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

До промислових вод належать підземні води, до складу яких входять цінні хімічні елементи або їх сполуки, вилучення і переробка яких є доцільною.

Важливе значення мають й інші хімічні елементи - барій, стронцій, кадмій, цезій, миш'як, які часто містяться у промислових концентраціях у підземних водах.

Ресурси підземних промислових вод у світі дуже великі. Разом з тим, велика глибина їх залягання, складність технології та інші чинники часто роблять вилучення корисних компонентів з них неконкурентноспроможними порівняно з отриманням їх із руд. Вплив господарської діяльності людини на геологічне середовище проявляється в найрізноманітних формах і, в основному, при розвідці та вилученні з надр корисних копалин (в тому числі і підземних вод), проведенні великих земляних осушувальних і зрошувальних робіт, гідротехнічному будівництві, перерозподілу поверхневого стоку, меліорації, підземному похованні промислових відходів, штучному відновленні запасів підземних вод, створенні підземних сховищ нафти, газу тощо. Підземні води є найбільш чутливим компонентом геологічного середовища і тому швидко реагують на ці впливи. Проникнення в геологічне середовище практично завжди зумовлює міграцію підземних вод, зміну їх складу, гідродинамічних параметрів. Залежно від масштабів проникнення можуть бути порушені природні площова і вертикальна гідрохімічна зональності, змінені гравітаційне, термічне, електричне, магнітне та інші фізичні поля Землі.

В свою чергу істотно впливають на геологічне середовище експлуатація підземних вод та інтенсивний водовідлив при веденні гірничоексплуатаційних робіт. Зміни, що відбуваються в геологічному середовищі, тим суттєвіші, чим інтенсивніше і триваліше здійснюється водовідбір. В цих умовах формуються потужні регіональні і локальні депресійні воронки, в яких осушуються гірські породи. Площа розвитку воронок може досягати декількох десятків тисяч квадратних кілометрів, а потужність осушених порід - 200 і більше метрів.

Мають місце процеси осушення, які охоплюють поверхню Землі, внаслідок чого дренуються джерела, осушуються заболочені території, гине рослинність. При експлуатації напірних водоносних горизонтів і комплексів часто спостерігається осідання і деформації поверхні, які супроводжуються руйнуваннями споруд і підземних комунікацій, вторинною консолідацією осушених рихлих порід і депресійним ущільненням піщано-глинистих порід. Зв'язок осідання, деформації поверхні і споруд з експлуатацією родовищ підземних вод (подібні явища відбуваються і на родовищах нафти) підтверджується зниженням швидкості осідання і подальших деформацій відповідно зі зменшенням, стабілізацією і тим більше з припиненням водовідбору. Особливо інтенсивно піднімається поверхня при закачуванні у водоносні горизонти води або стиснутого повітря. Таким чином, регулюванням інтенсивності водовідбору і підтриманням пластового тиску можна попередити осідання поверхні, а закачуванням води чи повітря у водоносний горизонт можна навіть в значній мірі відновити гіпсометричне положення земної поверхні. Таке відновлення можна здійснити тільки за умови, коли пружні деформації порід на ділянці осідання не перейшли в пластичні. 3

Пагубні наслідки пониження поверхні землі найбільш впливово проявляються в прибережних районах, де затоплюються понижені ділянки, підтоплюються населені пункти, в тому числі й великі міста. Все це потребує вирішення складних інженерних задач та здійснення проектів великої вартості.

В світовій практиці є чимало випадків, коли внаслідок вторинної консолідації і депресійного ущільнення осушених порід осідання поверхні супроводжувалось місцевими землетрусами і розривними деформаціями з утворенням великих наскрізних тріщин.

В процесі експлуатації родовищ напірних підземних вод спостерігається перетікання води з суміжних водоносних горизонтів у горизонти, що експлуатуються. Велику увагу потрібно приділяти вивченню вод дренованих горизонтів, якщо вони поганої якості, оскільки внаслідок перетікання і потрапляння у водоносний горизонт, який експлуатується, змішана вода може не мати відповідних кондицій і не відповідати вимогам стандартів. Перетікання води із сусідніх водоносних горизонтів, збільшуючи запаси підземних вод в цільовому горизонті, також сприяє зменшенню темпів зниження динамічного рівня і тим самим віддаляє термін розвитку депресійної вирви до поверхні і деформацію останньої.

Основними заходами попередження і припинення подальшого зниження рівня підземних вод і опускання земної поверхні є їх прогнозування при проектуванні водозаборів, скорочення водовідбору на діючих водозаборах, штучне поповнення експлуатаційних запасів підземних вод для їх збільшення і підтримання пластового тиску. Підтримання тиску можна досягти також закачуванням повітря під тиском у водонасичені горизонти.

Необхідно глибше вивчати режим підземних вод. Це дасть можливість створювати моделі керування і оптимізації використання ресурсів підземних вод, прогнозів впливу господарської діяльності на якість і кількість підземних вод, правильних оцінок наслідків, що зумовлюються змінами гідрогеологічних умов.

Господарська діяльність людини на поверхні і в надрах Землі, яка зростає з кожним роком, створює загрозу забруднення і виснаження запасів підземних вод. У зв'язку з цим виникла нагальна необхідність в розробці ефективних методів і заходів попередження або обмеження цих вкрай негативних явищ.

Під забрудненням розуміють зміни природних фізичних, хімічних, біологічних та інших властивостей підземних вод, обумовлених порушенням природного середовища надр, внаслідок чого води повністю або частково стають непридатними для використання за заданим призначенням. На першому етапі забруднення вміст шкідливих речовин у воді помітно зростає і, не дивлячись, що він ще залишається нижче гранично допустимих концентрацій (ГДК), це є сигналом про необхідність термінового вживання заходів.

На другому етапі їх концентрація, перевищивши ГДК, робить воду непридатною для споживання. В цьому випадку потрібно припинити експлуатацію каптажів до здійснення заходів очищення, або використовувати воду для інших цілей.

