Вплив гірничодобувного комплексу на параметри навколишнього середовища на прикладі Бондарівського родовища кристалічних порід Житомирської області с. Бондарівка

Відомі методики доцільності залучення у видобування забалансованих запасів на діючих гірничих підприємствах розроблені з урахуванням:

* забезпечення раціонального використання розвіданих запасів на розроблюваних родовищах;

* залучення в розробку забалансових запасів при умові збереження плану виробництва кінцевої продукції підприємства, сумарного річного прибутку рентабельності на рівні не нижче нормативної;

* обґрунтування економічної доцільності з врахуванням отримання кінцевої продукції (металу, металу в концентраті), а не продукції проміжної стадії (видобута корисна копалина).

Витрати на видобування забалансових запасів залежать, в основному, від просторового їх розміщення відносно розроблюваних балансових запасів, ступеня підготовленості забалансових запасів, їх якості.

При комплексному використанні гірничої маси не тільки підвищуються темпи зростання промислового виробництва, але й зменшується гострота негативних факторів взаємодії гірничих робіт з оточуючим середовищем, зменшуються обсяги вилучення земель під нові виробництва, хвостосховища, відвали, зменшується споживання води і запиленість повітря. 11

Проблеми охорони надр найтіснішим чином переплітаються із завданнями раціонального використання мінеральних ресурсів в процесі розробки родовищ корисних копалин. Особливістю гірничих робіт є тимчасовий їх характер - при виснаженні родовищ виробництво припиняється. В зв'язку з цим гірничі роботи повинні вестись за умови, щоб нові ландшафти, які формуються при цьому, а також виїмки, відвали, інженерні комплекси на поверхні та підземні комплекси в подальшому могли використовуватися для певних господарських цілей з максимальним ефектом. Це забезпечить зниження шкідливої дії гірничих робіт на навколишнє середовище та зменшить витрати на його відновлення.

Вперше поняття «Охорона надр» було дано в гірничому положенні СРСР в 1921.

Основні аспекти поняття «охорона надр»:

1) технічні методи і способи ведення гірничих робіт проводиться у відповідності до геологічної будови родовища із врахуванням характеру залягання пластів породи (геологічний контроль здійснюється державним фондом надр України);

2) використання і дотримання правил, які стосуються технічної правильності та технічної доцільності повного відпрацювання родовища;

3) застосування правил, які стосуються зйомки підземних та наземних гірничих виробок, тобто складання маркшейдерських планів перевірки шляхом контрольної зйомки виробки.

Основні вимоги до охорони надр

1. охорона родовищ корисних копалин від затоплення, обводнення, пожежі які погіршують якість корисної копалини, промислову цінність родовища і ускладнюють ведення гірничих робіт;

2. запобігання забрудненню надр при ведені робіт, які пов'язані із використанням підземного простору надр (сховища нафти і газу, захоронення шкідливих речовин і відходів виробництва, скидання стічних вод);

3. дотримання встановленого порядку консервації та ліквідації підприємств по видобуванню корисних копалин і підземних споруд, які не пов'язані із процесом видобування;

4. запобігання накопиченню промислових і побутових відходів на площах водозбору та в місцях залягання підземних вод (якщо існує природне тріщинуватість водоупору) для потреб питного і промислового водопостачання;

5. запобігання самовільній забудові земельних ділянок, що виділені в земельний відвід гірничому підприємству.

Комплексне використання надр - це вирішальний напрямок збільшення виробництва корисної мінеральної сировини при скороченні екологічно шкідливих наслідків і обсягів виймання гірничої маси, а тому відходи гірничого виробництва слід розглядати як мінеральні ресурси, які тимчасово не використовуються. Потрібно поступово ліквідувати поняття “порожня порода”, освоїти комплексне виробництво, яке дасть змогу випускати різні види продукції і особливо нові види будівельних матеріалів.

