1. Сучасний стан і перспективи розвитку технології гірничотехнічної рекультивації земель порушені відкритими гірничими роботами

1.1. Аналіз сучасного стану порушень і відновлення земель відкритими гірничими роботами та стану сучасної екологічної обстановка на полігонах твердих будівельних відходів.

В умовах ринкової економіки Україна повинна мати ефективну політику щодо управління своїми національними багатствами. До одних з таких багатств відносяться земельні ресурси. Діюча державна система управління земельними ресурсами України на міжнародному, національному, регіональному рівнях потребує удосконалення. Недбале ставлення до земельних ресурсів, як до об’єкту формування капіталу, знаряддя праці та засобу виробництва, призводить до зменшення майбутнього доходу держави та економічних, соціальних, екологічних благ населення країни.

Головним питанням сьогодення залишається питання відновлення відпрацьованих земель гірничодобувними підприємствами області, тобто доведення їх до стану придатного до подальшого використання.

Землі, що підлягають експлуатації, втрачають первісну вартість майже на кожному технологічному етапі розробки корисних копалин. Первісна та остаточна вартість земельної ділянки не відповідає за основними показниками стану реальній ринковій вартості, і в залежності від комплексу факторів є завищеною, або навпаки – нижче реальної вартості.

На території Донецької області державний баланс нараховує 939 родовищ копалин загальнодержавного і місцевого значення за 32 видами мінеральної сировини. На період 01.01.09р. на території області експлуатується 412 родовищ корисних копалин за 22 видами мінеральної сировини. Мінерально-сировинна база складається з 52,2% паливних корисних копалин (кам’яне вугілля, метан вугільних родовищ), 22% з нерудних родовищ корисних копалин (будівельні матеріали), 14,8% з питних, технічних і мінеральних підземних вод, останнє (близько11%) – гірничо-хімічна сировина і руди рідкоземельних металів. Питома вага природно-ресурсного потенціалу Донецької області має наступний вигляд: 72,77% - мінеральні ресурси, 16,80% - земельні, 5,03% - рекреаційні, 4,84% - водні, 0,44% - лісові, 0,12% - фауністичні. Земля, як один з головних компонентів ресурсного потенціалу, займає першочергове місце у 19 областях України та Автономній Республіці Крим, другорядне – у Дніпропетровській, Донецькій, Івано-Франківській, Луганській областях і лише у Закарпатській області – третє місце.

Відкритий видобуток корисних копалин є одним з видів негативного антропогенного впливу на стан навколишнього природного середовища. Саме ця діяльність пов’язана з тривалим навантаженням на земельно-ресурсний потенціал областей на техніко-економічний аналіз.

Протягом останніх 5 років видобувні підприємства України вели видобуток за 18 видами корисних копалин на 72 родовищах. За цей період в Україні спостерігається збільшення обсягів видобутку корисних копалин за основними видами сировини. Наприклад, видобуток вогнетривких і тугоплавких глин збільшився в 2008р. з 3,6 млн. тон до 5,4 млн. тон. Майже 90,6% (249 432,2тис.т) сумарного балансу запасів родовищ вогнетривких глин України, що розробляються, розташовані в Донецькій області, 6,06%, Запорізькій 3,34% та (1191,4 тис. т) в Дніпропетровській областях. [1]. У 2009 році в Донецькій області видобуток вогнетривкої глини склав 5450,5 тис. т, порівняно з загальним обсягом у державі 5678,7 тис. т, а саме Донецька область забезпечила видобуток на 95,98%.[1]. На 01.01.2010р [1] державним балансом запасів корисних копалин України нараховується 22 об’єкти обліку родовищ глини. До Державного Фонду родовищ входить 22 родовища, чотирнадцять з них розробляються, решта 8 – не розробляються. До родовищ, що розробляються, в Донецькій області відносяться: Андріївське, Дослідне, Західно-донське, Кучерів’ярське, Новоолексіївське (Веселівське), Новорайське, Ново-Швейцарське, Октябрське, Отрадівське, Південно-Октябрське, Торецьке, Часівоярське. Сумарні балансові запаси родовищ вогнетривкої глини України, що не розробляються, складають 225116,4 тис. т, з них 102769,4 тис. т (45,7%) розташовані в Донецькій області (Видне і Затишанське родовища). Виходячи з цих даних можна спостерігати що відновлення земель майже не виконується.