Під виснаженням запасів підземних вод розуміють відпрацювання динамічних рівнів нижче гранично допустимої величини, встановленої при підрахунку експлуатаційних запасів. Там, де гранично допустиме пониження не встановлювалось, під виснаженням розуміють стійке зниження динамічних рівнів при експлуатації, яке загрожує повним осушенням водоносного горизонту. Обидва випадки свідчать про значне перевищення водовідбору над поповненням експлуатаційних запасів.

Забруднення підземних вод і виснаження їх запасів вкрай негативно характеризують умови експлуатації водозаборів, але забруднення є небезпечнішим. Забруднення підземних вод здебільшого відбувається в процесі природного кругообігу води внаслідок забруднення атмосфе-ри, поверхні Землі і поверхневих вод. В значній кількості випадків шкідливі речовини надходять безпосередньо в підземні води через гірничі виробки і свердловини, місця витоків із систем промислової каналізації і продуктопроводів, нафтогазосховищ та інших об'єктів.

Залежно від джерел забруднення може мати регіональний або локальний характер.

Регіональне забруднення підземних вод здебільшого відбувається в гірничодобувних басейнах і районах (Донецький, Криворізький, Львівсько-Волинський і тощо), великих індустріальних містах, на земельних масивах, де широко застосовуються хімічні добрива і засоби боротьби з сільськогосподарськими шкідниками, під великими водоймами з забрудненою водою. При цьому площа водоносних горизонтів з непридатною водою вимірюється сотнями і навіть тисячами квадратних кілометрів.

Локальні забруднення виникають при обмежених або в розмірі, або в часі джерелах забруднення, таких як аварійні короткочасні викиди забруднювальних речовин, сховища відходів шкідливих виробництв, погано обладнані склади хімічних матеріалів, тваринницькі ферми тощо. В цих випадках шкідливі речовини, що потрапили в підземні води, поширюються на обмеженій площі, яка вимірюється долями і одиницями квадратних кілометрів.

Інтенсивність надходження забруднювальних речовин у водоносні горизонти залежить від ступеня його захищеності. Більш глибоко залягаючі та ізольовані слабопроникними породами напірні води рідше підлягають забрудненню, ніж вкрай погано або взагалі незахищені горизонти ґрунтових вод. Скельні породи днищ кар'єрів характеризуються -значною тріщинуватістю і тому мають високу водопроникність, яка сприяє інтенсивному проникненню забруднювальних речовин у водоносні горизонти. Воднораз необхідно відзначити, якщо названі джерела забруднення забруднюють в основному перший від поверхні водоносний горизонт, то свердловини і підземні гірничі виробки можуть стати причиною надходження шкідливих речовин і в глибоко залеглі горизонти підземних вод. Досить часто забруднюються якісні питні і лікувальні мінеральні води внаслідок потрапляння води з одного горизонту в інший, що відбувається внаслідок низької якості ізоляції водоносних горизонтів в стволах свердловин, аварій в них, а також поганої їх консервації або ліквідації. Особливо небезпечним є протікання високомінералізованих вод і нафти по стволах свердловин на родовищах нафти і природного газу, де нафто- і водоносні пласти характеризуються високими напорами.

У зв'язку з розвитком великої депресійної воронки над гірничоексплуатаційними підземними виробками також утворюється зона аерації, особливо потужна в центральній частині шахтного поля, де розміщені шахтні стволи. 11

Оскільки проведення гірничих робіт супроводжується зсуванням гірничого масиву і осіданням поверхні, провалами над її очисними виробками потужних пластів, надходженням у воду забруднювальних речовин відбувається тут інтенсивніше.

Охорона підземних вод від забруднення і виснаження запасів є великою і складною проблемою, яка нерозривно пов'язана з охороною всього природного середовища, оскільки забруднення відбувається через поверхню - атмосферу, атмосферні опади і ґрунти, поверхневі води. До того ж перелік і обсяги шкідливих речовин, що потрапляють в підземні води, весь час збільшуються. Основною метою заходів охорони є запобігання можливому забрудненню і виснаженню запасів підземних вод та ліквідації їх наслідків.

Боротьба з прониклим в підземні води забрудненням є вкрай складною як в технічному, так і в економічному відношенні. Перш, ніж розпочати роботи, пов'язані з очищенням водоносного горизонту, необхідно локалізувати, обмежити подальше поширення забруднення. Це досягається за допомогою спорудження різних перехоплювальних або перегороджувальних пристроїв таких як протифільтраційні і гідравлічні завіси, стінки-бардажі тощо.

Боротьба з забрудненням може бути пасивною і активною.

При пасивній боротьбі з забрудненням, коли припиняється експлуатація водозабору і очищення води здійснюється природним шляхом, досягнення успіху визначається швидкістю водообміну, а при біогенному забрудненні - часом виживання патогенних організмів.

Активна боротьба із забрудненням потребує вирішення складних інженерних задач і проведення заходів високої вартості. При малих його масштабах можна досягти успіху шляхом інтенсивного відкачування неякісних вод з каптажів, які опинились в центрі осередку, а також за допомогою спеціальних дренажних виробок. В потужних водоносних горизонтах при гравітаційній диференціації брудної рідини і води внаслідок їхньої різної густини розміщення дренажних виробок (в основному свердловин) інколи вибирають ярусним. При цьому на водозаборі мають бути визначені свердловини, які знаходяться поза впливом осередку забруднення, і встановлений такий режим водовідбору з них, при якому б не залучались зіпсовані води. Одночасно передбачається контроль за якістю вод, що відбираються з покладу.