При розробці родовищ корисних копалин всі мінеральні ресурси, які добуваються з надр, поділяються на три групи: головні, супутні та попутно видобувні. До головних (основних) відносяться мінеральні ресурси, видобуток яких - основна мета даного підприємства. До супутніх - мінеральні ресурси, що входять до складу видобутої мінеральної сировини, відокремлення яких на стадії видобутку є технічно неможливим або ж економічно невигідним. До попутно видобувних відносять мінеральні ресурси, видобуток яких з надр проводиться вимушено, при виконанні певних технологічних операцій. Видані на поверхню попутно видобувні мінеральні ресурси можуть значно вплинути на навколишнє природне середовище. Породи, які не містять або взагалі мають мало корисних компонентів, часто називають "пустими породами".

Найбільш раціональним використанням мінеральних ресурсів є їх комплексне застосування, під яким розуміють видобуток їх з надр у придатному для використання стані, основних та сумісно з ними залягаючих корисних копалин. Ця проблема має два аспекти:

комплексне використання родовищ корисних копалин;

комплексне використання видобутої мінеральної сировини та відходів виробництва.

Вирішення задачі комплексного використання видобутої мінеральної сировини базується на результатах діяльності геологорозвідників і реалізується в процесі сумісної діяльності гірників та переробників. При цьому особливо важливе значення має використання маси відходів гірничого виробництва шляхом застосування маловідходних і безвідходних технологій. Переведення розкривних порід з відходів гірничого виробництва в клас корисних копалин залежить не лише від їх мінералогічного складу, але й від повноти та комплексності розвідки родовищ та ряду технологічних і організаційних факторів.

Скорочення обсягів рідких відходів гірничих підприємств можна досягти як шляхом зниження інтенсивності надходження у виробки супутньої води, так і зменшенням витрат технологічної води. Для цього в першому випадку використовують фільтруючі завіси на кар'єрах, в іншому - замкнуте водопостачання дренажних полігонів.

Скорочення газоподібних відходів на підприємствах гірничодобувної промисловості (крім природних газів, що являють собою корисні копалини) може забезпечуватися дегазацією порід та удосконаленням технології вибухових робіт.

Комплексне використання родовищ, видобутої мінеральної сировини і відходів гірничого виробництва сприятиме не лише підвищенню його ефективності, а й стане важливим фактором охорони навколишнього природного середовища.

2.6 Радіаційний вплив гірських порід на природне навколишнє середовище

2.6.1 Загальні відомості по радіоактивності будівельних гірських і вміщуючих порід

Враховуючи широке застосування будівельних гірських порід в цивільному, промисловому і житловому будівництві, постає необхідність в оцінці мінеральної сировини з позицій довговічності, естетики і впливу каменя на людину і навколишній світ, так як всі гірські породи є радіоактивними.

Слід зазначити, що добування, обробка і використання в будівництві каменя високої міцності (граніти, лабрадорит, діорити, монцоніти і багато інших) є найбільш дорогими і трудомісткими, а гірські породи даної категорії характеризуються підвищеним вмістом радіонуклідів, тому області їх використання повинні бути строго регламентовані.

Сучасний науково-технічний прогрес в геології і гірській справі нерозривно пов'язаний з розвитком фізики атомного ядра, яке відбувалося і відбувається нечувано швидко. Не пройшло ще і сторіччя з моменту введення в науку уявлення про атомне ядро (Резерфорд-Бор 1911-1912), за цей період атомні ядра і процеси, що протікають в них, придбали величезну і в той же час несподівану значущість для розвитку науково-технічного прогресу, зокрема геології і гірської справи. Атомні ядра виявилися своєрідними і складними системами, в яких відбуваються процеси, що не мають аналогу в інших областях фізичних явищ, а могутні поля, що проявляються, мають істотну відмінність від полів електромагнітних, гравітаційних і інших. Ядерна фізика все ширше і ширше використовується в геології і гірській справі. Значна частина геофізичних методів вивчення гірських порід геологічних структур, тектоніки масивів і інших об'єктів гірничо-геологічного дослідження базується на положеннях ядерної фізики

В процесі видобутку корисних копалин, їх переробки і збагачення, використання людині доводиться постійно прямо або побічно знаходитися у контакті з ними, тому, враховуючи радіоактивні властивості гірських порід і вплив радіонуклідів на людину і навколишній нас світ при все зростаючих об'ємах видобутку корисних копалин, одним з актуальних завдань гірської науки і практики є широкомасштабна, проста і доступна, але в той же час точна і ефективна оцінка радіоактивності гірських порід. Першочергово цього потребують підприємства добувної і переробної промисловості будівельних матеріалів, які мають вельми широке використання. 13

