Воздействие открытых горных разработок на природные ландшафты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Институт недропользования

Курсовая работа

Воздействие открытых горных разработок на природные ландшафты

по дисциплине: Гидрология и ландшафтоведение

С.Д. Халтанова

Иркутск 2018 г.



Содержание

1. Природные ландшафты как географические объекты Земли

1.1 Классификация ландшафтов

1.2 Значение природных ландшафтов

2. Воздействие открытых горных разработок на природные ландшафты на примере угольной отрасли

2.1 Воздействие на почву и рельеф местности

2.2 Воздействие на атмосферу

2.3 Воздействие на гидросферу

2.4 Воздействие на животный и растительный мир

3. Мероприятия по охране природных ландшафтов

Заключение

Список использованных источников



Введение

Разработка месторождений полезных ископаемых сопровождается деформацией окружающей среды, проявляющейся в изменении всех компонентов геосистемы и разомкнутости природной среды. Наиболее сильное воздействие открытых горных работ выражается в нарушении целостности природных ландшафтов и верхней части гидролитосферы, выходящих также за пределы месторождений и отводов. Если не создавать искусственные благоприятные условия для природной среды, техногенная система восстанавливается и стабилизируется несколько десятков лет, а в некоторых случаях изменение естественной структуры приводит к деградации отдельных территорий, которая вообще может носить необратимый характер.

Между тем, угольная отрасль в настоящее время превратилась в одного из крупнейших источников нарушения и загрязнения природной среды. Спектр влияния на биосферу разрушенных ландшафтов, распространения загрязнителей, образующихся в результате деятельности горнодобывающих и обогатительных предприятий, настолько широк, что в ряде районов вызывает непредсказуемые эффекты, губительно сказывающиеся на состоянии почвы, растительности, представителей животного мира, здоровье людей. Общая площадь нарушенных земель в России превышает 2 млн. га, а темпы рекультивации безнадежно отстают от темпов нарушения земель. В этой связи, особенно актуальное значение приобретает проблема восстановления земель, нарушенных открытыми горными разработками при добычи угля.

В связи с тем, что ландшафт и все входящие в него компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, воды, почвы, биота) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему, необходимо комплексное изучение антропогенного влияния на природные ландшафты при введении открытых горных разработок, а также выявление наиболее приоритетных мер для сохранения естественных форм Земли.

Целью настоящей курсовой работы является изучение негативного воздействия угольной отрасли на природные ландшафты при введении открытых горных работ.

Для поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Описать классификацию ландшафтов и выявить их значение для человека и биосферы в целом.

2. Проанализировать влияние открытых горных работ при добыче угля на все компоненты окружающей среды: атмосферу, гидросферу, литосферу.

3. Рассмотреть и предложить мероприятия по охране природных ландшафтов.



1. Природные ландшафты как географические объекты Земли

Ландшафтоведение - физико-географическая наука, предметом исследования которой выступают сложные природные территориальные и антропогенные комплексы - ландшафты [1]. Важнейшей научной предпосылкой формирования ландшафтоведения явилась идея взаимной связи и взаимной обусловленности компонентов природы. В историческом плане эта идея развивалась в двух направлениях и привела к представлениям о географической оболочке и природном территориальном комплексе (ПТК). В понятии о географической оболочке получили воплощение мысли о целостном географическом комплексе глобального масштаба, в понятии о ПТК - представление о комплексах локальной или региональной размерности.

Географическая оболочка - сложная целостная материальная система, обладающая следующими свойствами. Это - открытая динамическая система, изменяющаяся во времени, что проявляется в виде циклических изменений; сложная пространственная система, для которой характерна территориальная дифференциация и интеграция ее отдельных частей и элементов; континуально-дискретная система, состоящая из взаимосвязанных сфер; взаимосвязи между сферами выражаются в обмене веществом, энергией и информацией, что является движущей силой природных процессов.

В составе географической оболочки принято выделять литосферу, атмосферу, гидросферу, биосферу, ландшафтную сферу.

Природный территориальный комплекс - это совокупность природных компонентов, отражающая определенный уровень организации вещества Земли. Понятие «комплекс» предполагает строго определенный набор генетически взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов. Взаимообусловленность каждого из них предопределена, детерминирована совокупностью всех остальных компонентов. Таким образом, ПТК следует рассматривать как пространственно-временную систему природных компонентов, обладающую высоким уровнем организации, развивающуюся как единое целое и подчиняющуюся общим географическим закономерностям.

Антропогенные ландшафты представляют собой комплексы, целенаправленно сформированные деятельностью людей для выполнения определенных социально-экономических функций. В своем развитии подчиняются социально-экономическим и природным законам [1]. Природные и антропогенные комплексы часто называют геосистемами, подчеркивая тем самым их принадлежность к универсальной категории систем и одновременно их видовое отличие, т. е. то, что эти системы географические.