Найсприятливішими слід вважати заходи для охорони підземних вод, які направлені на запобігання забруднень, основними з яких є такі:

розміщення об'єктів можливого забруднення з урахуванням надійної природної захищеності водоносного горизонту;

використання замкнених систем виробничого водозабезпечен-ня і каналізації;

створення "сухих", безстічних або з обмеженим стоком і твердими відходами виробництва технологій;

утилізація відходів виробництва;

створення і впровадження економних методів очищення стічних вод для їх використання або безпечного скидання в поверхневі водоймища і водотоки;

ліквідація або очищення газодимових викидів;

обмеження використання стійких ядохімікатів і добрив у сільському господарстві, а також синтетичних поверхнево-активних речовин;

надійне поховання особливо токсичних відходів виробництва, ліквідація яких економічно не виправдана;

створення зон, які обмежують господарську діяльність в районах поширення цінних підземних вод, які не мають надійного природного захисту;

-суворе дотримання технологій буріння і обладнання розвідувальних і експлуатаційних гідрогеологічних свердловин;

-дотримання рекомендованого режиму експлуатації водозборів.

Поряд з наведеними загальними заходами профілактики проникнення забруднень в підземні води вживаються і спеціальні заходи, в тому числі будівництво різних інженерних споруд. При використанні їх завжди потрібно враховувати ступінь природної захищеності підземних вод. В першу чергу така оцінка має здійснюватись стосовно хімічного і радіоактивного забруднення, які є найбільш небезпечними.

Захист водоносних горизонтів, яким загрожує забруднення від аварійних витоків, фільтрації промстоків, технологічних та інших токсичних рідин, в більшості випадків зводиться до створення гідроізоляції. Основним конструктивним елементом її є водонепроникний екран з глинобетону, бітумних покрить, поліетиленової плівки та іншого нефільтруючого матеріалу. В ряді випадків споруджується пластовий дренаж з піску, гравію, щебеню, каменю та інших матеріалів. Дренаж також влаштовується уздовж водотранспортних комунікацій (пульпо- і трубопроводів).

Для вирішення завдань, пов'язаних з охороною підземних вод, завжди приходиться виконувати такі роботи:

виявляти і вивчати площі можливого їх забруднення, шляхи надходження забруднювальних речовин;

вивчати захищеність підземних вод;

вивчати літологічний склад, будову і параметри водоносних горизонтів, їх граничні умови для обґрунтування розрахункових схем і прогнозу міграції забруднень;

встановлювати зміни стану підземних вод в часі;

вивчати і оцінювати масштаби забруднення, прогнозувати зміни якості води і проектувати захисні заходи.

Запобігання і ліквідація виснаження запасів підземних вод на діючих водозаборах здебільшого полягають в обмеженні кількості води, що відбирається, та відновленні динамічного рівня водоносного горизонту, який експлуатується, до його відповідності допустимому пониженню, що відповідає фактичним гідрогеологічним умовам. Досить широко застосовується також поповнення запасів підземних вод шляхом закачування в підземні горизонти води з інших джерел, яка за якістю відповідає тій воді, що вилучається з водозабору. 6

2.4 Вплив гірничих розробок наземну поверхню і ландшафт

2.4.1 Склад та функції літосфери

Літосфера у системі біосфери (поряд з атмосферою та гідросферою) є третьою сферою, її твердю, “домівкою” живих організмів, з якої вони беруть “елементи життя”, народжуючись, і на яку перетворюються, умираючи і повертаючи все, що було взято.

Верхня тонка оболонка літосфери на материках - це ґрунти, що забезпечують умови життя для рослин і є основним джерелом отримання продуктів харчування для людей і тварин.

Ґрунти (самостійне природне органічно-мінеральне тіло, яке виникнуло на поверхні Землі внаслідок впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів) становлять величезну цінність не лише тому, що це основне джерело отримання продуктів харчування, вони крім того:

· беруть активну участь в очищенні природних і стічних вод, які фільтруються крізь них;

· є регулятором водного балансу суходолу, оскільки він поглинає, утримує та перерозподіляє велику кількість атмосферної вологи;

· є універсальним біологічним фактором і нейтралізатором багатьох видів антропогенних забруднень.

За словами академіка В.І. Вернадського, ґрунт є основою організації біосфери. Географи називають ґрунт дзеркалом, фокусом ландшафту. У ґрунті взаємодіють всі компоненти біосфери, поєднуючись, формуючи там складну полігенетичну біокосну систему.

Ґрунти є важливим та незамінним природним ресурсом і головним завданням діяльності людини є підтримка здатності ґрунтів до самовідновлення у процесі ґрунтоутворення Землі, які використовуються в різних галузях народного господарства називаються земельними ресурсами.8

2.4.2 Порушення земної поверхні при розробці родовищ корисних копалин

Гірничопромисловий комплекс, як один із видів економічної діяльності, виступає серйозним забруднювачем навколишнього природного середовища, що проявляється в трьох основних напрямках: порушення земної поверхні, викиди в атмосферне повітря газових та пилових шкідливих речовин забруднення водних ресурсів рідкими відходами гірничих підприємств.

Найбільшим фактором негативного впливу на довкілля є порушення земної поверхні при розробці родовищ корисних копалин, що призводить до зміни структури і погіршення якості, або взагалі зникнення родючого шару, до зміни форм рельєфу, ландшафтних порушень. Це викликає, в свою чергу, загибель або деградацію рослинного та тваринного світу. Території, які порушуються при розробці родовищ корисних копалин, внаслідок чого вони втрачають свою господарську цінність або стають джерелом негативного впливу на природне середовище, називаються порушеними землями.

При відкритій розробці покладів корисних копалин у великих обсягах витрачаються земельні ресурси, придатні для сільськогосподарського виробництва. Земля витрачається для безпосереднього проведення відкритих гірничих виробок, для складування відвалів, для прокладання енергетичних і транспортних комунікацій, для спорудження промплощадок та для інших потреб. Кар'єри часто досягають глибини 400-600 м, і відповідно велика кількість гірських порід вивозиться на поверхню. Площі, зайняті відвалами, в декілька разів перевищують площу кар'єру.

