Скрыпник Т.В.

Автомобильно-дорожный институт ГВУЗ «ДонНТУ»

Возможности использования шахтных горных пород в Донецкой области

В Украине в отвалах находится более 20 млрд. т горнопромышленных и других отходов, занимающих более 500 тыс. га земли. Особенно остро стоит проблема утилизации техногенного сырья в индустриально развитом Донбассе, в структуре хозяйственного комплекса которого угольная промышленность является одной из ведущих отраслей.

На территории Донбасса расположено 1154 отвала шахт (терриконов), площадь которых составляет 5,0 тыс. гa, а с учетом санигарно-защитной зоны около 30 тыс. га. Специфика подземной добычи угля состоит в том, что на каждые 1000 т добытого угля на поверхность выбрасывается до 12 кг угольной и породной пыли, от 50 до 570 тыс. м3 метана; от 7,5 до 15 тыс. м3 углекислого газа; около 5,5 тыс. м3 оксидов, образующихся при взрывных работах; 1,5...9 тыс. м3 шахтных вод; 210...300 т. (а в Донбассе до 800 т) породы. При этом ежегодный объем горной массы, выдаваемой в отвалы, составляет около 30 млн. м, а их общий объем в регионе превышает 2 млрд. м3 , что, безусловно, создает существенную экологическую напряженность.

Температурное воздействие на отвальные породы сопровождается преимущественно их выгоранием и спеканием. В результате формируются литифицированные разнообломочные породы преимущественно кирпично-красного цвета. При этом в целом сохраняется слоистость отсыпки породной массы, а также реликтовые текстурно-структурные особенности спекшихся обломков, по которым достаточно легко устанавливаются первичные породы – аргиллиты, алевролиты или песчаники. Гораздо реже процесс горения породной массы приводит к ее плавлению. Лишь в некоторых терриконах установлены локальные участки, где породы полностью переплавлены и представляют собой монолитные скрытокристаллические стекловатые образования пористой текстуры.

Вся совокупность процессов преобразования отвальных пород терриконов представляет экологическую опасность. Окислительные процессы сопровождаются выбросами различных оксидов и не учитываемых при существующем мониторинге паров серной кислоты, различных летучих соединений металлов и токсичных элементов. Опыт регулярного мониторинга показывает, что в летний период времени процессы преобразования отвальных пород активизируются, ореол воздействия терриконов разрастается и может распространяться на расстояние до одного км от их подошвы.

Горящие отвалы, указанные Министерством угля, включают: в Донецком регионе: 69 из 177 отвалов на 52 закрытых/закрывающихся шахтах; в Луганском регионе: 34 из 244 отвалов на 36 закрытых/закрывающихся шахтах.

Основными факторами воздействия на геологическую среду прилегающих к породным отвалам территорий являются воздушная и водная миграция компонентов отходов. Более всего загрязнена атмосфера в Донецке, Макеевке, Алчевске, Енакиево, Лисичанске и Горловке.

Основными источниками загрязнения атмосферы угольной отраслью следует назвать, прежде всего, выбросы метана шахтными вентиляционными установками (5,6 млрд. м³ в год), а также продукты сгорания вследствие самовоспламенения углесодержащих пород в отвалах и терриконах.

Гораздо реже осуществляется контроль качества почв прилегающих к отвалам территорий и в единичных случаях проводится отбор проб поверхностных и подземных вод.

На шахтах преобладает метод обрушения горных пород в выработанном пространстве, который обусловливает интенсивное проседание земной поверхности (ежегодно на площади до 1000 км²); превышение пятиметрового уровня сопровождается затоплением, подтоплением, вымоканием деревьев и появлением болот.

Если позволить грунтовым водам подняться до первоначального уровня после закрытия шахты, тогда около 35% поверхности многих поселков и городов могут быть подтоплены.

Сложившаяся система мониторинга мест размещения породных отвалов не позволяет на достоверной представительной основе оценить всю полноту их негативного влияния на окружающую среду и степень опасности для населения прилегающих к терриконам селитебных территорий. Эта задача может быть решена при системном исследовании породных отвалов и компонентов геологической среды прилегающих к ним территорий, включая почвы, грунты зоны аэрации, водовмещающие породы, донные отложения, поверхностные и подземные воды.

Разработка мероприятий по комплексной переработке шахтных горных пород позволит решить ряд актуальных задач:

• нормализовать экологическую обстановку устранением источника загрязнения окружающей среды с сохранением сельскохозяйственных угодий;

• заменить и сэкономить дорогостоящее природное сырье;

• использовать трудовые ресурсы, здания и сооружения, оборудование и технику, высвобождающиеся в связи с закрытием нерентабельных шахт;

• снизить социально-экономическую напряженность созданием рабочих мест на предприятиях по комплексной переработке техногенного сырья.

Положительные аспекты прогрессивных малодоходных технологических схем угледобычи оцениваются с двух позиций:

1) прямой – утилизации в народном хозяйстве попутных продуктов угледобычи – для изготовления стройматериалов (кирпич, блоки, вяжущее), в качестве удобрений; для выработки тепла (сжигание каптируемого газа) и очищенных шахтных вод для производственных нужд шахты и для орошения земель;

2) косвенной – искусственного уменьшения объема выхода вредных отходов угледобычи.

Однако следует заметить, что в Украине, для того чтобы вести деятельность по извлечению угля из породных отвалов на законных основаниях, необходимо официальное согласие большого количества инстанций.