З а даними на період 2010 року у Дніпропетровській області нараховувалося відпрацьованих земель площею майже 77 Га, а рекультивованих майже 114 га

(рис 1.1.)

Рис.1.1 Діаграма стану земель порушених і рекультивованих у Дніпропетровській області на період з 2007 по 2010 роки

За даною діаграмою стану порушених і рекультивованих земель динаміка росту відпрацьованих земель з періоду 2007 по 2008 зросла на 36,6 %, а рекультивованих земель зросла лише на 14%, в період з 2008 по 2009 рік ріст відпрацьованих земель порівняно з 2008 року знизився на 40%, а також на цей період знижується площі рекультивованої землі з 2009році порівняно з 2008 роком на 36%, на період з 2009 по 2010 площі відпрацьованих земель порівняно з 2009 роком знизились на 11%, а площі рекультивованих земель майже 50%.

Ці дані вказують на не достатній рівень виконання робіт з рекультивації і відновлення площ порушених земель після закінчення експлуатаційного періоду кар’єру. За даними Міністерства екології, на сьогодні в Україні знаходяться приблизно 35 млрд тонн відходів. Близько 7% з них – токсичні. Майже 4% території України заняті побутовими та будівельними відходами. У державі існує приблизно 800 офіційних звалищ, де зберігається 350 млн. кубометрів відходів, що становить майже 50 тис. тонн на 1 квадратний кілометр і це є високим показником у світі. Відходами на сьогоднішній день зайнято близько 160 тис. га земель.

Щорічно їх об'єм зростає на 15-20%, а звалищ, заводів з переробки в Україні не вистачає. Більшість офіційних звалищ в Україні переповненні. І нові стихійні звалища зростають – в лісосмугах на полях, та навіть в містах у спальних районах міст. За останні роки відходи в Україні практично не перероблювалися, а накопичувалися на всій території країни.

Щорічно середньостатистичний українець викидає на смітник приблизно 250 кг побутових відходів. З цих 250кг мінімум 50кг можна відправити не на звалище, а на пункт прийому вторинної сировини. Якщо б так вчиняв кожен українець, то кількість твердих побутових відходів скоротилася б на 10 млн. кубометрів. Екологічну ситуацію в Україні слід визнати катастрофічної.

Вся собівартість комплексного застосування в Україні нових технологій збору твердих побутових відходів, будівництво об’єктів з сортування і утилізації, а також нових регіональних полігонів оцінюється спеціалістами в 16 млрд.USD.

В Україні, немає ні одного успішного цілісного проекту, що стосується міських звалищ, який дозволив би з високою ефективністю здійснювати управління міськими відходами.

В деяких великих містах України існує ідентичні проекти розвитку направлення у сфері поведінки з твердими побутовими відходами, але вони поки що мало ефективні.

На Дніпропетровщині, питання щодо збору, складування і утилізації відходів за останні десятки років набуває катастрофічного стану. За останні 4 роки щорічно 20% з 400 тисяч тонн побутового і будівельного сміття не потрапляють на полігони Дніпропетровська, а викидалися серед лісосмуг та за територію жилих масивів, що створили стихійній звалища, що в результаті займають в середньому десятки гектарів земель відведених під сільськогосподарське використання і цивільне будівництво.

Зображення місць знаходження в Україні 22 найбільших полігону твердих побутових та будівельних відходів (рис.1.2).[2]

Рис 1.2. Карта України. Розташування найбільших полігоні по регіонам.

Київ:1-.Полігон на Жуковому острові; 2- Полігон в Горбачиха і у водозахисній дамбі; 3 – Полігон твердих побутових відходів №5 в с. Подгорци Обухівського району; 4 – Звалище на Сирці.