При цьому відбуваються не тільки порушення грунтово-рослинного покриву на великих територіях, хоч значна частина його селективно виймається і складується в спеціальні відвали, а й порушується поверхня землі взагалі як гірничими виробками, так і відвалами. Зміни, зумовлені порушенням поверхні, негативно позначаються на її біологічних, ерозійних і естетичних характеристиках.

Значні порушення земної поверхні відбуваються при проведенні відкритих гірничих та резервних робіт і видобуванні корисних копалин в кар'єрах. Випереджуючим процесом при цьому є селективне (роздільне, розмежоване) зняття ґрунтового шару, перед яким проводяться підготовчі роботи: вирубка лісу, корчування пнів, збирання і видалення валунів, вирізання чагарників тощо. Відкриті розробки родовищ корисних копалин характеризуються значними ландшафтними порушеннями, форми яких мають декілька класифікацій. Одна з них наведена у таблиці 2.7.

Таблиця 2.7.

Види ландшафтних порушень земної поверхні при розробці родовищ корисних копалин

Види порушень земної поверхні	Форма рельєфу
Канави	Видовжені горизонтальні або похилі виїмки прямокутного або ступеневого перерізу
Траншеї	Видовжені горизонтальні або похилі виїмки трапецієвидного або ступінчатого перерізу
Кар'єри, розрізи, полігони	Вирівняні мульдоподібні западини Мульдоподібні гребеневі западини Трапецієвидні видовжені горизонтальні западини Трапецієвидні терасовані видовжені горизонтальні западини Циркоподібні терасовані западини
Відвали	Валоподібн трикутної, трапецієвидної і сегментної форми перерізи Пагорбоподібні Платоподібні Гребенеподібні Платоподібні терасовані

Відкриті розробки родовищ корисних копалин характеризуються значними ландшафтними порушеннями, форма яких мають декілька класифікацій. На місцях видобування корисних копалин відкритим способом утворюються антропогенні ландшафти, це - кар'єрно-відвальні пустища з насипними пагорбами, глибокими западинами, низинними озерами і болотами. Ці "індустріальні пустелі" характеризуються або голими кам'янистими терасами і грядами, або розрідженою деревно-кущовою рослинністю, типовою для сірчанокислих ландшафтів. Як і природні комплекси, кар'єрно-відвальні пустища можуть існувати невизначно довго. 2

Окрім перерахованих порушень земної поверхні, зумовлених відкритими гірничими роботами, значні земельні ділянки займаються відвалами сухих хвостів збагачення і хвостосховищами. Результатом таких розробок є появи западин та виїмок на земній поверхні, що призводить до зміни водного режиму і, як наслідок, заболочування місцевості, а залишені без рослинного покриву порушені відслонення породи - до інтенсивної водної та вітрової ерозії. Досить відзначити, що на Житомирщині відходи підприємств гірничовидобувної промисловості - породи розкривні та супутні - займають 1066 га, де їх заскладовано майже 100 млн. тонн Значні площі земельних відводів під розробку родовищ порушуються в'їзними та розрізними траншеями, характеристика яких визначається геометричними параметрами виробок. Крім того, кожна ділянка землі, порушена при відкритій розробці родовищ, спричиняє шкідливий вплив на ділянку приблизно такої ж площі прилеглої території.

Відводи земель під гірниче виробництво пов'язані з вилученням більшої чи меншої земельної ділянки у землекористувачів на певний період часу, і, відповідно, скороченням земельних ресурсів країни. Характерно те, що вилучені у інших землекористувачів і порушені землі стають малопридатними для продуктивного використання в сільському і лісовому господарстві, та для інших цілей. При цьому процеси природного відновлення рослинних покривів, ґрунтів і рельєфів порушених земель протікають повільно або взагалі не відбуваються. Самі ж порушення земної поверхні, як правило, не зникають і стають сталими техногенними формуваннями, тому такі землі підлягають штучному відновленню.

Комплекс робіт, направлених на відновлення продуктивності і господарської цінності порушених земель, називається рекультивацією.

До складу комплексу робіт з відновлення ґрунтового шару і рослинності входять:

гірничі роботи по зняттю, збереженню і повторному використанню ґрунту;

біомеліоративні роботи з відновлення родючого шару ґрунтів, що переміщується;

біологічне освоєння відновлених земель.

Завдання гірничої рекультивації полягає в тому, що при розкривних роботах верхній шар земельної ділянки знімається селективно, окремо складується, а після завершення видобутку корисних копалин знову наноситься на порушену площу. Нанесенням ґрунтового покриву завершується технічний етап рекультивації. При всій різноманітності форм і розмірів порідних відвалів, що споруджуються при відкритій і підземній розробках, а також при розвідці родовищ, роботи по рекультивації зводяться до оптимізації геометричних елементів і біологічних характеристик утвореного техногенного ландшафту. Основні процеси зводяться до вирівнювання відкосів відвалів і бортів кар'єрів, планування верхньої поверхні відвалів або дна кар'єрів і покриття, в разі необхідності, сформованих похилих і горизонтальних поверхонь родючими ґрунтами. 6

Найбільш великі площі земельної поверхні займають зовнішні відвали розкривних порід на рудних та вугільних кар'єрах. Їх відсипають до одно -, дво -, і, рідше, - багатоярусних відвалів. При цьому вирівнювання відкосів в процесі рекультивації відвалу призводить до суттєвих змін його основних параметрів: окрім збільшення площі відкосів, збільшуються розміри верхньої поверхні відвалів; при способі вирівнювання, що здійснюється згори донизу, збільшуються розміри площі, яку займають відвали; при вирівнюванні знизу догори площа основи відвалу залишається незмінною, а висота всього відвалу або його "привідкосних" частин збільшується.

Біологічний етап рекультивації починається організацією і виконанням біомеліоративних робіт з відновлення родючості нанесеного шару ґрунту або ж створення на материнських ґрунтах родючих субстратів. За умови сільськогосподарського напрямку використання порушених земель на біологічному етапі рекультивації вирішуються такі питання:

підбір меліоративних сівозмін;

обирається технологія обробітку ґрунту;

встановлюються норми та періодичність внесення органічних і мінеральних добрив, а також (за необхідністю) меліорантів.

