14. Охрана окружающей среды.

При разработке месторождений полезных ископаемых происходит загрязнение атмосферы вредными отходами в зависимости от способов разработки и геологической породы, вмещающих месторождение формацией, с учетом специфики самого горного производства. При этом природные или естественные факторы определяют в основном газовую загрязненность, а производственные факторы – как газовую, так и пылеаэрозольную загрязненность.

При разработке месторождений полезных ископаемых в атмосферу выделяются такие газы, как окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород.

В качестве естественных факторов поступления в атмосферу карьера вредных газов и веществ являются вмещающие горные породы и полезные ископаемые.

Производственным фактором принято считать загрязнение воздуха в связи с производством горных работ. Оно вызывается в основном применением взрывчатых веществ для отбойки горной массы.

Значительное загрязнение атмосферы пылью происходит в карьерах. Это обусловлено ведением буровзрывных работ. На степень загазованности карьеров и окружающей среды влияют такие факторы, как климатические условия, размеры карьера, время года и другие.

Много газа поступает в атмосферу при использовании на карьерах транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Состав и количество выделяющихся газов зависит от состава топлива, конструкции и режимов работы двигателя, его техническим состоянием, условий эксплуатации и других причин.

Интенсивным источником загрязнения атмосферы в карьере пылью являются карьерные автомобильные дороги.

14.1 Охрана воздушного бассейна.

Горное производство оказывает весьма существенное влияние на загрязнение атмосферного воздуха. При открытом способе источники загрязнения – газопылевые выбросы от производства буровзрывных, погрузочно-транспортных работ, пылевое загрязнение в результате ветровой эрозии поверхности отвала и уступов карьера, а также газовое загрязнение – связанное с работой автотранспорта, оснащенного двигателями внутреннего сгорания.

Значительное количество газов выделяется также при производстве массовых взрывов в карьере, в виде пылегазового облака. Часть вредных газов (≈ ⅓) остается в горной массе и затем выделяется в атмосферу, загрязняя район взорванного блока. Выделившаяся пыль, выпадая из пылегазового облака оседает на уступах, около карьерных площадях, являясь в дальнейшем источником пылевыделения.

В местах производства работ воздух должен содержать по объему 20 % кислорода и не более 0.5 % углекислого газа; содержание других вредных газов не должно превышать величин, приведенных в таблице 11.

Таблица 11 – Содержание вредных газов в воздухе.

Вредные вещества:	ПДК, мг/м³
Оксид азота	5
Оксид углерода	20
Сероводород	10
Сернистый ангидрид	10
Акролеин	0.2
Формальдегид	0.5

Таблиц 12 – Концентрация газов после взрыва в карьере.

Объемная доля газов в воздухе	СО, %	СО2, %
На уступе	0.06	0.5 – 0.8
В траншее	0.1 – 0.2	0.7 – 1
За бортом карьера	0.05 – 0.08	0.3 – 0.8

Для предупреждения пылегазообразования при производстве массовых взрывов на карьере применяют: предварительное увлажнение массива и применения экскаваторного бутобоя.

При ведении выемочных – погрузочных работ в карьере, максимальное количество пыли выделяется при работе экскаваторов.

Таблица 13 – Количество пыли выделяемая при работе экскаватора.

Название вещества	ПДК, мг / м³, в смену
Асбест природный и искусственный, смешанные асбестопородные пыли при содержании в них более 20%	0,5
Асбестопородные пыли при содержании в них асбеста от 10 до 20%	1,0
Асбестопородные пыли 10 %	2,0

Это объясняется высотой перепада горной массы, которая при работе экскаватора достигает нескольких метров, что способствует интенсивному сдуванию пыли с кусков горной массы при ее экскавации. В среднем количество пыли достигает 6000 мг / сек. Концентрация пыли, выделяющаяся, при выемочно-погрузочных работах зависит от типа, крепости и естественной влажности горных пород.

Снижение запыленности воздуха в кабине экскаватора осуществляется наиболее плотной герметизацией кабины; кондиционирования воздуха в кабине, при помощи пылеуловителя, который выбран исходя из-за запыленности воздуха, а также орошение взорванной горной массы (удельный расход воды составляет 35 – 40 л/м³).

При бурении скважин используется буровой станок с механическим разрушением пород марки 5СБШ–200–36. При работе бурового станка в атмосферу выделяется асбестовая пыль, поэтому станок оборудован пылеподавляющем устройством, осуществляющим воздушно-водяную продувку скважины.

Расход воды составляет:

- по руде 80 – 110 кг/м скважины;

- по породе 70 – 100 кг/м скважины.

Одной из важнейших проблем в карьере является загрязнение воздуха выхлопными газами карьерных автосамосвалов, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

На токсичность выхлопа дизельных двигателей решающее влияние оказывает сажа. Ее частицы, обладают значительной удельной поверхностью (до 75 м³/г) активно сорбируют канцерогенные и другие токсичные вещества, которые при попадании в организм человека могут стать причиной тяжелых заболеваний.

Высокие концентрации сажи в выхлопе двигателей не только опасны для здоровья горнорабочих, но могут быть и причиной ухудшения видимости и образования туманов в карьерном пространстве.

К числу эффективных способов решения этой проблемы относят: улучшение карбюрации и применения электронной схемы зажигания.

Таблица 14 – Основные компоненты выхлопа двигателей внутреннего сгорания.

Компоненты выхлопа	Содержание, % по объему
	Карбюраторные двигатели	Дизельные двигатели
Азот	74-75	76-78
Кислород	0.3-8	2-18
Пары воды	3-13.5	0.5-10
Диоксид углерода	5-12	1-12
Оксид углерода	0.1-10	0.01-0.3
Оксиды азота	0-0.8	0.002-0.2
Углеводороды	0.2-3	0.01-0.5
Альдегиды	До 0.2	До 0.05
Сажа	До 100	До 2000
Бенз(а)пирен	До 2.5	До 10
Оксиды серы	До 0.003	До 0.015

Интенсивным источником загрязнения атмосферы в карьере пылью также являются карьерные автомобильные дороги. Для борьбы с пылью могут использоваться следующее методы: применение усовершенствованных покрытий автодорог, увлажнение их поверхности, обработка полотна различными вяжущими растворами и др.

Таблица 15 – Эффективность применения средств борьбы с пылью на автодорогах.

Вещество	Продолжительность обеспыливания, ч	Удельный расход, л/м²	Эффективность, ч*м²/л
Универсин-А	168-330	0.7-1	187-330
Нефть	24	0.1	240
Мазут	600	4	150
Хлористый кальций	240	1.5	160
Вода	1.5	1	1.5

Основными мероприятиями по борьбе с пылением отвала является утилизация отходов производства и своевременная рекультивация отвала. Большое значение в борьбе с пылением отвала имеют осадки, которые образуют на поверхности отвала устойчивую к разрушению корку, армированную волокнами асбеста, которые практически предотвращают пылевыведение.

При решении вопросов борьбы с загрязнением земной атмосферы на территории горнодобывающего предприятия необходимо шире использовать возможность биологических методов борьбы путем посадки деревьев и озеленения. Очистка воздуха в карьере осуществляется механическим способом с помощью гравитационных сил – циклонов, с водяной пленкой.

14.2 Охрана поверхностных и подземных вод.

Под охраной водного бассейна (природных вод) понимается соблюдение установленного порядка пользования водами, т.е. обеспечение рационального управляемого использования, сохранения и восполнение их ресурсов при восстановлении и улучшения качества в интересах существующих и будущих поколений.

В решении проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов при разработке месторождения полезного ископаемого, основной задачей является возможное отделение антропогенного (промышленного) водооборота от пригодного.

Охрана природных вод на предприятии осуществляется по средствам выполнения комплекса организационных, экономических, и инженерно-технических, и других мероприятий под постоянным контролем (гидрогеологическим, гидрологическим, санитарным) состояния и качества вод.

В основу разработки и реализации мероприятий в карьере, по охране природных вод закладывается 3 метрологических принципа:

1. сохранение ресурсов и предотвращение нарушения и состояния и качества вод;

2. при необходимости нарушения – рациональное использование;

3. в процессе и после использования – восстановления качества и состояния, восполнение запасов.

В соответствии с этими принципами комплекс мероприятий в карьере, по охране природных вод подразделяется на 2 группы:

К первой группе относят мероприятия предохранительного характера, направленные на сохранение запасов, режимов и качества поверхностных и подземных вод.

Ко второй группе относят мероприятия восстановительного характера, включающее рациональное использование, очистку и возврат вод в поверхностные водоемы, и водотоки, подземные горизонты.

В карьере месторождение обводнено, но дренажные воды не могут использоваться по назначению, поэтому предусматриваются следующие мероприятия по сохранению запасов подземных вод:

1. сбрасывание или перекачку подземных вод разрабатываемой толще пород в нижележащие водоносные горизонты;

2. сооружения барражей типа «стена в грунте», противофильтрационный завес, гидро- и пневмозавес.

В карьере применяется второй способ завеса типа «стена в грунте», сущность устройства заключается в ведении вертикальных стенах из водонепроницаемых материалов, пересекающих водоносные горизонты, и перекрывает притоки грунтовых и подземных вод в горные выработки.

Важное значение имеет контроль состояния, режима и качества грунтовых, подземных и поверхностных вод, которые подвергаются воздействию при разработке месторождения полезного ископаемого. Этот контроль осуществляется службами главного инженера предприятия и районной санэпидемстанцией. Состояние грунтовых и подземных вод, параметры депрессионной воронки определяются гидрогеологической службой предприятия по средствам режимных гидронаблюдательных скважин. По данным замеров уровней подземных вод в гидронаблюдательных скважинах прослеживается динамика формирования депрессионной воронки или наоборот, повышения уровня грунтовых вод при их подпоре и прогнозируется изменением дебитов существующих водозаборов в районе месторождения.

Контроль качества поверхностных вод и эффективности работы очистных сооружений осуществляется санитарно-промышленной лабораторией предприятия.

14.3 Рекультивация нарушенных земель.

При разработке месторождения полезного ископаемого открытым способом приходится одновременно решать две проблемы:

1. охрана недр – рациональная разработка минерального ресурса, которое предусматривает более полное извлечение полезного ископаемого.

2. охрана природы (земной поверхности), которая предусматривает восстановление (рекультивация) земель, нарушенную горными работами.

Основные требования рекультивации к технологии вскрышных и отвальных пород сводится к созданию на отработанных землях биогеоценозов и формы рельефа, благоприятного для последующего освоения.

Технология горных работ обеспечивает:

- селективную выемку пород, пригодную для биологической рекультивации, их транспортирование, хранения или непосредственного использования для рекультивации нарушенных земель;

- размещение непригодных или мало пригодных пород в нижней части отвала;

- компактную укладку вскрышных пород в отвалы для снижения объема горно-планировочных работ;

- формирование устойчивых отвалов;

- сокращение отрицательного влияния на окружающую среду, сохранения в зоне открытых разработок благоприятных экологических условий для растений и животных.

Важным фактором успешной рекультивации земель в карьере является: снятие и сохранение почв, подлежащих нарушению и создание на поверхности отвала плодородного слоя для восстановления хозяйственной ценности нарушенных горными работами.

Направление рекультивации нарушенных земель может быть сельскохозяйственным, водохозяйственным, строительным, лесохозяйственным и рекреационным. Отвальные и рекультивационные работы выполняются в тесной взаимосвязи. Рекультивационные работы разделяют на два этапа – горнотехнический и биологический.

Горнотехнический этап заключается в снятии плодородного слоя почвы, селективной отсыпке внутренних отвалов, планировке или трассирование отвалов, устройстве дорожной сети и водоемов, проведение мелиоративных работ и нанесении плодородного слоя почвы на спланированные отвалы. Биологический этап включает работы по восстановлению плодородия почвы, посадке деревьев и уходу за лесом, озеленению отвалов и др.

Рекультивация земель на карьерах способствует не только их восстановлению, но и оздоровлению воздушного бассейна за счет закрепления пылящих поверхностей отвалов, улавливания пыли листьями деревьев и выработки ими кислорода, поступающего в атмосферу.

В объем горнотехнической рекультивации входит планирование отвалов и нанесение плодородного слоя на рекультивируемый участок. Общей планировки при доставке пород автомобильным транспортом не требуется в связи с относительно ровной поверхностью отвала. Поэтому на бульдозерных отвалах предусматривается только окончательная планировка локальных просадок отвала.