Слід зазначити також, що в процесі добування і переробки корисних копалини відбувається інтенсивне розсіювання радіонуклідів в навколишньому нас середовищі, засмічення ними атмосфери, гідросфери, проявляється згубна дія радіонуклідів на людину, тваринний і рослинний світ. Для виробництва будівельних матеріалів і виробів використовуються гірські породи всіх трьох генетичних типів: вивержені, осадкові і метаморфічні. Що вміщають, вскришні породи, що попутно здобуваються, також представлені всіма генетичними різновидами. Всі ці породи, незалежно від генетичного походження, містять природні радіоактивні елементи, так звані радіонукліди і характеризуються радіоактивністю, тобто мимовільним розпадом (перетворенням) атомних ядер, що приводить до змін їх атомних номерів. Активність радіонуклідів в джерелі (зразку породи) різна. Вона характеризується числом розпадів даного нукліда в одиницях часу і вимірюється беккерелями (Бк) в системі СІ (1Бк = розп/сек) або кюрі (Кі) в одиницях вимірювання, що раніше застосовувалися (1Кі = 3.7*1010 розп/сек, 1Кі| = 1012 піко - кюрі). При цьому співвідношення розглянутих одиниць характеризуються наступними числовими значеннями: 1Кі = 3,7*1010 Бк; 1 Бк = 2,7*10-11 Ки; 1 пКі= 3.7*10-2Бк. Оскільки радіонукліди в породі розсіяні і в кожному певному її об'ємі число розпадів нуклідів різне, породу оцінюють по питомій активності радіонукліда, яка представляє відношення активності радіонукліда в зразку породи до маси зразка. Питома активність радіонуклідів вимірюється в системі СІ в беккерелях на грам (Бк/г), а в системах, що раніше застосовувалися, - кюрі на грам (Кі/г), а в перекладі на пікокюрі 1 Кі/г = 1012 пКі/г. Співвідношення питомої активності радіонукліда в різних одиницях наступне: 1Кі/г - 3,7*1010Бк/г; 1Бк/г = 2,7*10-11 Кі/г; 1 пКі/г = 3,7-10-2 Бк/г.

Радіоактивні елементи є джерелом іонізуючого випромінювання, що негативно діє на людей і характеризується експозиційною дозою рентгенівського або гамма-випромінювання. Ця доза представляє сумарний електричний заряд іонів одного знаку, що створюється випромінюванням, поглиненим в одиниці маси сухого атмосферного повітря і що характеризується наступними одиницями вимірювання: у системі СІ - кулон на кілограм (Кл/кг): у системах, що раніше застосовувалися, - рентген (Р) і мікро рентген (мкР). 1 рентген = 10 мікро рентген.

Між розглянутими одиницями вимірювання експозиційної дози існує наступне співвідношення: 1 Кл/кг = 3,88*103 Р; 1Р = 2,58*10-4 Кл/кг. Оскільки випромінювання не є разовим, а існує в часі, то гірську породу характеризують потужністю експозиційної дози рентгенівського або гамма-випромінювання, яка є експозиційною дозою випромінювання, віднесеною до одиниці часу. Потужність експозиційної дози рентгенівського або гамма-випромінювання вимірюється в системі СІ амперами на кілограм (А/кг), а в одиницях вимірювання, що раніше застосовувалися - в рентгенах на секунду (Р/с) або в мікро рентгенах в годину (1 Рс = 3,6*109 мкР/ч. Між охарактеризованими одиницями вимірювання існує співвідношення: 1 А/кг = 3,88*103 Р/с; 1 Р/с = 2,58*10-4 А/кг; 1 мкР/ч = 0,0717 пА/кг (пікоампер на кг). 13

Так як гірські породи містять, як правило, декілька радіонуклідів, з яких найчастіше зустрічаються радій (226Rа), торій (232Th) калій (40К), їх радіоактивність оцінюється по питомій активності природних радіонуклідів. Окремі фахівці питому активність радіонуклідів називають еквівалентною активністю радіонуклідів, а їх питомий вміст в породі - еквівалентним вмістом. Ряд будівельних гірських порід містять значну кількість радіонуклідів, що обмежує область їх застосування в будівництві і народному господарстві і вимагає постійної необхідності радіаційно-гігієнічної оцінки корисних копалини як на стадії їх розвідки, так і на стадіях їх добування і переробки.