Тривалість біологічного етапу залежить від конкретних умов рекультивації земель. Слід зазначити, що рекультивація порушених земель потребує значних затрат коштів, енергії, часу. В практиці гірничотехнічної рекультивації вартість відновлення 1 га порушених земель коливається від 300 до 13000 дол. США. Це пояснюється різними напрямками рекультивації, характером порушень, топографічними і гідрогеологічними особливостями земель, властивостями порід, застосуванням різних технічних засобів і організаційними факторами. Лісогосподарський напрямок передбачається у випадках, коли економічно недоцільно проводити сільськогосподарську рекультивацію або створення лісонасаджень є пріоритетним.

Окрім перерахованих порушень земної поверхні, зумовлених відкритими гірничими роботами, значні земельні ділянки займаються відвалами сухих хвостів збагачення і хвостосховищами. Результатом таких розробок є появи западин та виїмок на земній поверхні, що призводить до зміни водного режиму і, як наслідок, заболочування місцевості, а залишені без рослинного покриву порушені відслонення породи - до інтенсивної водної та вітрової ерозії.

Вплив гірничого виробництва на землі і ландшафт:

I. Прямий вплив. Будівництво кар'єрів і розрізів, формування внутрішніх відвалів, спорудження водосховищ, будівництво промислових та цивільних споруд, прокладання доріг і різного виду комунікацій і, як наслідок, деформація земної поверхні в межах самого земельного відводу, порушення рослинного покриву, зміна зовнішнього вигляду території, зменшення площ сільськогосподарських та лісових угідь, міграція тваринвиникнення гірничо промислового ландшафту.

II. Опосередкований. Зміна стану і режиму ґрунтових і артезіанських вод під час осушення родовищ, осадження пилу та хімічних з'єднань із викидів в атмосферу, інфільтрація забруднених або засолених вод через дамби та основи водосховищ, винесення та осадження продуктів ерозії порушених земель, підтоплення та заболочення ділянок земель із близько розташованим рівнем ґрунтових вод, погіршення якості води і режиму поверхневих водотоків та водойм. І, як наслідок, погіршення стану та родючості земель, погіршення умов розвитку рослин та існування тварин, тобто деградація природного ландшафту.

В наслідок прямого та опосередкованого впливу ВГР на землі (ландшафти) виникають негативні екологічні наслідки:

1) скорочення площ природних та культурних антропогенних ландшафтів;

2) водна та вітрова ерозія;

3) руйнування структури ґрунту;

4) мінералізація ґрунтів;

5) засолення ґрунтів;

6) інтоксикація ґрунтів;

7) перезволоження ґрунтів (заболочення чи підтоплення);

8) формування карсту;

9) зміна мікроклімату даної території.

В залежності від масштабів та інтенсивності антропогенного впливу виділяють наступні зміни ландшафтів:

* Глобальні зміни - відбувається зміна природного середовища на великих територіях в сукупності з змінами якості атмосферного повітря та вод світового океану;

* Зональні зміни - в результаті тривалого антропогенного впливу формуються нові форми ландшафтних одиниць (гірничо - промисловий ландшафт);

* Регіональні зміни - інтенсивному впливові підлягають природні географічні, господарські, економічні та соціально демографічні комплексів межах адміністративного поділу території даної держави;

* Локальні зміни - ландшафтні зміни відбуваються в межах земельного відводу одного підприємства.

Поняття гірничий відвід обмежує частину надр, що надана підприємству або організації для розробки корисних копалин, що містяться в них, але не дає права на використання поверхні землі в межах цього підприємства з іншою метою.

Земельний відвід гірничого підприємства являє собою площу земельної поверхні за контуром гірничого відводу яка призначена для розміщення об'єктів гірничого виробництва, які необхідні при будівництві та експлуатації кар'єру.

В земельному відводі гірничого підприємства виділяють наступні групи ділянок:

I. Для проведення безпосередньо гірничих робіт (ділянки виділяють у тимчасове користування крім площ під зовнішні відвали, які виділяються у довгострокове користування).

II. Ділянки під розміщення основних технологічних та допоміжних промислових споруд у тому числі очисні та водозабірні споруди, склади вибухівки (ці ділянки надаються підприємству в постійне чи у довготривале користування).

III. Для розміщення цивільних та житлових будов для потреб гірничого підприємства (постійне користування).

IV. Ділянки для розміщення різного роду комунікацій: ЛЕП, дороги, водопроводи, нафтопроводи, каналізація (постійне або тимчасове користування в залежності від призначення).

Характеристика вилучених земель гірничого підприємства (технологічна характеристика):

Клас 1.Земельний відвід:

1.1 Капітальна траншея

1.2 Відвал від проведення капітальної траншеї

1.3 Відвал від проведення розрізної траншеї

1.4 Склад родючих порід (рекультиваційний склад)

Клас 2.Гірничий відвід

2.1 Внутрішній відвал

2.2 Виїзна траншея

2.3 Залишковий відпрацьований простір

2.4.3. Ефективність використання земель

Кожне гірниче підприємство використовує земельну ділянку, що виділяється йому в порядку, встановленому Основами земельного законодавства. В межах земельного відводу виділяються ділянки, зайняті промисловими будовами та спорудами і житловими масивами, що використовується постійно (постійний земельний відвід).

Кар'єрні виїмки, внутрішні й зовнішні відвали, зони осідання, дороги та іншу технологічні об'єкти, зв'язані з короткостроковим використанням земель, розташовуються на земельних відводах, що надаються підприємству на певний період - від 3 до 10 років.

Площі земельних відводів, що виділяються гірничодобувному підприємству, залежить від гірничогеологічних умов, обраного способу розробки родовища, параметрів схем розкриття, підготовки, розробки, засобів відвалоутварення та ряду інших технологічних чинників. Основними землемісткими технологічними об'єктами при відкритому способі розробки родовищ є: розкривні траншеї, відвали порід, хвостосховища, технологічні дороги, лінії електропередач тощо. Виділені на тривалий термін, земельні площі виключаються з господарського користування і є ерозійнонебезпечними територіями, що сприяють забрудненню прилягаючих до них земельних угіддь. Частина земель в межах земельних відводів не використовується для технологічних потреб, що знижує ефективність їх застосування в цілому.

Коефіцієнт ефективності використання земель в межах земельного відведення визначається співвідношенням

де -- площа земель, зайнятих і-м технологічним об'єктом, га; -- площа земель в межах санітарно-захисної зони і-ої споруди, технологічного об'єкту, га; S_від -- площа земельного відведення підприємства, га.

Якщо КЕВЗ>1 - використання землі нераціональне; КЕВЗ1 - землі використовуються ефективно.

Коефіцієнт ефективності в межах земельного відводу уможливлює дати оцінку повноти використання земель на діючих підприємствах і виявити ділянки, які можна достроково повернути попереднім землекористувачам або використати для задоволення потреб самого підприємства, наприклад, для організації власного підсобного господарства з виробництва сільськогосподарської продукції. При проектуванні нових і реконструкції діючих гірничих підприємств за значенням коефіцієнта ефективності використання земель можна оцінювати різноманітні варіанти розміщення технологічних об'єктів і визначати оптимальні форма і розміри земельних відводів. 4

Загальна площа земель, використовувана, порушувана і забруднювана при видобуванні та переробці корисної копалини, включає території, зайняті земельними відведеннями підприємств, окремих технологічних об'єктів S_з.в.; санітарно-захисні зони навколо технологічних об'єктів , зони екологічної зміни (шкідливої дії технологічних об'єктів на природне середовище) S_з.е.з.. Таким чином, загальна площа, займана природно-промисловим комплексом,

де n -- число технологічних об'єктів, що мають відособлену зону екологічних змін.

Знання і уміле використання подібних закономірностей дозволяє управляти розмірами і конфігурацією санітарно-захисної зони в межах споруди або технологічного об'єкту, створюючи ефективний інженерний захист навколишнього середовища від негативних наслідків гірських розробок, причому в роботу включаються не тільки штучні інженерні прийоми, але і окремі елементи природи, в даному випадку земельні ділянки, зайняті під санітарну зону. 4

Коефіцієнт землеємності. Ефективність використання земель характеризує випуск готової продукції на 1 м² зайнятої площі. При розрахунку цього показника враховують загальну площу всіх виробничих та допоміжних споруд, цехів підприємства. Співставлення значень отриманих показників дає нам уявлення на скільки розвинені допоміжні служби кар'єру. У випадку наявності великих виробничих площ, які не використовуються можливі 2 наступні варіанти:

> підвищення виробництва продукції;

> ліквідація частини допоміжних споруд.

Рекомендується використання земельних площ гірничого підприємства характеризувати відношенням площі , яка зайнята гірничим підприємством до кількості видобутої продукції і критерієм ефективності вважати коефіцієнт земле ємності.

2.4.4 Охорона і підвищення ефективності використання земель при видобутку корисних копалин

Всі заходи з охорони і підвищення ефективності використання земельних ресурсів можна поділити на три групи: технологічні, інженерно-профілактичні та екологічні.

Технологічні заходи передбачають застосування таких технологій видобутку і переробки корисних копалин, що не пов'язані з великими площами відчужених земель для промислових об'єктів і не призводять до значних екологічних змін в зоні шкідливого впливу. Інженерно-профілактичні заходи скеровані на виключення чи зниження міри та інтенсивності порушення земель і забруднення ґрунтів як в межах земельних відводів, так і за їх межами. Екологічні заходи пов'язані з проведенням спеціальних охоронних зелених зон навколо промислових об'єктів, рекультивації порушених земель в межах земельних відводів і відродженням деградованих земель в межах зони шкідливого впливу підприємства.

На сучасному етапі розвитку відкритих гірничих робіт до технології ведення гірничих робіт поряд з економічністю та безпекою висуваються наступні вимоги раціонального використання земель:

1) видобування корисних копалин повинно бути найменш земле ємким, тобто витрати земельних ресурсів на одиницю видобутої мінеральної сировини повинні бути мінімальними;

2) в процесі будівництва кар'єру та експлуатації родовища режим порушення та відновлення земель повинен бути найбільш сприятливим, тобто розрив у часі між порушенням і відновленням земель є мінімальним, а основна частина порушень (ділянки з родючим шаром ґрунту) повинна переноситись на більш пізні періоди розробки родовища;

3) формування відпрацьованого простору і відвалів пустих порід повинно відповідати вимогам рекультивації відповідно до прийнятого напрямку подальшого використання цих земель.

Реалізувати ці вимоги можна наступними шляхами:

1. Застосувати технології із внутрішнім відвалоутворенням. Дана технологія передбачає відпрацювання кар'єрного поля в 2 етапи. На першому етапі відпрацьовується до проектної глибини лише частина кар'єрного поля із зовнішнім відвалоутворенням. На другому етапі основна частині - внутрішнє відвалоутворення.

2. Застосовувати блокову технологію відпрацювання при якій відпрацьовані ділянки засипаються розкривними породами із сусідніх кар'єрів.

3. Розширити область застосування селективної технології виїмки родючих та потенційно родючих ґрунтів та їх подальше складування у верхню частину відвалу пустих порід.

4. Створити умови для швидкого та ефективного повернення земель в народне господарства. Формувати відвали великі за своєю площею таким чином, щоб вони в мінімальний термін досягали проектної висоти із подальшим одночасним розвитком всіх відвальних ярусів. Такий порядок дозволить забезпечити поетапний відвід земель та поєднати у часі такі технологічні процеси, як відвалоутворення і рекультивація.

5. Формувати найбільш сприятливий рельєф поверхні відвалів стосовно до подальшого їх використання.

6. Удосконалювати технологію гідровідвалоутворення за рахунок застосування поетапного заповнення відвалів, спільного відвалоутворення розкривних порід і хвостів збагачення, способу складування зневоднених хвостів.

Основні питання охорони і раціонального використання земель при видобутку корисних копалин вирішуються в період проектування гірничих підприємств. Правильний вибір способу розробки родовища, схем розкриття, підготовки і систем розробки в чималій мірі визначають форми та інтенсивність порушення земель. При виконанні планувальних робіт з розкриття кар'єрних полів, відсипання зовнішніх відвалів і будівництва технологічних об'єктів на проммайданчиках в першу чергу знімається і складується у відвали родючий шар ґрунту. В місцях можливого забруднення поверхні нафтопродуктами, хімреагентами, глиною, цементом й іншими матеріалами після зняття родючого шару споруджується спеціальне покриття, що запобігає забрудненню ґрунтових вод і ґрунтів прилягаючих ділянок. Великі порушення поверхні при розвідувальних роботах і облаштуванні проммайданчиків спостерігаються при прокладанні канав.

Деградація земельних ресурсів (водна та вітрова ерозія, забруднення відходами промисловості та сільськогосподарського виробництва, важкими металами та радіонуклідами, переущільнення ґрунту під дією важкої сільськогосподарської техніки, порушення внаслідок добування корисних копалин тощо) призводить до скорочення земельних ресурсів, зменшення потенційної родючості ґрунтів, що вимагає проведення науково обґрунтованої державної політики в галузі використання і охорони земель, створення механізму збереження і покращання національного багатства - продуктивних земель. Необхідною умовою для охорони продуктивних земель і навколишнього природного середовища в цілому є правильна організація території і землекористування зокрема. Розроблена в цьому напрямку Програма захисту земель практично не діє, головним чином, через відсутність коштів. 2

2.5 Раціональне і комплексне використання корисних копалин, розкривних і вміщуючих порід. Охорона та раціональне використання надр

За даними ООН, сьогодні в світі з надр щорічно видобувається близько 20 млрд. тонн корисних копалин. При цьому лише 1-5% речовини, що добувається, використовується у вигляді продукції, решта іде у відвали і від ходи.

Поки що при розробці родовищ корисних копалин не забезпечується в повній мірі комплексне видобування із надр корисних копалин, їх комплексна переробка, маємо низький рівень використання розкривних і вміщуючи порід, що призводить до величезного накопичення у відвалах пустих порід і відходів виробництва. Через недосконалість нинішніх технологій розробки родовищ в складних гірничо-геологічних умовах шахти і кар'єри мають великі втрати сировини в надрах.

Повнота і комплексність використання корисних копалин в міру погіршення якості сировини при видобуванні набуває в наш час особливого значення. При комплексному використанні можна отримати на діючих підприємствах на 25 - 30 % більше продукції з меншими витратами.

Ряд науковців вважає, що надра - це частина природного середовища, яка знаходиться під ґрунтовим покривом, включає підземні води, а також виходи родовищ корисних копалин на земну поверхню в межах однієї держави. Недолік визначення недостатньо відображені сучасні тенденції розвитку мінерально-сировинної бази окремої держави. Інші науковці дають більш повніше визначення. Надра - умовно виділена частина земної кори, яка розташована під поверхнею суші та дном Світового океану і простягається до глибин, доступних для геологічного вивчення та освоєння сучасними технологічними засобами. Вони є власністю народу України і надаються у тимчасове або постійне коригування. Тому надра країни знаходяться під постійною охороною з боку держави. Всі питання гірничих відносин з метою забезпечення раціонального, комплексного використання надр для задоволення потреб у мінеральній сировині та інших потреб суспільного виробництва, як і охорони надр, гарантування безпеки людей, майна та навколишнього середовища при видобуванні корисних копалин, а також охорони прав і законних інтересів підприємств, установ, організацій та громадян України регулюються Конституцією України, Законом України "Про охорону навколишнього природного середовища" та Кодексом України про надра, а також іншими законодавчими актами України. 8

Згідно із Законом України «Про надра», надра являють собою частину земної поверхні, що розташована нижче рівня ґрунтового покриву земної поверхні, а при його відсутності нижче рівня земної поверхні та дна водойм та водотоків.

Надра володіють рядом корисних властивостей:

1. корисні копалини, які знаходяться в надрах є складовою частиною промислової сировини держави

2. під земним покривом проходить розгалужена мережа всіх видів комунікацій

3. використання підземного простору надр в якості сховищ промислових, культурних та воєнних об'єктів

Законом України «Про надра визначені три основні види користування надрами:

1. Геологічне вивчення надр із науковою або промисловою метою:

А) роботи, які проводяться без суттєвого пошкодження надр (мінімальна кількість свердловин) із метою загально-географічного вивчення надр для прогнозування землетрусів та вулканічної діяльності, для контролю за режимом підземних вод, для ведення моніторингу навколишнього середовища;

Б) розвідка родовищ корисних копалин, збір колекційних геологічних матеріалів, створення об'єктів, під охороною.

2. Видобування корисних копалин:

А) розкриття родовищ корисних копалин;

Б) експлуатація родовищ корисних копалин відкритим, підземним та геотехнічним способами;

В) розміщення відходів корисних копалин, видобування та переробка корисних копалин у відпрацьованому просторі;

Г) використання відходів видобування, первинна і вторинна переробка корисних копалин.

3. Будівництво та експлуатація підземних споруд, що не пов'язані із видобуванням корисних копалин:

А) транспортні та гідротехнічні споруди;

Б) об'єкти метрополітену;

В) основні базисні сховища держави стратегічного напрямку;

Г) електростанції4

Д) об'єкти міського господарства (пішохідні переходи, зливні колектори тощо);

І) воєнні об'єкти;

Ї) лікувальні та спортивні споруди;

Й) споруди культурного призначення.

