3.5.2.Атмосферные потоки рассеивания при разработке месторождений

Источником атмосферных миграционных потоков являются технологические процессы добычи горной массы, приводящие к образованию пыли и газов. В первом приближении состав пыли должен отвечать составу исходных пород добываемой горной массы, хотя в ряде случаев наблюдается обогащение пыли химическими элементами на стадиях технологического процесса, что объясняется разной дробимостью минералов.

В горно-промышленных ландшафтах техногенные аномалии в депонирующих средах (почвы, снежный покров), связанные с атмосферными потоками рассеивания, имеют четко выраженный градиент концентрации от центра к периферии. Центральные части аномалий приурочены к источнику выбросов - горному предприятию. В их пределах уровни содержания элементов - загрязнителей в десятки и сотни раз превышают фоновые параметры. Размеры центральных частей аномалий достигают нескольких квадратных километров (обычно до 10 км²). Строение зон загрязнения от атмосферных выбросов несложно и зависит от рельефа. В расчлененных районах наиболее интенсивные участки аномалий локализуются в пределах горно-долинных ландшафтов.

Общие ресурсы пыли, образующиеся при добыче горной массы, включают мобилизованную (активную пыль) и накопленную (осажденную, но не фиксированную).

Технологическими процессами, генерирующими пыль, являются те, которые сопровождаются разрушением горной массы - взрывные работы, бурение, дробление. Остальные технологические процессы, связанные с транспортировкой, пересыпкой складированием горной массы только мобилизуют пыль. Цикл миграции частиц пыли может быть представлен схемой [ 27 ]:

генерация  перенос  осаждение  фиксация

 

мобилизация



вынос за пределы области добычи

Наряду с техногенными процессами генерации и мобилизации пыли, в любом горно - промышленном ландшафте функционируют их природные аналоги. Генерация пыли происходит при естественном выветривании открытых поверхностей карьерных выработок, горной массы в отвалах, а мобилизация пыли происходит при сильных ветрах.

Многократные циклы "генерация - мобилизация - осаждение" вызывают постепенное обогащение общих ресурсов пыли тонкими фракциями и загрязнение приземного слоя атмосферы витающей пылью. В целом общее количество пыли в горно-промышленном ландшафте со временем увеличивается.

3.5.3.Водные потоки рассеивания в горно-промышленных ландшафтах

В горно-промышленных районах резко изменяется характер и интенсивность водной миграции химических элементов по сравнению с естественным ландшафтом.

Это обуславливается общим изменением гидродинамического режима территории и выведением на поверхность большого количества измельченных горных пород, химический состав которых формировался в термодинамических условиях, отличных от условий земной поверхности. Кроме того, наличие в горнодобывающий районах обогатительных фабрик приводит к появлению в водных потоках рассеивания техногенных загрязнителей, применяемых в процессах обогащения и переработки полезных ископаемых (флотореагенты).

Изменение гидродинамического режима в районах функционирования объектов горных предприятий выражается в искажении, относительно фоновой, структуры поверхностных и подземных водных потоков, которое проявляется:

• в формировании депрессионной воронки;

• в увеличении скорости и изменении направления водных потоков;

• в дренировании поверхностных водотоков.

На водный баланс территории оказывает существенное влияние и наличие внешних отвалов. Из-за достаточно рыхлого внутреннего строения отвалов практически все выпадающие осадки фильтруются к подножию отвалов. Испарение с поверхности отвалов и сток практически отсутствуют. Появление уплотненного водоупорного слоя грунта у подножия отвала вызывает появление области повышенного увлажнения, формирующей часто приотвальные болота, озера или речки.

Таким образом, отвал выступает как дополнительный источник влаги в ландшафте, количество (W)которой может быть в первом приближении оценено произведением площади отвала (S) на годовое количество осадков (Р):

W = S  P

Процессы водоотлива в горных выработках формируют водные миграционные потоки, химический состав которых заметно отличается от химического состава поверхностных, подземных и грунтовых вод территории. Для них характерно повышенное содержание взвесей и минерализация, а также наличие ряда чисто техногенных загрязнений, связанных с процессами добычи (нефтепродукты, компоненты взрывчатых веществ).

Увеличение интенсивности миграции химических элементов во взвешенной и ионной форме обусловлено теми же процессами, что и природное водно-химическое выветривание, но во много раз усилено из-за техногенного разрушения горной массы (увеличение удельной поверхности, появление пылевых фракций).

Прогноз состава дренажных вод при разработке месторождений может быть сделан на основе изучения вод коры выветривания месторождения и химической стойкости минералов к водно-химическому выветриванию. Наиболее химически нестойки сульфидные минералы, определяющие появление минерализованных кислых дренажных вод.

Значительным источником формирования загрязненных водных потоков рассеивания являются внешние отвалы. В зависимости от химического состава минералов, состав отвальных вод может изменяться в очень широких пределах. Химиз процессов формирования отвальных вод обуславливается двумя факторами: окислительно-восстановительной обстановкой в отвале и промывным водным режимом. Обычно наибольшую опасность для объектов ландшафта (почв, поверхностных и грунтовых вод) представляют отвалы, содержащие сульфидные минералы.