4.2. Классификация техногенно-минеральных образований

В настоящее время отсутствует единая классификация техногенно-минеральных объектов, образованных в результате добычи и переработки минерального сырья. Однако различные концепции составления классификаций техногенных образований предлагались многими исследователями.

Одна из первых классификаций ТМО и ТМ была разработана в АН Казахстана К.Н. Трубецким, В.Н. Уманцом и др.. Она построена с учетом иерархической значимости классификационных признаков. По признакам первого рода выделяются следующие таксономические единицы: группы, подгруппы, типы, классы и подклассы; по признакам второго рода – виды. При этом деление техногенных месторождений на группы осуществляется по происхождению техногенных ресурсов, на подгруппы – по источнику образования. Типы техногенных месторождений и объектов соответствуют исторически сложившимся названиям хранилищ отходов горно-обогатительного и металлургического производства. Деление ТМО на классы производится по признаку наличия полезного компонента в техногенном минеральном сырье, на подклассы – по направлению использования техногенных запасов. Выделение видов ТМ осуществляется по признакам, характеризующим техногенное месторождение с точки зрения возможной технологии его комплексного освоения. Предельные значения показателей для каждого признака приняты из анализа существующих ТМ и по аналогии с природными месторождениями.

И.Л. Гуменик, А.С. Матвеев, А.И. Панасенко разработали классификацию техногенных формирований при открытых горных работах, которая содержит признаки образования техногенных объектов и рекомендуемые способы их создания. Кроме того, в классификации определяются цели, достигаемые при соблюдении предложенных рекомендаций. В число выделенных авторами этой классификации «характерных» типов техногенных формирований, входят следующие: 1 – отвалы; 2 – хвостохранилища; 3 – площади в пределах горного отвода; 4 – выработанные пространства; 5 – зоны обрушений и просадок; 6 – естественные емкости; 7 – подземные выработки; 8 – земли, непригодные для использования. То есть предложенная классификация, главным образом, характеризует техногенные нарушения земной поверхности, возникающие при открытых горных работах. Авторы предлагают общие рекомендации, направленные на снижение воздействия «техногенных формирований» на окружающую среду. Недостатком данной классификации является то, что она как раз практически не характеризует и не учитывает «сущность» техногенных формирований, то есть не учитывает характеристик ТМО, кроме способа их образования или места размещения.

В.Н. Уманец, А.В. Когут приводят группировку техногенных месторождений по сложности их разведки, применимую, по их мнению, для рудного, нерудного и строительного техногенного сырья. В классификации месторождения разделяются на три группы в зависимости от сложности их разведки. При этом учитываются следующие факторы и параметры: морфология залежей месторождений; запасы; площадь; удельная вместимость (для отвалов); гранулометрический состав, (по степени однородности); степень влажности (для хвостохранилищ); распределение содержания полезных компонентов по скважинам.

В представленной классификации для разведки техногенных месторождений авторы предлагают различные параметры разведочной сети и различные типы разведочных выработок в зависимости от указанных выше показателей, характеризующих техногенное месторождение. Исходя из этих же показателей определяется «группа по сложности разведки». Всего их три: простые, средней сложности, сложные. Достоинством этой группировки является то, что в ней приведены параметры разведочных сетей, применимые для разведки техногенных месторождений.

Вопросы изучения техногенных месторождений рассмотрены также в работах В.В.Шелагурова, который указывает на целесообразность классифицировать ТМО по следующим признакам:

• место образования в отраслях промышленности;

• технологические стадии их образования (т.е. отходы при добыче, обогащении, металлургической переработке сырья и т.д.);

• вид отходов (вскрышные и вмещающие породы, золы, хвосты, шламы и др.);

• степень ущерба, наносимого окружающей среде (загрязнение почв, подземных и поверхностных вод, воздуха вредными компонентами);

• направления использования (по отраслям промышленности);

• эффективность использования;

• время накопления;

• степень изученности.

Согласно методическим рекомендациям по оценке техногенных ресурсов предприятий цветной металлургии классифицировать техногенные объекты и месторождения целесообразно на основании увязанных между собой групп признаков, характеризующих:

• природное минеральное сырье (основной металл), промышленный тип природного месторождения, промышленные (технологические) типы и сорта руд, перечень попутных полезных и токсичных компонентов, и вредных технологических примесей;

• промышленно-технологический процесс, в ходе которого образовалось техногенное сырье, тип хранилища, степень изученности, инженерно-геологическое состояние фундамента, наименование техногенного сырья (отхода, горной породы, забалансовой руды и др.), физико-химическое состояние техногенного сырья, вещественный состав и содержание полезных компонентов, характер пространственного распределения полезных компонентов, размера промышленных зон с повышенной концентрацией полезных компонентов и размеры пустых участков между ними, степень окисленности минералов и руд, направления использования и др.

Основными классифицирующими признаками являются минеральный и химический состав отложений, текстурно-структурные особенности, физические свойства и зональность, комплексное изучение которых позволяет отнести ТМО к определенному промышленно-технологическому типу. Изложенный подход к выделению среди техногенных месторождений типов сырья, предназначенного для доизвлечения полезных металлов, приводит к обоснованию необходимости селективного складирования продуктов обогащения различных природных типов руд.

Критический анализ классификаций ТМО, известных по состоянию на 1990 г., провели Борисович В.Г. и Чайников В.В. По их мнению основная часть этих классификаций направлена на подразделение одной, реже двух конкретных классификационных групп (место образования в отрасли, стадия производственного цикла, время накопления и т.д.). В большинстве случаев в них отсутствуют характеристики внутри групп признаков, также взаимосвязь между ними. Отсюда следует, что предлагаемые классификации носят характер классификационных концепций. Они предложили вариант классификации ТМО, базирующейся на 8 группировочных признаках, имеющих значение классификационных групп:

• место образования в отраслях промышленности;

• стадии производственного цикла (добыча, обогащение, металлургический передел);

• вид отхода (твердый, жидкий, газообразный);

• время накопления;

• степень ущерба, наносимого окружающей среде;

• направление использования;

• эффективность использования;

• степень изученности.

В ЗабНИИ разработана классификация, ориентированная на твердые техногенные минеральные образования горнопромышленного комплекса, отвечающая необходимым требованиям к составлению классификаций, с разбивкой на группы, классы, подклассы, виды. Она имеет практическую направленность по набору показателей, влияющих на выбор добычи, переработки техногенного сырья, экономичность освоения, снижения негативного влияния на окружающую среду. В ней предусмотрена взаимосвязь выделенных групп, подгрупп, классов и т.д. Эта классификация отражает существующую степень опасности для окружающей среды, определяет общие направления технологических исследований, способов и очередности вовлечения ТМО в хозяйственную деятельность по снижению негативного воздействия техногенных скоплений на окружающую среду и др. Однако, и эта классификация в той трактовке целого ряда основных признаков и группировочных показателей, в которой предлагают ее разработчики, оказалась неприемлемой для систематики уральских ТМО. Кроме того, отдельные положения этой классификации, по нашему мнению, являются спорными, а предложенный в ней механизм ранжирования объектов по степени их экономической значимости и негативного воздействия на окружающую среду чрезмерно упрощенным, не обеспечивающим комплексное решение поставленных задач.

Экономическая оценка техногенно-минеральных объектов должна осуществляться на основе действующих методик по геолого-экономической оценке (переоценке) твердых полезных ископаемых (по укрупненным показателям). Исходные данные для такой оценки техногенных объектов области в настоящее время отсутствуют.