1.1 Классификация ландшафтов

Классификация ландшафтов - одна из актуальных и сложных проблем ландшафтоведения. Ландшафты сугубо индивидуальны и неповторимы как в пространстве, так и во времени. Однако между ландшафтами есть и определённые черты сходства по происхождению, структуре, динамике и др. существенным признакам, что позволяет объединять их в отдельные группы, т.е. классифицировать. Количество ландшафтов в мире должно измеряться пяти-, шестизначной цифрой. Используется классификация ландшафтов для научного описания ландшафтов отдельных территорий и всей Земли, планирования исследований. Велико прикладное значение классификации ландшафтов, в частности при ландшафтном картографировании. Классификация ландшафтов - сравнительно новая и очень сложная, пока ещё недостаточно разработанная система. Принципы классификации ландшафтов могут различаться в зависимости от того, какие критерии положены в основу объединения ландшафтов [2].

Природный ландшафт (ПЛ) представляет собой разнообразный рельеф поверхности Земли, созданный под воздействием физических и геологических процессов, происходящих в земной коре [3]. Структура природного рельефа состоит из комплекса географических объектов, созданных силами природы без участия человека: равнины, горы, каньоны, реки, озера, моря, континенты, океаны и другие компоненты (рис. 1).

Рисунок 1 - Природный ландшафт

В зависимости от места расположения, от цели использования и от природы появления ландшафты подразделяются по видам и подвидам [3]. Так, например, по происхождению данные комплексы дифференцируются на природные и антропогенные ландшафты. Считается, что именно данные виды участков имеют огромное влияние на экологическую ситуацию в мире.

В данной курсовой работе исследуются природные ландшафты, которые подразделяется на три подвида [3]:

1. Геохимический ландшафт - это участок, который был выделен в отдельное целое, основываясь на однообразии его состава, а также количестве и характеристиках химических элементов, которые в него входят. При этом одним из показателей устойчивости такого комплекса по отношению к внешнему воздействию является скорость и способ накопления минеральных и органических веществ, а также время, затрачиваемое на самоочищение этой природной единицы.

2. Элементарный ландшафт - это участок, имеющий сходный тип почвы, флору единого характера, равную глубину залегания грунтовых вод и породы установленного типа.

3. Охраняемые ландшафты или комплексы, например, белорусская Беловежская пуща - территории, характеризующиеся отсутствием каких-либо искусственных изменений. На них действует запрет (или установление строго регламента) на ведение хозяйственной деятельности любого вида.

Каждый ландшафт неповторим как в пространстве, так и во времени. Невозможно найти два одинаковых ландшафта. Ландшафты трудно оценить и выделить для практических целей. Ландшафтная классификация имеет большое организующее значение как основа для научного описания ландшафтов всей Земли. В практических целях бывает слишком сложно анализировать и оценивать каждый ландшафт в отдельности. Чаще всего возникает необходимость разрабатывать типовые нормы или мероприятия (градостроительные, агролесомелиоративные, природоохранные и т.д.) применительно к типовым природным условиям.

1.2 Значение природных ландшафтов

Значение природных ландшафтов состоит в процессах их функционирования, а именно влагооборот, биологический круговорот веществ, почвообразование, продуцирование биомассы, определяются тепло- и влагообеспеченностью ландшафта, т.е. поступлением солнечной энергии и активной влаги. Распределение же тепла и влаги и их соотношение зависят от широтной зональности, секторности, высотной ярусности ландшафтов, и эти важнейшие закономерности ландшафтообразования должны служить главным фактором при разработке месторождений полезных ископаемых [4].

Каждый природный ландшафт - единая исторически сложившаяся оригинальная система. Сохранение в ее пределах естественной биогеоценотической гетерогенности, а также поддержание по возможности наиболее полного исходного многообразия всех типов ландшафтов в пределах любого отдельно взятого региона, позволит не только сберечь жизнь и нормальное функционирование отдельным биологическим видам и их сообществам, но и будет способствовать нормальной жизнедеятельности каждой биоты в целом, а также сохранению и поддержанию эволюционного потенциала всего органического мира.

Многообразие человеческой деятельности в ландшафтах приводит к их изменению. Измененные ландшафты, в свою очередь, оказывают обратное воздействие на человека и его хозяйственную деятельность. Последствия взаимодействий для общества могут быть положительными или отрицательными. Отрицательным последствиям антропогенного воздействия уделяется основное внимание.

Любая конкретная локальная или региональная геосистема характеризуется вертикальными и горизонтальными связями, действующими в единстве времени и пространства. В результате их взаимодействия происходит перераспределение влаги, энергии и веществ из горизонтальных потоков в вертикальные и из вертикальных в горизонтальные. Через эти потоки и происходит распространение изменений. Без вертикальных связей распространение последствий от воздействий замыкалось бы на тех компонентах, где возникло, а без горизонтальных было бы локализованным в структурных элементах ландшафта.

Ухудшение использования ресурсов ландшафта в производственной деятельности из-за внутрихозяйственных и межхозяйственных связей приведет к отраслевым отрицательным последствиям и передастся на опирающиеся другие отрасли, не связанные с ресурсом. Таким образом, воздействие человека на ландшафты через производственные цепные реакции способно вызвать изменения во всем производственном комплексе.