Харьків:5 – Деграчівський полігон ТБО; 6 – Звалище біля Української Академії Державного управління; 7 – Звалище в кар’єрі біля с.Кулиничі; 8 – Звалище біля Журавлевського гідропарку; 9 – Полігон біля Донецького городища.

Днепропетровськ:10- Полігон твердих побутових відходів у с. Кулебівка; 11 – Звалище у центрі міста ( район Мост-Сити Центр). 12 – Свалка твердих побутових відходів в районі Павлограда.

Донецьк: 13 – Ларинський полігон твердих побутових відходів селище (Ларіно); 14 – Свалки в лісопарковій зоні Донецька ( Ворошиловський р-н); 15- Радіоктивних звалищ біля м. Константиновка.

Одеса:16 – Міське звалище Одеси; 17 – Смітник на пляжі «Отрада».

КРИМ: 18- Міське звалище Ялти; 19 – Полігон твердих побутових відходів в Сакскому районі.

Миколаїв: 20-Миколаївський полігон твердих побутових відходів (с. Велика Корениха).

Тернопіль: 21 – Міське звалище (с. Малишівка Зборовського р-на).

Львів: 22. Міське звалище(селище Грибовичі).

На даних звалищах вже накопилося майже 30 млрд. тонн відходів, які займають близько 200 тисяч гектарів, що свідчить про погрозу екологічній ситуації в країні.

На даний час перед Україною постала важлива національна задача – створення інфраструктури утилізації і рециклінга відходів. Із-за ситуації, яка склалася в України, не варто сподіватися на інвестицій від іноземних компаній, а за підрахунками Мінрегіонбуд країні необхідно 160 млрд. грн. для першочергового фінансування і вирішення екологічної проблеми для створення і налагодження інфраструктури утилізації відходів.

В продовж трьох років владою України об’єми фінансування для рішення проблеми накопичення відходів збільшилися, тим самим з питання утилізації відходів почергово приймаються міри, хоча з значним відставанням.

В містах України за попереднім розділом аналізу існує велика кількість діючих і відпрацьованих кар’єрів, в яких можна розмістити накопичені об’єми відходів. Використовуючи певні технологічні схеми гірничотехнічної рекультивації кар’єрів, існуючи проекти утилізації відходів та будівництва полігонів, на Дніпропетровській області та України, дає можливість комплексно вирішити екологічні проблеми шляхом використання будівельних відходів як закладний матеріал для рекультивації залишеного виробленого простору кар’єру .

1.2 Аналіз науково-технічної літератури по темі магістерської роботи

Питання підвищення якості рекультиваційних робіт земель, які порушені безпосередньо відкритою розробкою родовища корисних копалин, є на сьогоднішній день пріоритетним і потребує детального розгляду результатів відомих науково дослідних робіт для пошуку нових методів і технологій рекультивації.

Одною із робіт в галузі відновлення земель порушених відкритими гірничими роботами є робота В.Д. Горлов [3] в якості основних заходів при виробництві гірничих робіт на зменшення порушеного ландшафту приводить рішення питань розкриву, системи розробки, схеми відвалоутворення з урахуванням рекультиваційних робіт, засипку розкривними породами гірничих виробок в процесі їх формування, селективне формування відвалів розкривних порід ведення гірничих робіт з урахуванням мінімального порушення природного середовища. В якості одного із основних способів зменшення площі порушених земель гірничими роботами автор рекомендує при будуванні кар’єру виконувати укладку розкривних порід до тимчасового відвалу, а після відпрацювання кар’єру пусті породу переміщувати в залишений вироблений простір розрізної траншеї, що дозволяє зменшити площу порушених земель.

Недоліком даного способу будівництво кар’єру є те, що тимчасовий відвал пропонується формувати на дільниці земельного відводу, де гірничі роботи будуть проводитись через 20-30 років, що призведе до складностей застосування цього способу, так як під час будівництва кар’єру ця територія може знаходитись в інтенсивному господарському користуванні. Другим недоліком є – це переекскавація всього об’єму породи у вироблений простір.