2.6.2 Акцесорні мінерали і їх вплив на радіоактивність порід

Всі гірські породи, і особливо глибинні, містять до 1 % акцесорних, тобто додаткових мінералів. Акцесорні мінерали вивержених порід представлені мінералами як раньо- і пізньомагматичного, так і автометасоматичного (пневматоліто - гідротермального) генезису. У осадових породах вони, в переважній більшості, представлені уламковими. Типовими для порід групи гранітів є акцесорні мінерали - апатит, циркон, турмалін, гранат, ортит, титаніт, флюорит, топаз, рудні (ільменіт, пірит, магнетит), монцоніт, анатаз, рутил, ксеноліт, каситерит, торує, танталоніобати (фергусоніт, самарскіт, пірохлормікроліт, евксеніт) та інші. Більшість з акцесорів концентруються у важкій фракції з щільністю понад 2900 кг/м3 і характеризуються високою радіоактивністю. У зв'язку з цим фахівцям з добування будівельних гірських порід необхідні певні знання і навики по розпізнаванню в породі акцесорних мінералів, оскільки на практиці їм часто доводиться з ними зустрічатися в різних скупченнях, жилах, нальотах тріщин і інших геологічних структурах. Подібні пізнання сприятимуть, і допомагатимуть цим фахівцям у візуальному виявленні зон і ділянок, що характеризуються підвищеною радіоактивністю порід.

Апатит - типовий поширений акцесорний мінерал магматичних порід. Він зустрічається в лужних, кислих і основних пегматитах, а також в деяких високотемпературних залізорудних родовищах, у високотемпературних гідротермальних жилах, в контактовометаморфізованих породах. Найбільше апатиту міститься в нефілінових сієнітах. Кристали апатиту подовжено-призматичні до голкових. Колір апатиту обумовлений наявністю домішок або дефектами структури: блакитний, синьо-зелений, жовто-зелений, рожевий, синій, сірий, темно-червоний і чорний. Блиск апатиту скляний, жирний. Він має щільність від 2900 до 3800 кг/м3. Кристали - призматичні шестикутники. Поширені зернисті, дрібнокристалічні цукроподібні маси. Гранат - один з найбільш поширених в породах акцесорних мінералів. Залежно від складу колір граната змінюється: безбарвний, трав'яно-зелений, смарагдово-зелений, синьо-зелений, коричневий, чорний, жовтий, рожевий, буро-червоний, оранжево-червоний, темно-червоний, ліловий. Блиск граната скляний, посилюється до діамантового. Спайність в гранаті практично відсутня, відмічається окремість, щільність 3570-4300 кг/м3. До гранату відносять цілу групу мінералів, з яких найбільш поширеними є піроп, альмандин, спессартин і гроссуляр. Твердість граната висока і змінюється від 6,5 до 7,5 за шкалою Фрідріха Мооса. Спайність граната недосконала або вона зовсім відсутня, злам нерівний. Найбільш поширеною формою кристалів граната є легко помітний ромбічний додекаедр, хоча зустрічаються і суцільні маси. Найчастіше гранати поширені в зоні контакту магматичних і осадових карбонатних порід, в пегматитах, кристалічних сланцях і в кислих магматичних породах. 13

Одним з акцесорних мінералів з сильно вираженою радіоактивністю є анатаз, що представляє одну з трьох природних поліморфних модифікацій рутилу. Кристали анатазу призматичні, стовпчасті до голкових. Іноді анатаз представляє голкові і волосяні вростки в кварц і гранат, а також зрощення з магнетитом, ільменітом і гематитом. Вростки анатазу в піропний гранат, рубін і інші мінерали обумовлюють астеризм (ефект мерехтливої зірки) у цих мінералів. Іноді анатаз, як і інші модифікації рутилу, зустрічаються у вигляді дрібно - і грубозернистих суцільних мас. Забарвлення червоно-буре, темно-буре, жовтувате, синювате, чорне, рідше зелена. Твердість анатазу 6,5, щільність 4200 кг/м3. Найчастіше зустрічається в кварцитах, гнейсах, метаморфічних сланцях.