Важно также учитывать зависимость между силой воздействия, степенью изменений и размерами последствий. Нормирование позволяет определить границы допустимых нагрузок и измерить их с помощью нормативных показателей. Значения нормативных показателей определяются социально-экономическими потребностями общества, способностью ландшафта саморегулироваться, самоочищаться, самовосстанавливаться.

Современное учение о природно-антропогенных ландшафтах объединяет геосистемный и экосистемный подходы, представляет собой геоэкосистемную концепцию [1, 4]. Определение ландшафта с геоэкологических позиций выглядит так. Ландшафт - средообразующая и ресурсовоспроизводящая геоэкосистема, служающая средой обитания и ареной хозяйственной деятельности социально-этнических групп, сообществ.



2. Воздействие открытых горных разработок на природные ландшафты на примере угольной отрасли

Уголь -- первое ископаемое топливо, которое начал использовать человек. В настоящее время в качестве энергоносителей применяются по большей мере нефть и газ. Однако, несмотря на это, угольная промышленность продолжает играть важнейшую роль в экономике любой страны, в том числе и России. По объему запасов угля Россия занимает второе место от общего объема разведанных мировых запасов (таблица 1). Он составляет 157 010 млрд тонн - это более 17% от общих мировых запасов. Однако большая их часть не пригодна к разработке, поскольку находится в области вечной мерзлоты в Сибири. Вместе с тем, разведанных запасов хватит более чем на 500 лет [5].

Таблица 1 - Запасы, добыча и потребление угля по крупнейшим странам

В России добыча каменного угля осуществляется на 192 предприятиях, из которых 121 - разрабатывается открытым способом. Главным районом по добыче угля по праву считается Кузбасс (рисунок 2). Там добывается больше половины от общего объёма добычи угля в России. В этом районе сосредоточены самые крупнейшие залежи и месторождения каменного угля [6].

Рисунок 2 - География угольной промышленности России

С каждым годом страны добывают всё большее количество угля, увеличивая тем самым общие запасы данного ископаемого. Процессы извлечения угля из недр земли постоянно совершенствуются, позволяя автоматизировать процесс и значительно увеличивать объём добываемого топлива.

Добыча твердого топлива может происходить двумя способами: открытым и шахтным [7]. Первый метод используется тогда, когда расстояние от поверхности земли до пласта составляет не более 100 м. Шахтным способом уголь может добываться на очень большой глубине -- в тысячу и более метров. Иногда используется также комбинированная методика разработки.

Большая часть работ в России и в мире ведётся открытым способом. Это обусловлено финансовой выгодой и высокой скоростью добычи.

Процесс заключается в следующем [8]:

ѕ При помощи специального оборудования снимается верхний пласт земли, покрывающий месторождение. Несколько лет назад глубина открытых работ была ограничена 30 метрами, новейшие технологии позволили увеличить её в 3 раза. Если верхний слой мягкий и небольшой, его снимают с помощью экскаватора. Толстый и плотный слой земли предварительно дробится.

ѕ Угольные залежи отбивают и увозят при помощи спецтехники на предприятие для дальнейшей переработки.

ѕ Рабочими восстанавливается естественный рельеф во избежание нанесения вреда окружающей среде.

Таким образом, все основные производственные процессы объединяются в единую технологическую схему открытых разработок месторождений угля (рисунок 3).

Рисунок 3 - Схема открытой разработки месторождения: 1 - экскаватор; 2 - автосамосвал; 3 - бульдозер; 4 - буровой станок; 5 - рабочие горизонты; 6 - взорванная масса; 7 - залежь полезного ископаемого; 8 - скважины; 9 - въездная траншея; 10 - отвал пустых пород

Недостаток данного способа заключается в том, что залежи угля, находящиеся на небольшой глубине, содержат примеси грязи и других пород.

Помимо предприятий, занимающихся добычей этого вида твердого топлива шахтным и открытым способом, в структуру угольной отрасли включены обогатительные фабрики и производства по брикетированию.

Разработка угольных пластов, а в особенности открытым способом, негативно влияет на окружающую среду. При этом проблемы могут быть такими [9]:

ѕ изменение ландшафтов;

ѕ оседание земной поверхности и эрозия почвы;

ѕ выбросы метана;

ѕ загрязнение воды и воздуха;

ѕ возгорание угля в отвалах;

ѕ отторжение земельных участков под хранение отходов добычи.

Согласно официальным данным Министерства энергетики Российской Федерации в среднем добыча 1 т угля сопровождается складированием на дневной поверхности до 8,5 т горной массы, сбросом в водоемы 1,3-1,5 м3 загрязненных сточных вод и выбросами в атмосферу 3-3,5 кг загрязняющих веществ. Площадь земель, изъятых из землепользования, достигла 8,7 га на 1 млн т добытого угля.

Все техногенные нарушения природной среды, вызываемые добычей и переработкой угля, подразделяются на два типа [10]:

1) ландшафтно-экологические;

2) горно-геологические.