Автори роботи (Авторське свідоцтво СРСР №1245705, кл. С41/02, 1986) [6] рекультивації залишеного виробленого простору, що передбачає засипку залишеного виробленого простору спрямованим вибухом гірничих порід, залишених у бортах кар’єру з наступною закладкою виробленого простору кар’єру екскаваторами паралельними заходками від протилежних бортів

У відомому способі засипки є значний недолік, який полягає у тому, що брак розкривних порід у бортах кар’єру не дозволяє заповнювати увесь його вироблений простір, тому він може забезпечити лише для часткову рекультивацію порушеної поверхні землі гірничого відводу.

Автором роботи (Авторське свідоцтво Україна № 70030, кл. Е 21F 15/08, 2007) [7] технічним рішенням проблеми є спосіб рекультивації вироблених просторів кар’єрів який передбачає його заповнення брикетованими твердими побутовими відходами з попереднім подрібненням і поярусною засипкою. Після складування відходи покриваються ізолюючим шаром глини, поверх якої укладають родючий шар ґрунту.

Недоліками цього способу є значні витрати, пов’язані з попереднім подрібненням твердих побутових відходів і виготовленням з них брикетів складною геометричної форми для забезпечення ізоляції від ґрунтових вод, а також процес додаткового транспортування їх на брикетну станцію звідкіля вони направляються у вироблений простір кар’єру.

Аналіз результатів досліджень виконаних авторами, а також сучасного стану і перспектив рекультивації земель порушених відкритими гірничими роботами, дозволяє обґрунтувати об’єкт і предмет дослідження сформувати ціль роботи, поставити наукову задачу і вирішити наступні задачі дослідження.

1.3 Мета, задачі і методи дослідження.

Аналіз стану земель порушених відкритими гірничими роботами в Україні, показав, що переважно 60% земель порушені, з яких близько 10% земель частково рекультивуються типовими способами рекультивації та 5 % майже не рекультивуються, а залишають за собою покинуті вироблені простори, що несуть в собі як біологічну, екологічну небезпеку для навколишнього середовища.

Огляд гірничотехнічної літератури і аналіз проведений наукових досліджень дозволяє встановити, що наявні робити присвячені, проблемі рекультивації залишених вироблених просторів кар’єру шляхом використання твердих побутових відходів, як сировини для закладки залишених виробок.

В проведених роботах недостатньо досліджені питання, щодо розробки технологічних параметрів підготовки залишеного виробленого простору до складування і використання, як полігон захоронення відходів у вироблений простір кар’єру, розробки методики способу сортування, вибору, класифікації відходів, розробка технологічних рішень, щодо створення ізолюючих шарів.

Недостатньо розробленість таких питань в теоретичному і методичному аспектах, визначили вибір теми дипломної роботи і дозволили сформулювати її основні задачі:

Мета роботи – обґрунтування можливості рекультивації залишених вироблених просторів обводнених кар’єрів, шляхом використання твердих будівельних відходів для відновлення земель порушених відкритою розробкою родовищ будівельних матеріалів.

Для досягнення вказаної мети були поставлені і вирішені наступні теоретичні та практичні задачі:

1. Аналіз і дослідження питання щодо кількості і стану порушених територій відкритими гірничими роботами та технологічних рішення з підвищенням якості рекультивації земель.

2. Дослідження технологічних схем гірничотехнічної рекультивації й обґрунтування раціонального способу рекультивації залишкового виробленого простору в умовах обводнення кар’єру.

3. Технологічно обґрунтувати і розробити раціональні технологічні схеми гірничотехнічної рекультивації залишеного виробленого простору кар’єра будівельних відходів і гірничими породами

4. Встановити ефективність застосованих технологічних схем рекультивації залишеного виробленого просторів кар’єрів.

5. Обґрунтувати доцільність застосування розроблених технологічних схем рекультивації способом складування будівельних відходів в залишений вироблений простір в умовах Чаплинського кар’єру гранітів.

