействие открытого способа угледобычи на окружающую среду можно характеризовать как сильное и катастрофическое. Пример снижения угледобычи в Кузбассе со 159 млн. тонн (1988 г.) до 102,7 млн. тонн (2000 г.) показал, что экологические проблемы угольной промышленности стали более актуальными в связи с ликвидацией убыточных и нерентабельных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. Проведение природоохранных мероприятий на предприятиях по экспертным оценкам снижает нагрузку до 30-40% на природные сферы.

Литература и источники

1. Пашкевич массивы и их воздействие на окружающую среду/ . – С-П.: Наука, 2000. — 230 с.

2. Об экологической безопасности угледобывающих районов Кузбасса / // Региональные проблемы устойчивого развития природоресурсных регионов и пути их решения: тр. IV Всерос. науч.-практ. конф. – Кемерово: Изд-во ИУУ СО РАН, 2003. – Т.2. – С.196-206.

3. Мироненко загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах/ , , . — М.: Недра, 1988. — 279 с.

4. Хорошилова, – регион техносферы с высоким уровнем негативного воздействия на человека / , , . – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008 – 108 с.

5. Сметанин и обустройство нарушенных земель. – М.: Колос, 2000. – 96 с.

Научный руководитель – д. б.н., профессор , ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Источник

Охрана недр и окружающей среды при разработке угольных месторождений

Процессы добычи и переработки угля с использованием традиционных технологий сопровождаются перемещением значительных объемов горных пород, что приводит к изменениям рельефа местности, гидрогеологического и температурного режимов почвенного покрова, загрязнению водного и воздушного бассейнов. Так, например, при добыче 1 млн. т угля подземным способом нарушается до 10 га земельных угодий, а при открытой разработке — до 30 га и более. Кроме того, на земной поверхности при этом складируется до 1 млн. м3 твердых отходов, в поверхностные водоемы сбрасывается со сточными водами до 150 т взвешенных веществ и до 3,3 тыс. т минеральных солей, а в атмосферу в виде газов и пыли поступает около 2 тыс. т вредных веществ.

Значительное количество твердых отходов, получаемых при добыче и переработке угля, сосредоточено в терриконах и породных отвалах. Их число только в Украинском Донбассе составляет более 1260. Причем количество породы в отвалах постоянно увеличивается в связи с переходом на более глубокие горизонты и вовлечением в выемку тонких и весьма тонких пластов.

Большинство терриконов и породных отвалов горят, увеличивая выброс в атмосферу вредных веществ. При сжигании угля на тепловых электростанциях образуются шлак, зола, в атмосферу выбрасываются дымовые газы, содержащие вредные примеси.

В целом в угольной отрасли наблюдается тенденция опережающего накопления отходов над их использованием, что может привести к тяжелым и необратимым экологическим последствиям. В настоящее время используется только до 1% отходов, получаемых при добыче и переработке угля. В связи с этим возникает необходимость в осуществлении комплекса мероприятий по охране недр и окружающей среды при разработке угольных месторождений. Эти мероприятия должны быть направлены на:

— создание и внедрение малоотходных и безотходных технологий добычи и переработки угля;

— рекультивацию земель и их последующее озеленение;

— тушение горящих породных отвалов и предупреждение их самовозгорания;

— строительство водоочистных сооружений и систем оборотного водоснабжения;

— оснащение источников промышленных выбросов в атмосферу пыле- и газоулавливающими установками;

— утилизация и использование метана, выделяющегося при добыче угля.

Безотходные технологии — одно из перспективных направлений добычи угля. Они предусматривают комплексное использование добываемого полезного ископаемого для обеспечения минимального вредного влияния на окружающую природную среду. В угольной промышленности разработка таких технологий ведется в направлении оставления породы в шахте или в выработанном пространстве разрезов и использования попутно добываемых пород и отходов обогащения угля в промышленных или других целях. При подземной добыче угля оставление породы в шахте возможно в случае управления горным давлением закладкой выработанного пространства и при проведении выработок широким забоем с оставлением подрываемых пород в раскоске. При сплошной системе разработки возможно оставление породы от проведения выработок в шахте путем возведения бутовых полос для охраны этих выработок от воздействия горного давления. Оставление породы в шахте, помимо уменьшения площадей отвалов, позволяет также увеличить степень извлечения запасов из недр, более эффективно управлять горным давлением и движением подрабатываемого массива пород. Последнее особенно важно при отработке угольных пластов под охраняемыми объектами. Например, на шахте им. А.М. Горького ГХК «Донуголь», ведущей отработку запасов под центральной частью г. Донецка, выемка угля производится с использованием закладки выработанного пространства.

