2. Влияние подземной разработки месторождений на окружающую среду

Подземная разработка месторождений влияет на следующие природные компоненты: 1) поверхностные воды; 2) подземные воды; 3) животный мир; 4) растительность; 5) геологическая среда; 6) отчуждение земель; 7) атмосферный воздух.

Основной фактор влияния на поверхностные воды – сброс загрязненных шахтных вод. Только при подземной добыче угля из шахт ежегодно откачивают 1,4 млрд. м³ воды. Она загрязнена взвешенными веществами в виде мелких частиц угля и породы, коллоидными частицами, разного рода бактериями, обогащена растворенными химическими веществами, содержит поверхностно-активные вещества (Невская, 1993).

Сбрасываемые шахтные воды часто имеют кислую реакцию. Например, в Донбассе (Украина) сброс шахтных вод в объеме 55 млн. м³ приводит к падению pH водотоков с 7,9 до 3,6. Кроме этого более чем в 2 раза возрастает минерализация и в 3 раза – содержание сульфатов (Горшков, 2001). В ЮАР речные воды нередко содержат повышенные концентрации урана за счет шахтных вод золотых рудников (Winde, Sandham, 2004).

К сточным водам шахт нужно отнести и естественный сток с породных и рудных отвалов, который особенно велик в местностях с большим количеством атмосферных осадков. Основным загрязнителем этих вод являются взвешенные вещества.

Вынос шахтными водами химических элементов нередко продолжается после завершения эксплуатации месторождения (Семикобыла, 2007). Например, из отработанного сульфидного полиметаллического месторождения вблизи Фрайберга (Freiberg), Германия по настоящее время рудничными водами выносятся сотни тонн цветных металлов в год, которые частично осаждаются в речных отложениях и частично уносятся в море (Куликова, 2005).

Воздействие на подземные воды происходит вследствие дренирования горными выработками водоносных горизонтов. При откачке воды образуется депрессионные воронки. Их размеры зависят от геологических и гидрогеологических условий района и продолжительности осушительных работ. Их радиус может достигать 10 км (Невская, 1993). Шахты не только обезвоживают смежные территории, но и загрязняют дренируемые грунтовые воды (Куликова, 2005).

Добыча полезных ископаемых подземным способом требует меньшего отчуждения земель, чем открытая разработка месторождений. Тем не менее, поверхностный комплекс зданий и сооружений (промплощадка) занимает значительные территории и включает в себя: административные здания, отвалы, шламоотстойники, склады естественного осушения шлама, склады угля, карьерные горные выработки и т.д. (Семикобыла, 2007).

Воздействие на геологическую среду заключается в образовании подземного выработанного пространства вследствие извлечения полезного ископаемого и вмещающих пород. В процессе разработки нередко возникают горные удары – внезапное хрупкое разрушение напряженной части массива полезного ископаемого, прилегающей к подземной горной выработке. Чаще всего они происходят на угольных шахтах при глубинах разработки более 200 м, на рудных месторождениях и т. д.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются газопылевые выбросы из шахт. Подсчитано, что из подземных горных выработок в атмосферу Земли ежегодно поступает 27 млрд. м³ метана, 16,8 млрд м³ углекислого газа и 200 тыс. т пыли (Глухов и др., 1997). Примерно 20-21 млрд. м³ метана приходится на угольные шахты, остальное количество поставляют преимущественно рудники по добыче железа, меди, золота, никеля, ртути, алмазов и калийных солей (Горное …, 2001).

Газы и пыль выделяются также с поверхности породных отвалов и складов полезных ископаемых. На угольных шахтах наибольшее распространение получили конические отвалы, или терриконы, многие из которых самовозгораются. Горящие породные отвалы выделяют много дыма и вредных газов (Невская, 1993).