При вирішені поставлених задач застосовувалися методи:

1. Наукового узагальнення та систематизації , при аналізі сучасного стану територій гірничодобувних підприємств України та Дніпропетровської області про кількість відходів на даних територіях, а також при перегляді гірничої літератури і обґрунтування можливості використання будівельних відходів як сировину для оновлення територій порушених відкритими гірничими роботами.

2. Аналітичний і графоаналітичний метод – для визначення залежності необхідного об’єму відходів для оновлення рельєфу порушених відкритими гірничими роботами, від параметрів залишкового виробленого простору кар’єру.

3. Техніко-економічного аналізу – для визначення економічного ефекту від реабілітації порушених територій.

Для встановлення взаємодії основних кваліфікаційних показників дипломної роботи була сформульована структурно логічна схема досліджень (рис.1.3).

МЕТА: Обґрунтування можливості рекультивації залишених вироблених просторів обводнених кар’єрів, шляхом використання твердих будівельних відходів для відновлення земель порушених відкритою розробкою родовищ будівельних матеріалів

ТЕМА: Обґрунтування раціональної технології

схем гірничотехнічної рекультивації

залишкового виробленого простору кар’єру

з урахуванням екологічних проблем регіону

НАУКОВИЙ РЕЗУЛЬТАТ: Реалізація розробленої технології рекультивації залишкового виробленого простору в умовах Чаплинського кар’єру гранітів

ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

ІДЕЯ: Підвищення ефективності рекультивації обводнених залишених вироблених просторів кар’єру за рахунок створення в ньому полігону для складування твердих будівельних відходів

НАУКОВА ЗАДАЧА: Технологічно обґрунтувати і розробити раціональні технологічні схеми гірничотехнічної рекультивації обводненого залишкового виробленого простору кар’єру

ЗАВДАННЯ №3: Встановити ефективність застосування технологічних схем рекультивації залишкового виробленого просторів кар’єрів

ЗАВДАННЯ №2: Обґрунтування раціонального способу рекультивації залишкового виробленого простору в умовах обводнення кар’єра

ЗАВДАННЯ №1: Аналіз і дослідження питання щодо кількості і стану порушених територій відкритими гірничими роботами та технологічні рішення з підвищення рекультивації земель

НАУКОВИЙ РЕЗУЛЬТАТ: Залежність необхідного для засипки залишкового виробленого просторів до рівня ґрунтових вод від параметрів кар’єрного поля в умовах обводненості

НАУКОВИЙ РЕЗУЛЬТАТ: Розробка методики встановлення параметрів технологічної схеми гірничотехнічної рекультивації обводненого залишкового виробленого простору кар’єру

Рис.1.3.Структура основних логічних складових дипломної роботи.

2. ОБГРУНТУВАННЯ І РОЗРОБКА МЕТОДИЧНИХ ПОЛОЖЕНЬ ЩО ДО ВДОСКОНАЛЕННЯ СХЕМ ГІРНИЧОТЕХНІЧНОЇ РЕКУЛЬТИВАЦІЇ ОБВОДНЕНИХ ЗАЛИШКОВИХ ВИРОБЛЕНИХ ПРОСТОРІВ КАР’ЄРІВ

2.1 Види гірничотехнічної рекультивації

Як відомо, щоб повернути землі, порушенні відкритими гірничими роботами, необхідно провести певний комплекс робіт під назвою – рекультивація. Ціль таких робіт є повернення порушених земель до спожитку, покращення оточуючого середовища, а також відновлення продуктивності порушених земель.

Згідно з подальшим використанням земель існують наступні напрямки рекультивації :

1. сільськогосподарське (використання відновлених земель під сільськогосподарське угіддя)

2. водогосподарське ( створення водоймищ різноманітного призначення)

3. рекреаційне (створення місць під культурно-оздоровчі заходи)

4. будівельне (забудова земель жилими та промисловими будівлями).

Так як рекультивація – є трудомістким та економічно затратним процесом, то вона поділяється на два абсолютно різні, але тісно пов’язанні між собою етапи. Це такі етапи рекультивації, як: гірничотехнічна і біологічна.

