Глава 6. Геоэкологические проблемы горнодобывающей деятельности

Горнодобывающая промышленность России и мира в настоящее время широко развивается. Открываются новые месторождения полезных ископаемых, а так же эксплуатируются старые. Промышленная добыча полезных ископаемых, начиная с XVIII века, велась с помощью вертикальных горных выработок: глубоких шурфов (до 10 м), шахт. Из вертикальной выработки при необходимости проходилось несколько горизонтальных выработок, глубина которых определялась уровнем залегания подземных вод. Если они начинали заполнять шахту, шурф, добыча прекращалась из-за нехватки водоотливной техники. Следы старых горных выработок можно наблюдать и сегодня. С появлением мощных насосов, осуществляющих водоотлив из выработок, экскаваторов, большегрузных автомобилей, разработка минеральных ресурсов все чаще ведется открытым способом - карьерным. Очень часто карьеры располагаются в городской черте, на окраинах поселков, что серьезным образом сказывается на их экологии. Много мелких

В рамках практики мы изучили один из таких карьеров. Знакомство с техногенным объектом – карьером по добыче огнеупорных глин «Белый колодезь». Изучение техногенно нарушенных водоносных горизонтов и комплексов: неоген – четвертичного, мелового, девонского.

Белый колодец — один из действующих рудников Латненского месторождения, эксплуатируется с 1982 года. Располагается в Семилукском районе в 8 км по трассе А144 от города Воронеж. Права на добычу и реализацию полезных ископаемых принадлежит компании ОАО «Воронежское рудоуправление».

Еще в конце XIX века здесь добывались белые керамические глины, использовавшиеся в гончарном производстве и для изготовления стекловаренных горшков. С начала ХХ века глины месторождения стали промышленным сырьем для производства огнеупоров.

Продуктивная глинисто-песчаная толща аптского возраста мощностью от нескольких до 40 м, залегающая на неокомских и девонских отложениях, перекрывается меловыми и четвертичными образованиями мощностью от 0 до 120 м. В ее разрезе снизу вверх выделяются песчано-гравийный, глинистый и песчаный горизонты. Месторождение разрабатывается открытым (карьерным) способом. Кварцевые пески являются вскрышной породой при добыче глины.

Продуктивный горизонт мощностью 3-4 м. Залегает на глубине 5-57 м. Главный минерал - каолинит; второстепенные - гидрослюды и монтмориллонит. Средняя годовая добыча 1,2 млн. тонн. Осадочные огнеупорные глины образовались в озёрно-болотных водоёмах за счёт размыва мезозойской коры выветривания осевой части Воронежской антеклизы. Встречаются углефицированные растительные остатки, включения пирита, марказита, гидроксидов железа. Выделяют сорта глин: основные, углистые и полукислые. Лучшие марки основных сортов глин (ЛТ0 и ЛТ1) содержат не менее 37% Al2О3, не более 1,5% Fe2О3. Их огнеупорность не ниже 1730°С. Общие запасы глин 50,8 млн. т (1982).

Надо сказать, любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. При разработке полезных ископаемых открытым способом можно выделить два вида нарушений: ландшафтные и экологические. Под ландшафтными нарушениями понимают нарушения земной поверхности. Под экологическими - изменение условий жизнеобитания на землях горного отвода и прилегающих к ним территорий с падением их биологической продуктивности и резким снижением качества окружающей среды, что оказывает угнетающее действие на флору, фауну и здоровье человека.

Так, при добыче полезных ископаемых открытым способом, формируется техногенный пересеченный рельеф, состоящий из высоких насыпей и глубоких впадин. При изменении отметок местности образуются положительные формы техногенного рельефа (искусственные возвышенности) и отрицательные формы (овраги, балки, лощины, котлованы и др.). Разность отметок может достигать до 100 - 200 м. Усиление контрастности среды существенно влияет на повышение активизации обмена веществом и энергией как внутри нового ландшафта, так и. между ним и смежными природными комплексами. По этой же причине происходит интенсификация овраго- и оползнеобразования. Кроме этого, нарушение значительных территорий земель происходит, зачастую, в результате неполного извлечения сырья. Так, например, разработка Водинского месторождения самородной серы и доломитов при рабочей площади карьеров около 100 га привела к деградации территории площадью до 2000 га.

При отсутствии рекультивационных работ по восстановлению нарушенных земель, наблюдаются изменения микрорельефа. При неоднородности уклонов поверхности горной выработки, на ее территории происходит микроклиматическая дифференциация. Интенсивность солнечного излучения при уклоне не менее 6° уменьшается более чем на половину. Вогнутые части карьера нагреваются в дневные часы на 4-6 °С больше, чем выпуклые и получают разное количество влаги, что приводит к неоднородности температурного выветривания и постепенному обрушению склонов.

Кроме этого, наличие выемок отработанных карьеров вызывает экологические нарушения. Выработанное пространство карьера оказывает негативное воздействие на атмосферу, литосферу, гидросферу.

Рис.1 Обнажение, достаточно хорошо показывающее отложения карьера "Белый колодец". В частности, среди них: тёмный слой огнеупорной глины; слой песчаника, создающий значительное препятствие для добычи огнеупорной глины; а так же стекольные пески

Рис.2 Разработка слоя огнеупорной глины.

Рис.2 Разработка слоя огнеупорной глины.