Определенного внимания заслуживает рассмотрение вопроса предварительного обогащения угля в подземных условиях. В этом случае отходы обогащения будут оставаться под землей (их можно использовать, например, для закладки выработанного пространства), а на поверхность будет выдаваться уже обогащенный уголь.

Значительную часть пород, попутно извлекаемых из недр, можно эффективно использовать в промышленности и строительстве. С этой целью ведутся разработки технологий термической и механической обработки отходов добычи и обогащения угля для придания им свойств, удовлетворяющих требованиям строительной индустрии. Это даст возможность уменьшить площади, занимаемые породными отвалами, и исключить отчуждение земельных угодий.

Предотвращению вредного влияния на окружающую среду уже существующих породных отвалов призвано способствовать тушение горящих отвалов и проведение профилактических мероприятий по предупреждению их самовозгорания. С этой целью производится также разборка терриконов и вывоз породы для засыпки оврагов и неиспользуемых площадей; переход на складирование породы в плоские отвалы; переформирование конусных отвалов (терриконов) в плоские с последующим их озеленением; использование породы из отвалов для строительства дорог, сооружения насыпей и дамб и в производстве стройматериалов.

При добыче угля не менее важной проблемой является поступление в выработки воды. На одну тонну добытого подземным способом угля приходится в среднем 4..5 м3 шахтной воды. На откачку, очистку, отвод и сброс шахтных вод расходуется значительное количество энергии и материальных средств для сооружения водоотливных и очистных сооружений. Шахтные воды уже сравнительно широко используются в отрасли для пылеподавления, отвода тепла от шахтных кондиционеров, гидротранспорта закладочных материалов и угля, гидродобычи и обогащения угля и т. д.

С целью улучшения санитарного состояния водоемов и использования очищенной воды, разрабатываются и применяются: установки одноступенчатой очистки шахтных вод от взвешенных частиц методом фильтрования; безотходная технология термической деминерализации шахтных вод; деминерализация шахтных вод с применением метода электролиза (шахта «Южно-Донбасская» №3 ГХК «Донуголь»); способы и средства утилизации рассолов, образующихся при опреснении шахтных вод; конструкции прудов-отстойников для осветления нейтрализованных кислых вод и др.

Концентрация горных работ и увеличение глубины разработки пластов приводят к повышению интенсивности газовыделения в горные выработки. В этой связи определенное место в ряду природоохранных мероприятий занимает утилизация шахтного газа метана, поступающего в атмосферу с вентиляционными потоками и выдаваемого дегазационными установками.

Ежесуточно из шахт выдается от 20 до 70 тыс. м3 метана на каждые 1000 т добытого угля. Среди мер снижения газообильности разрабатываемых пластов особое место отводится их дегазации. Дегазационные системы позволяют выдавать на поверхность газо-воздушную смесь с содержанием метана до 40..50%. В Украине до 20 шахт используют каптируемый метан как топливо в шахтных котельных. Общее количество утилизируемого газа при этом составляет до 72 млн. м3 в год при общем объеме извлекаемого из недр метана около 1 млрд. м3 в год. В целом объем утилизации газа метана на шахтах еще пока очень низок и составляет около 7% от общего количества.

Для более полного использования выделяющегося при добыче угля метана разрабатываются и используются технологии сжигания шахтного метана совместно с другими видами топлива; получения метановоздушных смесей с содержанием метана более 30% путем обогащения их природным газом.

На шахте им. М.И. Калинина ГХК «Донуголь» каптируемый метан используется для подогрева поступающего при отрицательной температуре в шахту воздуха в газовоздушной калориферной установке. Аналогичная установка сооружается на шахте «Донбасс» этого же объединения.

На шахте им. А.Ф. Засядько (г. Донецк) осуществляется извлечение метана из углепородного массива через пробуренные с поверхности скважины. Добываемый газ сжижается и используется для заправки автотранспорта. Известно, что 1 м3 метана заменяет около 1 л бензина. Следовательно, добывая на шахте в год 1 млн. м3 метана, можно получить до 1000 т условного бензина.

Это позволит снизить выбросы метана в атмосферу и сэкономить основное топливо (уголь, мазут, природный газ).

Вопросы для самоконтроля

1. Как и в связи с чем изменилась структура потребления угля в Украине с начала века до настоящего времени?

2. Каковы перспективы и основные направления развития добычи угля в стране?

3. Дайте краткую характеристику условий залегания угольных пластов в бассейнах:

4. Каковы запасы бурого угля (в % к каменному) в Украине, и где они сосредоточены?

5. В чем проявляется вредное влияние разработки угольных месторождений на окружающую среду?

6. Назовите основные мероприятия по снижению вредного влияния разработки угольных месторождений на окружающую среду.

Глава 2. ШАХТА. ШАХТНОЕ ПОЛЕ. ЗАПАСЫ УГЛЯ И ИХ ПОДСЧЕТ

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник