Разработка методов экологической реабилитации земель, нарушенных горными работами

• Автор: Осламенко, Виктор Васильевич
• Шифр специальности: 05.15.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Н. Тагил
• Количество страниц: 32 с.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. За почти 300-яетний период развитая горно-металлургической промышленности в Уральском регионе на земной поверхности были заскладированы десятки миллиардов тонн отходов в виде отвалов вскрышных пород, некондиционных руд, шлаков, шламо- и хвостохранилищ. В этих отходах содержится миллиарды тонн минералов, в составе которых присутствуют почти все элементы таблицы Менделеева. Эти образования представляют из себя часть минерально-сырьевых ресурсов. В отличие от природных ресурсов происходит ежегодное пополнение этих образований в объеме сотен миллионов тонн.
Техногенные образования привлекают в последнее время серьезное внимание, определяемое: во-первых, возможностью использования их в качестве минерально-сырьевых ресурсов; во-вторых, экологической опасностью, создаваемой за счет вредного воздействия на окружающую среду. Как продукт человеческой деятельности техногенные месторождения концентрируются в районах городов, других населенных пунктов, создавая в них повышенную опасность для жизнедеятельности.
В составе минералов, образующих техногенные образования, содержатся такие токсичные элементы, как бериллий, таллий, ртуть, мышьяк, кадмий, селен, теллур, медь, цинк, сера, фтор, хлор и другие.
По мере промывки этих отходов, размещенных на нескольких тысячах квадратных километрах, минералы, содержащие токсичные элементы, окисляются, превращаясь в растворимые гидроокислы и соли.
/-'НГГоследкие, в свою очередь, выносятся инфильтрующимися осадками в поверхностные и подземные воды, за счет чего происходит резкое ухудшение качества воды во всех реках и водоемах Уральского региона. Водные объекты региона испытывают высокую антропогенную нагрузку, вследствие чего требуют незамедлительного осуществления водоохранных и водохозяйственных мероприятий: прекращения сброса сточных вод без очистки, реконструкции и расширения очистных сооружений, строительства сооружений по доочистке сточных вод, перевод предприятий на бессточные системы водоснабжения.
Вместе с тем вблизи большинства техногенных объектов-загрязнителей имеются многочисленные выемки в виде отработанных карьеров и недействующих зон обрушения, объем которых аналогичен суммарному объему бдизрасположенных отвалов и хвостохранилищ. Наглядным примером такой ситуации являются окрестности г.Н-Тагила, территория которого по экологической ситуации отнесена к категории чрезвычайной.
В связи с тем, что именно в этом городе впервые начата реализация Федеральной и Областной программ по переработке техногенных образований, когда выход вторичных отходов достигает 95% и для их складирования требуется создание новых накопителей при отсутствии свободных площадей, проблема изыскания новых .традиционных решений по экологически безопасному складированию вторичных шов без отвода для их размещения новых земельных участков особенно актуальна.

Цель работы - разработка методов я средств экологической реабилитации земель, нарушенных горными работами за счет использования вторичных отходов при переработке техногенных образований.
Основная идея работы заключается в том, что технический этап рекультивации нарушенных горными работами земель следует осуществлять за счет их повторного использования в качестве полигонов для размещения вторичных отходов, восстановления ранее нарушенных ландшафтов и ликвидации техногенных очагов загрязнения окружающей среды.
Научные положения, защищаемые автором:
1. Методика оценки возможности использования отработанных карьеров для размещения и захоронения отходов горно-металлургического производства.
2. Технология складирования отходов обогатительных фабрик в выработанное пространство карьеров, обеспечивающая восстановление естественного рельефа и геодинамического равновесия литосферы.
3. Комплекс мероприятий по предотвращению загрязнения гидросферы и атмосферы токсичными веществами при складировании вторичных отходов, используемых для реабилитации нарушенных земель.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована анализом горнотехнических условий складирования отходов (скальные, полускальные породы, дресвяно-торфяные образования и хвосты обогатительных фабрик) в выработанное пространство Ивановского, Черемшанского, Каменского и Горбуновского карьеров и их успешной реализацией. Кроме того, с использованием разработанных методик в настоящее время успешно реализуется рекультивация наиболее крупных карьерных выемок (Северо-Лебяжинский, Западный и Главный карьеры) за счет нх заполнения хвостами мокрой магнитной сепарации и шиамами флотации.
Научная новизна работы:
1. Разработана методика оценки возможности складирования отходов разной степени токсичности, плотности и гранулометрического состава в карьерные выемки на основе анализа горнотехнических и гидрогеологических условий объекта, исключающая возможность отрицательного воздействия на окружающую среду.
2. Разработана технология складирования отходов- горного производства в карьерные выемки, исключающая возможность загрязнения атмосферы и почвы окружающей территории пылевыми выбросами.
3. Разработан метод управления фильтрационными потерями при заполнении шламами карьерной выемки, борта и дно которой сложены закарстованными породами.
4. Разработан метод консервации техногенных образований после заполнения карьерной выемки, исключающий возможность проникновения в захоронение атмосферных осадков и вынос из него токсикантов.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Разработана и внедрена технология складирования в карьеры техногенных отходов разной плотности и крупности путем их отсыпки непосредственно с верхней -бровки без предварительного осушения выемки.