У базальтах широко поширений ксеноліт. Мало глибинний ксеноліт має незграбну форму, глибинні - часто округлі. Рідкісним, але вельми радіоактивним акцесорним мінералом гранітів є ксенотим. Його колір буває жовтий, білий, жовтувато-бурий, коричневий. Твердість складає 4-5, а щільність близько 4300 кг/м3. Блиск ксенотима смоляний. Мінерал дуже крихкий, стійкий, при руйнуванні порід переходить в розсип. Кристали ксенотима призматичні, дипірамідальні. Фахівці відносять ксенотим до класу фосфатів, але мінерал містить також важкі лантаноїди. У гранітах його можна зустріти в пегматитах у вигляді крупних кристалів в асоціації з ортитом, апатитом, моноцитом, цирконом. Великі скупчення ксенотима є сировинними джерелами для отримання ітрія і важких лантаноїдів, іноді урану. Радіоактивним акцесорним мінералом є також ортіт, що відноситься до класу силікатів. Ортіт - структурний рідкоземельний аналог епідота. У ньому містяться рідкоземельні елементи переважно цезієвої групи в кількості 15-28%. Зовнішність кристалів стовпчаста, пластинчаста. Колір буро-чорний, чорний. Мінерал крихкий і має смоляний блиск. У гранітах, сієнітах і інших вивержених і метаморфічних породах ортіт утворює вкраплення дрібних ізометричних кристалів. У пегматитах ортіт, представлений крупними призматичними (рідше голковими) кристалами (до 0,5 м в довжину) і зростками. У скарнах ортіт зустрічається у вигляді виділень неправильної форми і зливних агрегатів. У переважній більшості ортіт є метаміктним мінералом, тобто мінералом, речовина якого при збереженні зовнішнього вигляду кристала переходить повністю або частково із структурно впорядкованого кристалічного стану в особливий скловидний агрегатний стан.

З класу рудних радіоактивних акцесорних мінералів, необхідно виділити магнетит, пірит і ільменіт. Магнетит - мінерал підкласу складних оксидів, склад і властивості якого мінливі і залежать від умов утворення. Колір залізно-чорний, блиск металевий, спайність відсутня, сильно магнітний. Магнетит має твердість за шкалою Мооса 5,6-6, щільність 5200 кг/м3. Частіше всіх магнетити зустрічаються в габбро, дунітах, сієнітах, ультраосновних лужних породах. Пірит - мінерал класу сульфідів, кристалізується в кубічні сингонії. Колір солом'яно-жовтий. Блиск яскравий металевий, спайність недосконала, злам раковистий. Пірит крихкий, має щільність 5000 кг/м3, твердість 6 - 6,5. Пірит - це крізний полігенний мінерал, що зустрічається в самих різних генетичних типах родовищ.

Ільменіт - мінерал підкласу складних оксидів, кристалізується в тригональній сингонії. Зерна ільменіту неправильної форми. Відомі закономірні зростки ільменітів з магнетитом, рутилом, біотитом. Колір ільменіту залізно-чорний, в тонких сколах| простежується червонувато-бурий колір. Мінерал крихкий і має напівметалевий блиск. Його твердість за шкалою Мооса 5-6. Він має щільність 4800 кг/м3 Як акцесорний мінерал виявлений в багатьох магматичних породах. У породах зустрічається у вигляді вкраплень і вростків. Найчастіше ільменіт зустрічається в габбро і сієнітах. Іноді зустрічається ніобій, що містить різновиди рутилу, іменований ільменорутил чорного і червонувато-бурого кольору з щільністю 4300-5600 кг/м3. Його твердість така ж, як і ільменіту. Зустрічається він зазвичай в гранітних пегматитах.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17