Ландшафтно-экологические нарушения, связанные с изменением структуры и природных комплексов ландшафтов, почв, растительности, условий жизнеобитания животных и растений, атмосферы, гидросферы, проявляются не только в пределах земельного отвода, но и на прилегающих территориях, оказывая межрегиональное воздействие на природу.

В качестве объекта воздействия при горно-геологических нарушениях выступают недра. Для такого типа нарушений отрицательные последствия ограничиваются районом разрабатываемого месторождения полезных ископаемых.

Процессы, происходящие при нарушении земель, подобны цепной реакции. Одно локальное нарушение вызывает ряд значительных последствий. Например, отсыпка отвала вскрышных пород загрязняет на прилегающей территории атмосферу, гидросферу, почвы. А это, в свою очередь, отрицательно сказывается на флоре и фауне и в конечном итоге на все природные ландшафты.

Решением экологической проблемы добычи угля может, стать прежде всего, принятие ряда нормативов и законов, регулирующих все этапы разработки месторождений. При этом следует стимулировать предприятия к осуществлению контроля за их соблюдением на всех этапах разработки угольных пластов.

2.1 Воздействие на почву и рельеф местности

Влияние деятельности предприятий угольной промышленности на состояние земельных условий чрезвычайно разнообразно по формам своего проявления. Помимо количественного сокращения продуктивных земельных площадей в результате изъятия их из народнохозяйственного оборота, при эксплуатации разрезов и обогатительных фабрик происходит значительное изменение структуры и состава поверхностного слоя земной коры, нередко приводящее к полной или частичной потере плодородия земельных угодий.

Геомеханические изменения земной коры обусловлены [7]:

1. Строительством карьеров, отвалов, отстойных водоёмов, различных насыпей и траншей.

2. Деформацией поверхности в результате ведения горных работ.

3. Хранением отходов обогатительных фабрик.

4. Монтажными работами.

5. Работой тяжёлого оборудования и др.

В результате этого воздействия происходят:

ѕ изменения рельефа местности, геологической структуры массива горных пород, почвы и строительного полотна;

ѕ механические повреждения почвы, ликвидация почвы и создание беспочвенных местностей;

ѕ повреждения строительных объектов и инженерных сооружений.

Воздействие на ландшафты открытых горных работ проявляется, в коренном переустройстве рельефа, с образованием техногенных отрицательных (денудационных) и положительных (аккумулятивных) форм.

Положительными формами рельефа, остающимися после производства открытых горных работ по добыче угля, являются отвалы или терриконы (рисунок 4), которые по отношению к контуру карьера подразделяются на внутренние, находящиеся внутри этого контура и внешние, располагающиеся вне контура карьера [11].

Рисунок 4 - Отвалы Кузнецкого угольного бассейна

По форме внешние отвалы могут быть:

ѕ плоскими, в случае если они сформированы посредством гидротранспортировки пород вскрыши;

ѕ платообразными, при транспортной системе разработки месторождения и одноярусной отсыпки в отвалы вскрышных пород или платообразными террасированными, при многоярусной отсыпки тела отвала;

ѕ гребнеобразными или представлять собой систему гребней, образующихся при отсыпке верхнего яруса отвалов драглайнами, консольными отвалообразователями или драгами.

Высота отвалов вскрышных пород, в зависимости от способа их транспортировки, достигает обычно 8-12 м при бульдозерном или скреперном отвалообразовании, до 20-25 м при экскаваторной или автомобильной транспортировке вскрышных пород. Высота отвалов обогащения может составлять от 2-3 метров при гидравлическом их транспорте, до 15-20 м при использовании транспортных механизмов. Высота дражных отвалов, весьма распространенных в долинах рек, составляет 8-15 м.

Отвальными породами могут быть также отсыпаны разного рода насыпи и дамбы при строительстве транспортных коммуникаций или гидротехнических сооружений [11].

Отрицательными формами рельефа, остающимися после открытых разработок являются карьеры, траншеи и канавы, весьма различные по своим параметрам.

Карьер или разрез охватывает собой совокупность горных выработок, образованных при добыче угля открытым способом (рисунок 5).

горная разработка природный ландшафт

Рисунок 5 - Бородинский угольный разрез

Форма карьеров определяется условиями залегания добываемого угля и геометрией разрабатываемого пласта [7, 8]:

ѕ выровненные карьеры характерны для разработок площадных пологопадающих залежей углей при небольшой мощности вскрышных пород. Их глубина обычно не превышает 10 м;

ѕ гребневидные формируются при разработке сходных по геометрии и положению в разрезе залежей, при большей мощности вскрышных пород или значительном преобладании масс вмещающих пород над массой угля.

Складирование огромной массы горных пород приводит к оседанию земной поверхности, разрушению сложившихся биоценозов. Процессы движения, хранение и перераспределения земли в результате деятельности угледобывающих предприятий разрушают сложившуюся экосистему. Нарушение почв и связанные с открытой добычей виды воздействий способствуют эрозии. Удаление почвенного покрова из районов добычи угля изменяет или уничтожает множество природных почвенных свойств, а также делает невозможным ведение сельского хозяйства. Почвенная структура также нарушается пульверизацией или различными видами взрывов [12].