Першим і по суті, дуже важливим процесом являється гірничотехнічна рекультивація так, як вона представляє собою підготовку землі до подальшого відновлення родючості (біологічна рекультивація).

Гірничотехнічна рекультивація – це комплекс гірничотехнічних робіт по відновленню природного ландшафту, зміненого в результаті відкритої розробки родовища корисних копали. Завдяки цьому гірничотехнічна рекультивація в СССР щорічно повертала для народногосподарського вжитку близько 20 тис.га земель.

Основні об’єкти гірничотехнічної рекультивації представленні відвалами розкривних порід, як відпрацьованих, так і діючих кар’єрів. Об'єм рекультивації напряму залежить від прийнятої системи розробки даного родовища.

Гірничотехнічна рекультивація включає: зняття і складування родючого шару ґрунту, селективну розробку та укладку у відвал розкривні породи з різноманітними агрохімічними властивостями, побудова дренажної мережі для запобігання заболочування встановленої території, будівництво виїздів і доріг на відвалі, повне чи часткове планування поверхні відвалів, стабілізацію укосів, створення лож та берегів водоймищ, покриття поверхні родючим шаром ґрунту. Саме тому на гірничотехнічну рекультивацію доводиться майже 80-90 % загальних витрат, які виділено для формування ландшафту. Але якщо, рекультивація була об’єднана з основними технологічними процесами, а саме з розкривними і відвальними роботами, то її вартість миттєво знижується майже в два рази.

Так як на сьогоднішній день цілком актуальною задачею є рекультивація земель порушених відкритими гірничими роботами, а саме, залишкових вироблених просторів, то можна виділити декілька варіантів гірничотехнічної рекультивації :

1. Заповнення залишкових вироблених просторів розкривними породами (внутрішніми та зовнішніми відвалами).

2. Затоплення залишкових вироблених просторів(створення водоймищ)

3. Складування будівельних відходів в залишковому виробленому просторі.

2.2 Обґрунтування методичних положень при гірничотехнічній рекультивації обводнених залишкових вироблених просторів кар’єру

Проведенні вище дослідження дозволяють перейти безпосередньо до обґрунтування методики розробки раціональних технологічних схем для максимального ефективного використання залишеного виробленого простору кар’єрів.

З попередніх робіт автора наукових видання [11] за видами кар’єрних полів кар’єри поділяються на 1 – дуже малі; 2 – малі; 3 – середнього розміру; 4– великі; 5 – дуже великі табл. 1.1

Таблиця № 1.1

Види кар’єрних полів[11]

Розміри кар’єрних полів	Вид відкритих виробок	Площа кар’єру у плані, км2	Гранична глибина кар’єру, м	Загал. об'єм гірничої маси, млн.м3	Термін існування кар’єру, роки.
Дуже малі	Поверхневий нагірний	До 0,4 До 0,3	До 20 До 40	До 10	До 10
Малі	Поверхневий Нагірний і глибинний	0,4–2,0 0,3–1,5	До 40 40–100	10–100	10–25
Середнього розміру	Поверхневий Нагірний і глибинний	2,5–6,0 1,5–5,0	До 60 100–200	До 60 100–200	25–30
Великі	Поверхневий Нагірний і глибинний	4–20 4–12	До 80 100–250	500–2000	30–60
Дуже великі	Поверхневий і глибинний	10–40 10–30	До 120 200–800	2000–10000	60–100

Так як всі будівельні кар’єри глибиною не більше 100м і площею до 2 км², то їх можна віднести до двох видів: «дуже малі» і « малі».

2.3.Пошук альтернативного заповнювача обводнених просторів кар’єрів

З урахуванням того, що зазвичай при гірничотехнічній рекультивації залишених вироблених просторів існує проблема браку пустих порід, то саме складування відходів буде альтернативним і ефективним варіантом рішення даної проблеми. При чому при використанні будівельних матеріалів в якості матеріалу закладки, вирішується два головних питання :відновлення порушених земель і зниження кількості накопичення будівельних відходів.

Питання щодо, яких різновидностей будівельних відходів і взагалі відходів, при яких умовах можна використовувати в якості заповнюваного матеріалу буде розглянуто далі в роботі.

Але перед тим, як розглядати питання про відходи, необхідно зрозуміти, що це таке і які різновиди їх бувають.

Сьогодні важливою проблемою є не тільки порушення ландшафту земної поверхні відкритими гірничими роботами, але й колосальне накопичення різних видів відходів пов’язаних як з промисловістю, так і споживчим фактором.

Щорічно по всьому світу мільярди тонн твердих відходів, надходить в біосферу, наносивши тим самим непоправний шкоди, як живої так і не живої природи. В глобальних масштабах змінюється кругообіг води газовий баланс в атмосфері. Велика кількість видів живих істот схильні до дій небезпечних речовин, в тому числі на генетичному рівні, звідси виникають ураження цілого ряду поколінь організмів.[2]

В побуті відходи називають побічний продукт діяльності людини, втративши повністю або частково свої властивості, але які потенційно чи реально можуть бути використані як сировину в інших галузях шляхом переробки.

Відходи виробництва і споживання – є джерелом антропогенного забруднення навколишнього середовища в глобальному масштабі, виникають як неминучий результат споживчих відносин і неприпустимо низького коефіцієнту використання ресурсів.

Вони забруднюють і захаращують оточуючий наш природній ландшафт. Крім цього, являються джерелом надходження шкідливих хімічних біологічних і біохімічних препаратів в навколишнє природнє середовище. Це створює певну загрозу здоров’ю і життю населення селищ, міст, областей і цілим районам, тобто, порушують екологічне середовище.

Щоб детальніше ознайомитись з різновидами і ступенем небезпеки відходів пропоную розглянути їх класифікацію (рис1.4.) [1].

Всі відходи класифікується:

ТВЕРДІ

РІДКІ

ВІДХОДИ

ГАЗОПОДІБНІ

СПОЖИВАННЯ

ВИРОБНИЦТВО

БУДІВЕЛЬНІ

ПРОМИСЛОВІ

СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКІ

НЕУТИЛІЗОВАНІ

УТИЛІЗОВАНІ

Рис.1.4. Класифікація відходів за походженням.

- відходи промисловості – залишки мінеральної сировини, матеріалів чи полу фабрикатів, сформованих в результаті головного технологічного процесу, а також є побічним ефектом підприємства;

- відходи споживання – залишки виробів чи матеріалів, втративши свої споживчі властивості в результаті фізичного або морального зносу, а також до цього класу відносяться відходи сформовані в результаті життєдіяльності людини – тверді побутові відходи

Також відході розділяються на два типи:

1) утилізовані;

2) не утилізовані;

Утилізовані – це відходи, які мають можливість бути утилізованими або переробленими для використання в іншій галузі, вони не можуть бути винищені.

Не утилізовані – це відході, які не мають можливості бути утилізованими, так як на даному етапи розвитку не існує певних технологій для їх переробки.

Відходи виробництва і спожитку діляться на декілька видів:

• Тверді побутові відходи (ТПВ);

• Будівельні відходи (БВ);

• Небезпечні відходи;

• Харчові відходи.

Так як метою даної роботи є обґрунтування можливості рекультивації залишених вироблених просторів обводнених кар’єрів, шляхом використання твердих будівельних відходів для відновлення земель порушених відкритою розробкою родовищ будівельних матеріалів, то пропонуємо розглянути більш детальніше цей вид відходів.

А наліз будівельних відходів показує, що вони, в основному, представленні сумішшю: бою цегляної кладки -30 % ; ґрунту -10% лому залізобетону, бетону, 40 % - штукатурки деревина-10% інші – 10% (рис 1.5.) [1].

Рис.1.5. Склад твердих будівельних відходів.

Будівельні відходи формуються при:

–Знесені чи реконструкції будівель та споруд;

–Виробництві будівельних матеріалів, деталей і конструкцій;

–Очищення територій промислових і адміністративно-побутових приміщень.

За останній час інфраструктура міст інтенсивно росте, таким чином ми можемо спостерігати значне збільшення зносу старих будівель і побудову нових, що і є джерелом виробництва і накопичення таких видів відходів.

Класи небезпечності: існують 4 класи відходів, із-за чого залежать витрати на їх переробку чи утилізацію. Це такі класи як:

1. Надзвичайно небезпечні: Відходи, до складу яких входить ртуть та її сполучення в тому числі сулему (Hg , хромовокислий і ціаністий калій, сполучення сурми, в тому числі (Sb ) – трьохлорну сурму, бензопирен та інші.

2. Високо небезпечні: Відходи, до складу яких входять,хлориста мідь, сульфат міді, щавлевокислу мідь, троьхокисну сурму, сполучення свинцю.

3. Помірно небезпечні: Відходи до складу яких входить оксиди свинцю (PbO, Pb ), хлорид нікелю, чотирьохлористий вуглець.

4. Мало небезпечні: Відходи, до складу яких входить сульфат магнію, фосфати,сполучення цинку, відходи збагачення корисних копалин флотаційним способом з використанням амінів.

Фактори, які впливають на вибір виду відходів для гірничотехнічної рекультивації залишкового виробленого простору кар’єру.

У зв’язку з тим, що відходи несуть в собі існуючу потенціальну екологічну загрозу, їх використання в якості матеріалу для заповнення залишеного виробленого простору при гірничотехнічній рекультивація кар’єру потребує виконання особливих умов при їх розміщені в навколишньому середовищі. Це такі умови як:

– забезпечити високий рівень інженерного захисту геологічного середовища від проникнення забруднюючих речовин;

– використання технологій попередньої підготовки перед розміщенням;

– використовувати сучасні методи складування і впливу на масу відходів з ціллю їх скорішого біологічного розкладання.

Виходячи з цього, при розміщенні відходів в вироблений простір кар’єру потрібно враховувати ряд факторів і вимог до властивостей ( фізичних, компресійних, абразивні та корозійні, санітарно-бактеріологічні та ін.) відходи і параметри виробленого простору кар’єрів, а також вид корисної копалини, розробленого кар’єром.

При виборі відходів для заповнення залишкового виробленого простору необхідно врахувати наступні фактори:

– еколого-гігієнічні – допускається з точки зору безпеки для людей і навколишнє середовище;

– ресурсній – наявності достатньої для заповнення кар’єру кількості відходів;

– реакційну здатність – хімічні індиферентність компонентів відходів;

– інженерно-геологічні – схожість відходів з природніми матеріалами кар’єру.

Кожний із факторів враховує певні властивості і характеристики відходів. В результаті проведеного аналізу фізико-механічних, хімічних і гранулометричних властивостей полігонів захоронення відходів, нами було встановлено, що найбільш оптимальним видом відходів для заповнення гірничих виробок є будівельні відходи

Це можна пояснити схожістю структури і гранулометричного аналізу складу будівельного сміття з породами родовища будівельних матеріалів, відсутність токсичних і шкідливих речовин у складі, що дозволяє знизити затрати на створення гідроізолюючих і захисних шарів.

Аналіз накопичення відходів в Україні та в регіоні показав, що для рішення проблеми накопичення відходів необхідно виконати наступні задачі:

1.Класифікувати полігони захоронення відходів і розробити загальні вимоги їх розміщення.

2. Обгрунтувати і розробити технологічні вимоги створення полігонів захоронення відходів у залишковому виробленому просторі в умовах обводнення дна кар’єру.

3. Технологічно обґрунтувати і розробити раціональні схеми складування будівельних відходів в вироблений простір кар’єру

4. Встановити необхідний об'єм відходів для заповнення залишкового виробленого простору в залежності від його параметрів.

5. Визначити площі земель, які можуть бути повернуті в сільськогосподарське використання.

6. Розробити конкретні рекомендації по створенню техногенного ландшафту використовуючи будівельні відходи в залишеному виробленому Чаплинського кар’єру України.

7. Визначити економічний ефект від заходів розроблених технологічних схем гірничотехнічної рекультивації з використанням будівельних відходів на Чаплинському кар’єрі.