3. Методологічні вказівки щодо розрахунку рівня дії гірничих об’єктів на грунти

Робота виконується у відповідності з методом визначення рівня техногенної дії гірничодобувних підприємств на грунти. Цей метод базується на обліку спектра ініційованих гірничими підприємствами факторів техногенезу, викликаних цими факторами видів деградації грунтів, а також специфіці реалізації виявлених видів деградації в конкретних грунтово-кліматичних умо-вах.

До вказаних факторів належить:

1. Вилучення і деформації грунтів.

2. Зниження рівня водоносних горизонтів.

3. Порушення технологій водовідведення.

4. Фільтраційне забруднення.

5. Скидання високомінералізованих і стічних вод без очищення.

6. Газовиділення.

7. Пиловиділення.

8. Комплексне пилогазовиділення під час буропідривних робіт.

9. Кислотне стікання з поверхні зовнішніх відвалів.

10. Вилуговування відвалів.

11. Горіння шахтних відвалів.

Ці техногенні фактори викликають перебудову грунтів із зниженням їх продуктивності, а саме:

1. Негативні зміни основних параметрів:

1.1. Деструкцію грунтів на різних рівнях їх організації.

1.2. Перебудову режимів (повітряного, водного, температурного та ін.).

1.3. Пригнічення ензиматичної активності.

1.4. Зменшення кількості та перебудова спектру біоти грунтів.

1.5. Трансформацію гуматів різного рівня та характера.

1.6. Перебудову іонного обміну з декомпозицією грунтово-поглинаючого комплексу.

2. Модифікацію геохімічних та геофізичних характеристик:

2.1. Зміну окислювально-відновлювального та кислотно-лужного режимів.

2.2. Збільшення міграційної активності забруднюючих речовин.

2.3. Хімічне забруднення грунтів.

2.4. Радіоактивне забруднення грунтів.

2.5. Формування геохімічних бар’єрів різного типу.

3. Деструктивну трансформацію загальнобіосферних функцій:

3.1. Порушення біогеохімічних кругообігів (N, S, C та ін.).

4. Індукцію процесів регресивної еволюції з розвитком явищ:

4.1. Оглеєння.

4.2. Льосиваж.

4.3. Опідзолювання.

4.4. Сульфатредукцію.

4.5. Повторне засолення (в т.ч. содове).

4.6. Повторне осолонцювання.

4.7. Повторний гідроморфізм.

4.8. Водну та повітряну ерозію.

Для раціонального використання цієї інформації отримані результати були наведені у вигляді матриці залежності видів деградації грунтів від факторів техногенезу гірничодобувних підприємств (табл. 1), для чого застосо-вували їх цифрові визначення (див. перелікі, що наведені вище).

Елементи цієї таблиці (a_ij) складають «1» у випадку, коли i-й фактор техногенезу реалізує j-й вид деградації, та дорівнюють «0», якщо для досліджуваного фактора цей вид деградації відсутній. Користуючись нею, можна зробити опис процесу трансформації будь-яких грунтів, що опинилися під дією різного виду, кількості та сполучень техногенних факторів.

Таблиця 1

Матриця залежності видів деградації грунтів від факторів техногенезу

Вид деградації	Фактор техногенезу
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.1	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1	1
1.2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1
1.3	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
1.4	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
1.5	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
1.6	0	0	1	1	1	1	0	1	1	1	1
2.1	1	1	1	1	0	1	0	1	1	1	1
2.2	1	0	1	1	1	1	0	1	1	1	1
2.3	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
2.4	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2.5	1	0	1	1	1	1	0	1	1	1	1
3.1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
4.1	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
4.2	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
4.3	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
4.4	0	0	1	0	0	0	0	0	1	1	1
4.5	0	0	1	1	1	0	0	0	0	1	1
4.6	0	0	1	1	1	0	0	0	1	1	1
4.7	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
4.8	1	1	1	0	0	0	1	1	0	0	0

Далі було проведено ранжування видів деградації грунтів у відповідності з рівнем їх екологічної небезпеки з наступним призначенням їм вагових коефіцієнтів (табл. 2).

Таблиця 2

Ранжування видів деградації грунтів у відповідності з рівнем їх екологічної небезпеки

Види деградації грунтів		Ваговий коефіцієнт, сj	Рівень небезпеки у відповідності з рангом
1.1. Деструкція грунтів. 1.3. Пригнічення біоактивності. 2.3. Хімічне забруднення грунтів. 4.7. Повторний гідроморфізм.		1,4	максимально небезпечний
	1.2. Перебудова режимів грунтів. 4.1. Оглеєння. 4.2. Льосиваж. 4.3. Опідзолювання.	1,2	надзвичайно небезпечний
	2.5. Формування геохімічних бар’єрів. 4.5. Повторне засолення. 4.6. Повторне осолонцювання. 4.8. Водна та вітрова ерозія.	1,0	дуже небезпечний
	1.4. Зміни грунтової біоти. 1.6. Перебудова іонного обміну. 2.1. Корекція Ox-Red режиму. 1.5. Зміни грунтової органіки.	0,8	небезпечний
	2.2. Посилення міграції. 2.4. Радіоактивне забруднення грунтів. 3.1. Порушення біогеохімічних циклів. 4.4. Сульфатредукція.	0,6	помірно небезпечний

Після цього були визначені коефіцієнти техногенного впливу кожного з техногенних факторів, що іниціюють гірничодобувні комплекси у відповідності з рівнянням (1), з наступним формуванням з них табл. 3.

(1)

деK_i – коефіцієнт техногенного впливу i-го фактору техногенеза; n – кількість видів деградації грунтів; а_ij – наявність j-го виду деградації грунтів для i-го фактору техногенеза; с_j – ваговий коефіцієнт j-го виду деградації; i – індексація факторів техногенезу; j – індексація видів деградації грунтів.

Таблиця 3

Коефіцієнти техногенного впливу факторів техногенезу,

що іниціюють гірничодобувні комплекси

№ фактора	Фактор техногенезу	Коефіцієнт техногенного впливу, Ki
1	вилучення і деформації грунтів	0,55
2	зниження рівня водоносних горизонтів	0,47
3	порушення технологій водовідведення	0,97
4	фільтраційне забруднення	0,82
5	скидання високомінералізованих і стічних вод без очищення	0,53
6	газовиділення	0,47
7	пиловиділення	0,43
8	комплексне пилогазовиділення під час буропідривних робіт	0,59
9	кислотне стікання з поверхні зовнішніх відвалів	0,62
10	вилуговування відвалів	0,61
11	горіння шахтних відвалів	0,70

Після чого був визначений рівень техногенного впливу гірничодобувних комплексів на грунти шляхом розрахунку показника рівня їх техногенної дії Т у відповідності з рівнянням (2), який є сумою коефіцієнтів техногенної дії відповідних факторів:

(2)

деТ – показник рівня техногенної дії; m – кількість факторів техногенезу; b_i – наявність іниціації i-го фактору техногенеза цими підприємствами; K_i – коефіцієнт техногенної дії i-го фактору техногенеза.

Проте характер реалізації видів деградації грунтів для різних підприємств має різний характер, тому логічним є відповідне корегування рівня їх техно-генного впливу (табл. 4).

Таблиця 4

Визначення поправкового коефіцієнта e_i в залежності від реалізації