Воздействие на территорию оценивается размером изымаемой для размещения объекта площади, категорией изымаемых земель, изменением состояния нарушаемого почвенного покрова, образованием новых форм рельефа (котлованов и отвалов).

При этом процесс рекультивации почвы довольно сложен и в зависимости от климатических условий позволяет создать новую экосистему не менее чем через 60-90 лет. Если же на территории климатические условия неблагоприятны (к примеру, количество осадков ниже 250 мм), то рекультивация бессмысленна, нарушенные территории превращаются в бесплодную сухую степь.

2.2 Воздействие на атмосферу

Разработка месторождений угля открытым способом оказывает негативное влияние на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования (таблица 2). Основными источниками воздействия являются выемочно-погрузочные и вскрышные работы, работы по отвалообразованию, внутренние и внешние отвалы, переэкскавация навалов породы, дорога, дробление сырья [8].

Пыль в зависимости от добываемого угля представляет собой неорганическую пыль с содержанием диоксида кремния, угольной золы и сажы. Концентрация пыли при выемочно-погрузочных работах зависит от крепости и естественной влажности горной породы, объема одновременно разгружаемой породы, высоты разгрузки, угла поворота экскаватора. Завышение высоты разгрузки приводит зачастую к обрушению верхней части уступа и повышению запыленности в 1,5-5 раз [13].

Таблица 2 - Анализ воздействия горных работ на окружающую среду

Технологический процесс	Воздействие на ОС	Оборудование
Бурение	Уловленные мелкие частицы и пыль остаются на поверхности блока и в последующем могут быть частично подняты в атмосферу взрывными работами или ветром	Станки
Взрывание горной массы	Пыль оседает на уступах, промплощадках, близлежащих территориях	Взрывчатые вещества
Вскрышные и отвальные работы	Сильные нарушения земной поверхности и перенос загрязняющих веществ на значительное расстояние	Одноковшовые экскаваторы (механические лопаты и драглайны)
Отвалообразование	Выброс вредных газов от работы двигателей внутреннего сгорания	Экскаваторы или бульдозеры

При транспортировании сырья по внутрикарьерным дорогам пылевыделение осуществляется с поверхности нагруженного угля в кузов автосамосвала и взаимодействия автомобильных колес с поверхностью дороги. Интенсивность и объем пылеобразования зависят от скорости движения, грузоподъемности автомашин, а также от типа дорожного покрытия.

При складировании отвалов образуются большие незакрепленные поверхности (плоскостные источники), и при неблагоприятных условиях они приводят к интенсивному пылеобразованию, которое зависит от вида материала, гранулометрического состава, метеорологических условий.

При работе автомобильного транспорта и спецтехники загрязнение атмосферы в зоне влияния карьера и в самом карьере происходит при работе двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта, выделяющих а диоксид и оксид азота, бензин, оксид углерода, оксид серы и сажу.

Таким образом, добыча угля открытым способом негативно воздействует на состояние атмосферы:

1. Происходит загрязнение атмосферы воздуха выбросами СН4, серы, оксидов углерода из горных выработок, в результате горения отвалов и терриконов (выделение оксидов N, C, S).

2. Возрастает запыленность атмосферы в результате горения отвалов и терриконов, при взрывах в карьерах, что влияет на количество солнечной радиации и температуру, количество осадков.

Для предотвращения указанных явлений в карьерах и на автомобильных дорогах применяют специальные методы борьбы с пылью. При работе экскаваторов, бульдозеров, скреперов, погрузочных машин на различных пересыпах основным способом пылеподавления в карьерах является орошение. При работе буровых станков, где широко используются пылеулавливающие установки, применяют воздушные смеси. В зимнее время (при температуре воздуха до -20°С) применяют растворы солей хлоридов магния, кальция или натрия [14].

На автомобильных дорогах разрезов и карьеров используют орошение водой или растворами гигроскопических солей, покрытие порошкообразными, гранулированными гигроскопическими солями и другими пылесвязывающими веществами. Все эти приемы пылеподавления приводят к сбросу в водоемы вредных веществ.

2.3 Воздействие на гидросферу

Добыча угля может также негативно сказаться на гидрологии в любом регионе. Ухудшение качества вод связано с проникновением токсичных микроэлементов, повышением содержаний растворенных твердых веществ в подземных водах, а также с увеличением количества наносов, разгружаемых в водные потоки. Создание угольных отвалов может привести к отложению вредных компонентов в водных потоках и к выщелачиванию воды из этих отвалов, содержащей большое количество токсичных микроэлементов. Поверхностные воды могут стать непригодными для сельского хозяйства, потребления человеком, купания, домашнего или иного использования. Контроль этих последствий требует тщательного управления и анализа качества поверхностных вод.

Гидрологические изменения обусловлены [9]:

1.Дренажным воздействием открытых горных выработок.

2.Деформацией поверхности в результате ведения горных пород.

3.Строительством карьеров, отвалов, водоёмов, различных насыпей и траншей.

4.Смещением русел рек, строительством водоёмов, перепадов и других гидротехнических сооружений.

5. Загрязнением вод.

6.Использованием подземных вод для различных целей.

7.Дренированием месторождений.

Угледобывающий комплекс оказывает большое воздействие на гидросферу:

ѕ изменяется водный режим территории (подтопление или иссушение),

ѕ загрязняются грунтовые и сточные воды

ѕ происходят изменения положения и движения уровня подземных вод и гидрографической сети;

ѕ ухудшение качества вод мелкозалегающих водоносных горизонтов, водного режима почвенного слоя;

ѕ уменьшение ресурсов подземных вод,

ѕ увеличение механического уплотнения грунтов;

ѕ изменения естественного гидрологического режима рек.

Осушение почв в результате откачки водопритоков в зоне горных работ с последующим сбросом подземных вод приводит к разрушению экологического равновесия растительного и животного мира. При ликвидации горных выработок в угольной отрасли старые разрезы становятся причиной загрязнения источников питьевого водоснабжения. В хвостохранилищах находится большое количество кислоты, которая имеет способность протекать в водотоки и водоносные горизонты, что становится причиной загрязнения питьевой воды [15].

Нагрузка на территорию землепользования и систему поверхностных и подземных вод при проведении добычных работ угля выражается в возможном загрязнении почвогрунтов и зоны аэрации отходами производства и потребления, а также сточными водами. Для оценки воздействия определяются объемы формируемых сточных вод, отходов производства и потребления, рациональная схема водопотребления и водоотведения и обращения с твердыми отходами.

2.4 Воздействие на животный и растительный мир

Одним из отрицательных последствий разработки месторождений полезных ископаемых является вырубка на значительной площади лесных массивов, расположенных в пределах горного отвода, особенно на больших площадях вырубаются ценные породы деревьев при открытой разработке. Происходит порча леса при добыче угля и гидравлическим способом. Отрицательное воздействие на лесные массивы оказывают выделяющиеся при крупных массовых взрывах газы. Значительные площади лесных массивов занимаются породными отвалами и хвостохранилищами. Вырубка деревьев при строительстве рудников, особенно в районах Сибири и Дальнего Востока, в дальнейшем отрицательно влияет на экологическое равновесие, зачастую приводит к ухудшению состава атмосферного воздуха и нередко к обмелению рек [16].

Лес, расположенный вблизи промышленных предприятий, постоянно поглощает вредные примеси, которые загрязняют воздух в результате выбросов, принимая на себя роль ассенизатора. Однако сам он от этого страдает, нередко замедляя рост.

Воздействие на животный мир на территориях, подвергшимся горнодобывающим работам, выражается в исключении площади отвода земель как местообитания, в факторе беспокойства, связанного с присутствием людей, работой техники и движением автотранспорта. На время производства работ участки, занятые карьерами, будут естественным образом исключены из пути сезонной миграции млекопитающих. Планируемая деятельность вызывает смену биотопов и перемещение их на прилегающую территорию с идентичными характеристиками, что не отражается на состоянии популяций распространенных в районе видов животных вследствие незначительных площадей карьеров.

В дополнение к перечисленным проблемам существуют и другие, не менее острые, связанные с использованием отработанных карьеров, как мест складирования бытовых отходов, так и использованием их как несанкционированных свалок. В целом в угольной отрасли наблюдается тенденция опережающего накопления отходов над их использованием, что может привести к тяжелым и необратимым экологическим последствиям. В настоящее время используется только до 1% отходов, получаемых при добыче и переработке угля [12]. В связи с этим возникает необходимость в осуществлении комплекса мероприятий по охране недр и окружающей среды при разработке угольных месторождений.



3 Мероприятия по охране природных ландшафтов

Массовая разработка угольных месторождений большим количеством малых карьеров, хотя и не приводит к появлению техногенного рельефа большого площадного распространения, однако при длительной их эксплуатации и отсутствии рекультивационных работ на стихийно разрабатываемых выемках провоцируется выветривание, оползневые, обвально-осыпные, просадочные явления, эрозионный размыв, дефляция, накопление техногенного слоя пород, подтопление. Кроме того, в ряде случаев при производстве горных работ допускаются нарушения поверхности пологих склонов проходами плугов бульдозеров вдоль и поперек склонов с образованием длинных борозд, узких траншей или беспорядочных «закопушек». В последующем они становятся источниками повышенного протекания процессов оврагообразования, которые могут тянуться на несколько километров.

Одним из направлений решения данной проблемы является рекультивация (рисунок 6) - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества [17].

Рисунок 6 - Восстановление нарушенных земель при добыче угля



Согласно требованиям российского законодательства в сфере охраны окружающей среды, по окончании горных работ недропользователи обязаны за свой счет провести рекультивацию нарушенных земель. Восстановление нарушенных земель должно проводиться в соответствии с проектом рекультивации, составляемым предприятиями еще до начала ведения хозяйственной деятельности. При этом, контроль за восстановлением нарушенных земель осуществляется лишь на последней стадии рекультивации - при приеме выполненных работ специальной постоянной комиссией [18].

Рекультивацию земель, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом выполняют в два этапа - горнотехнический и биологический.

Горнотехнический этап включает в себя:

ѕ планировку отвалов;

ѕ выполаживание откосов;

ѕ мелиоративные работы для предотвращения заболачивания рекультивируемой поверхности;

ѕ химическую мелиорацию почвенного слоя (известкование), обеспечивающую восстановление плодородия нарушенных земель.

Биологический этап (биологическая рекультивация) предполагает:

ѕ проведение мероприятий по восстановлению плодородия земель, подготовленных горнотехнической рекультивацией (внесение минеральных удобрений и посев быстрорастущих трав);

ѕ высаживание лесов;

ѕ работы по освоению водоемов;

ѕ создание культурного ландшафта.

Учеными определено, что для предотвращения эрозий, оползней, выветривания, пыления необходимо на отвалах создавать естественные растительные сообщества с применением нескольких древесных и кустарниковых пород, с обязательным подсевом трав и созданием противопожарных полос [19]. В действительности при рекультивации отвалов применяется дешевый способ - посадка саженцев сосны обыкновенной и облепихи крушиновидной. Этот способ рекультивации был разработан полвека назад и до сих пор не претерпел изменений. Используемый в этом случае посадочный материал имеет открытую корневую систему, что снижает как его приживаемость и сохранность посадок, так и ожидаемый эффект от мероприятия.

Рекультивация породных отвалов имеет свои особенности в связи с различием состояния отвала, состава и свойств отвальных пород, формы и параметров отвала. В общем случае технология рекультивации должна предусматривать понижение конических и хребтовых отвалов, выполаживание откосов, нарезку террас, создание экранирующего слоя, нанесение ПСП или ППП, внесение мелиорантов и минеральных удобрений, посев трав или посадку древесно-кустарниковых культур. В зависимости от природно-климатических условий района могут создаваться оросительные или дренажные системы.

Особые подходы необходимы при рекультивации отвалов, сложенных горными породами, склонными к самовозгоранию [7]. Для снижения риска самовозгорания таких отвалов разрыв между отсыпкой породы, формированием ярусов отвала и рекультивацией должен быть минимальным. Способы и технологические схемы формирования отвалов, основанные на этом принципе, разработаны и успешно применяются на ряде угольных разрезов России и зарубежных стран.

К проблемным вопросам рекультивации в угольной промышленности относятся [20]:

ѕ невостребованность в ряде регионов рекультивированных земель и их последующего целенаправленного использования со стороны региональных и местных органов исполнительной власти;

ѕ отсутствие, как правило, на стадии проектирования результатов исследований минералогического и дисперсного состава, физико-механических, агрофизических и агрохимических свойств почвогрунтов, позволяющих обоснованно выбирать направление и технологию рекультивщионных работ;

ѕ недостаток специальных технических средств для выполнения рекультивационных работ на высоком уровне и ограниченные масштабы их применения;

ѕ отсутствие ландшафтного подхода к восстановлению нарушенных территорий;

ѕ отсутствие действенных экономических стимулов и механизмов скорейшего восстановления нарушенных земель, выведенных из эксплуатации.

Одним из способов стимулирования собственников угольных компаний проводить мероприятия по восстановлению нарушенных земель может стать финансовая гарантия соблюдения стандартов рекультивации. Механизм финансовых гарантий успешно применяется за рубежом для обеспечения проведения рекультивации на средства горнодобывающей компании даже в том случае, если компания не имеет возможности или намерения проводить разработанный и утвержденный ранее план восстановления нарушенных земель. Еще до получения лицензии на ведение работ компания должна предоставить уполномоченному органу данные о наличии денежных средств на проведение рекультивации. В случае выполнения горнодобывающей компанией всех обязанностей по рекультивации и охране окружающей среды, внесенные суммы ей возвращаются. Сформированный финансовый механизм стимулирует собственника горнодобывающего предприятия к проведению рекультивации и уменьшению экологического ущерба, наносимого окружающей среде и населению.

Основные мероприятия по охране недр должны базироваться на ресурсосбережении: предотвращение потерь при добыче, транспортировке полезных ископаемых, при их обогащении и переработке, использовании готовой продукции. В мероприятия по охране недр входит и комплексное использование ресурсов, которое предусматривает более полное извлечение сопутствующих компонентов при добыче полезного ископаемого. Отмена системы валовой выемки, своевременное разделение углей по сортам во время добычи способствуют сохранности ценных компонентов сырья и дают большую производительность.



Заключение

Таким образом, добыча угля нарушает практически все элементы ландшафта на земной поверхности, и только в некоторых случаях это происходит временно. Изменение формы земли зачастую приводит к разрыву целостности и сплошности этих ландшафтов. При извлечении появляются новые структуры, такие как породные отвалы. Растительный покров удаляется и перегружается, либо перемещается в сторону. Пыль, вибрации, выхлопные газы и дизельные запахи нарушают чувствительные способности человеческого организма.

Деятельность по добыче и транспортировке угля должна полностью основываться на рациональном воздействие на окружающую среду. Но, горнодобывающая деятельность мало или вообще не планирует создавать базу правильной рекультивации нарушенных земель, чтобы восстанавливать земли до их первоначального состояния. Существующие виды землепользования, такие, как выпас скота, выращивание сельскохозяйственных культур и производство древесины, временно исключены из горного района. Интенсивное землепользование в областях не пострадавших от добычи полезных ископаемых - дорогостоящее удовольствие. Если минеральные запасы имеются в достаточном количестве, эти объекты для улучшения их состояния должны быть перенесены на прилегающие территории.

Многие виды воздействия на окружающую среду могут быть минимизированы, но не могут быть устранены даже при использовании лучшего горного оборудования без добровольного исполнения правительственных программ. Финансирование средств по минимизации затрат производства могут минимизировать использование лучшего угледобывающего оборудования в отсутствие эффективного регулирования. Необходимо повышать плату за утилизацию или загрязнения, которые приводят даже к временным нарушениям в состояние окружающей среды. Этот наиболее правильный подход с протестующей стороны наиболее правильный, уверенный, твердый и решительный.



Список использованных источников

1. Ландшафтоведение: Пособие / Г.И. Марцинкевич. - Мн.: БГУ, 2005.- 200 с.: ил.

2. Голованов А.И., Кожанов Е.С., Сухарев Ю.И. Ландшафтоведение: Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений - М.: КолосС, 2005.

3. Казаков Л.К. Ландшафтоведение (природные и природно-антропогенные ландшафты): Учеб. пособие. -- М.: МНЭПУ, 2004. -- 264с.

4. Мамай И.И. Динамика и функционирование ландшафтов: Учебное пособие. М.: МГУ, 2005. - 138 с.

5. Информационный сайт «ПромТу.ру». Какие страны лидируют по добыче угля в мире URL: http://promtu.ru/dobyicha-resursov/mirovyie-lideryi-dobyichi-uglya

6. Информационный сайт «ЭКОДЕЛО». Угледобывающая промышленность России URL: https://ecodelo.org/rossiyskaya_federaciya/35440ugledobyvayushchaya_promyshlennost_rossii-statia

7. Мельник, В. В. Технология горного производства: в 2 ч. / В. В. Мельник, В. Г. Виткалов, Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК). - Москва: Горное дело ООО "Киммерийский центр". - (Библиотека горного инженера: Т.14. Основы горного дела: кн.1.) Ч.2. - 2014. - 367 с.

8. Технологические процессы при открытой добыче угля / Н. Я. Репин, В. Б. Артемьев, Л. Н. Репин, П. И. Опанасенко; Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК). - Москва: Горное дело ООО "Киммерийский центр", 2015. - 559 с.

9. Доклад «Уголь в России: влияние на окружающую среду и человека» (О.Подосенова, В.Сливяк, Экозащита! 2013)

10. Бугаева Г.Г, Когут А.В. Факторы экологического риска в зоне действия открытых горных работ: Научная статья. - Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2007.

11. Супрун В. И. Формирование отвальных массивов при отработке угольных месторождений. Т. 4: Открытые горные работы / В. И. Супрун, В. Б. Артемьев, П. И., Опанасенко. - М.: Горное дело, 2014 - 232 с.

12. Шпирт М.Я., Артемьев В.Б., Силютин С.А. Использование твердых отходов добычи и переработки углей. Многотомное издание - М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2013. -- 432 с.

13. Кузнецов В.С. Оценка пылевого загрязнения при ведении открытых горных работ на основе экологического риска: Научная работа, 2006.

14. Комплексное обеспыливание / С. Б. Романченко, А. Н. Тимченко, В. Н. Костеренко, Г. А. Поздняков, Ю. Ф. Руденко, В. Б. Артемьев, К. Н. Копылов; Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК). - Москва: Горное дело ООО "Киммерийский центр", 2016. - 287 с.

15. Р 52.24.581-97 Организация и функционирование системы специальных наблюдений за состоянием природной среды в районах развития угледобывающей промышленности и сопутствующих производств.

16. Салагаев А.Ф. Влияние угледобычи на лесные экосистемы: На примере зоны Восточного Кузбасса: Научная работа, 2003.

17. ГОСТ 17.5.1.01-83 Охрана природы (ССОП). Рекультивация земель. Термины и определения.

18. Постановление Правительства РФ от 23.02.1994 N 140 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы».

19. Сотникова Е.В., Дмитренко В.П. Теоретические основы процессов защиты среды обитания, 2014.

20. Синьков Л.С., Мартемьянова А.Н. Анализ воздействия угледобывающих предприятий Кузбасса на природную среду. - Санкт-Петербург, 2014.

Размещено на Allbest.ru