Надання надр у користування оформлюється спеціальним державним дозволом у вигляді ліцензії.

Ліцензія - це документ, на бланку встановленої форми із державним гербом України, що обов'язково містить текстові і графічні додатки. Вона засвідчує право її власника використовувати ділянку надр з метою:

* Геологічного вивчення надр

* Розробка родовища

* Використання відходів гірничодобувних та переробних підприємств

* Використання надр з метою, що не пов'язана із видобуванням корисних копалин

* Створення особливо охонямих геологічних об'єктів.

Права користувача надрами

1. використовувати надану йому ділянку для будь-якої форми підприємницької діяльності, яка зазначена в ліцензії і не протидіє законодавству України;

2. використовувати результати своєї діяльності в тому числі видобуту мінеральну сировину і відходи у відповідності до ліцензії;

3. проводити бух додаткового дозволу, але за рахунок власних коштів, геологічне вивчення надр в межах даного земельного відводу;

4. звертатися до органів по наданню ліцензії з приводу умов перегляду умов ліцензії при виникненні обставин, які суттєво відрізняються в першому виді ліцензії.

Обов'язки користувачів надрами:

1. дотримання вимог законодавства, правил, інструкцій, нормативів і стандартів при ведені робіт, які пов'язані із видобуванням корисних копалин та їх первинною обробкою;

2. дотримання вимог технічних проектів, планів та схем розвитку гірничих робіт. Не допускаються понаднормові (якісні і кількісні) втрати корисної копалини;

3. дотримання технологічної схеми переробки мінеральної сировини, ведення обліку і контролю розподілу корисних компонентів на різних стадіях їх переробки та ступеня вилучення корисних компонентів із мінеральної сировини, забезпечення найбільш повного використання відходів виробництва, їх складування, облік і збереження;

4. надавати достовірні дані про розвіддані, вилучені та частково залишені в надрах корисні копалини, а також дані про використання надр з метою не пов'язаною із видобуванням корисних копалин;

5. забезпечення безпечності робіт, які пов'язані із користуванням надрами;

6. дотримання в затвердженому встановленому порядку правил, інструкцій, нормативів і стандартів по охороні природного середовища, будов і споруд (для підземної розробки) від шкідливого впливу робіт пов'язаних із користуванням надрами;

7. зберігати геологорозвідувальні гірничі виробки, які можуть бути надалі використані із господарською метою та ліквідувати у встановленому порядку ті виробки, що не підлягають подальшому використанню;

8. виконувати умови встановлені ліцензією, своєчасно та правильно вносити платежі за користування надрами;

9. мати необхідну кваліфікацію і дозвіл, що підтверджені у встановленому порядку на проведення робіт пов'язаних з користуванням надрами.

2.5.1 Вплив відкритих гірничих робіт на надра

Вплив ВГР на надра проявляється під час:

a. проведення гірничих виробок

b. вилучення корисних копалин розкривних та вміщуючи порід

c. осушення або обводнення родовищ

d. скидання стічних вод, захоронення твердих та газоподібних відходів

В результаті впливу гірничого виробництва на надра констатуємо наступні екологічні наслідки:

І. Зміна напружено-деформаційного стану масиву гірських порід

ІІ. Зниження якості корисної копалини

ІІІ. Втрати мінеральної сировини

VІ. Самозаймання корисної копалини та вміщуючи порід

V. Забруднення надр

VІ. Розвиток карстових процесів

Зміна напружено-деформаційного стану масиву гірських порід

Відомо, що масив гірських порід характеризується певним напруженим деформаційним станом (до початку ведення гірничих робіт). Виділяють 3 тектонічні формації, які відрізняються між собою певними особливостями формування поля напруженості (поле тиску)

І. райони древніх кристалічних щитів - характеризуються високим горизонтальним напруженням (тиском), який обумовлений природним танденціальним стисненням твердої оболонки земної кори

ІІ. Райони відкладення осадових порід на кристалічних платформах - характеризуються відсутністю тектонічного напруження. В таких районах і платах напруженість гірського масиву визначається за допомогою сил гравітації і сил бокового разпора

ІІІ. Райони сучасної тектонічної активності - характеризуються особливо складною картиною напруженості масиву гірських порід. В таких районах поряд з великим горизонтальним напруженням на окремих локальних ділянках вертикальні напруження можуть бути більшими або меншими ніж величина Н V-питома вага породи (Н - глибина ведення гірничих робіт). При ведені гірничих робіт в області їх дії відбувається зміна поля напруження, при цьому характер змін має певні особливості для складових, які обумовлені різними силами.

Самозаймання корисних копалин та вміщуючи порід

Ускладнення гірничо-геологічних робіт розробки пов'язана, в першу чергу, із залученням в експлуатацію родовищ, що мають здатність до самозаймання. Негативні наслідки такого впливу проявляються в ускладнені технології ведення гірничих робіт, у виникненні оповзнів та провалів, в ускладнені транспортування і зберігання самозаймаючих матеріалів, в забруднені середовища.

Розвиток карстових процесів

В карстових пустотах, які формуються при вилужуванні легкорозчинних порід (карбонатів, сульфатів, солей) накопичується велика кількість підземних вод, які мають здатність прориватись в гірничі виробки, що несе небезпеку для розробки самого родовища. При наявності карстових пустот виникає небезпека попадання в них гірничого обладнання, транспортних засобів і людей. На родовищах, де розробляються вапняки, калійна та кам'яна сіль, карстові процеси ускладнюють технологічні процеси і змінюють форму тіла корисної копалини і, як наслідок, зменшення балансових запасів родовища.

2.5.2 Забруднення надр їх раціональне та комплексне використання

Забруднення надр відбувається в наслідок захоронення відходів гірничого виробництва. Існує декілька способів захоронення відходів у надрах:

1. використання гірничих виробок, відпрацьованих шахт і кар'єрів;

2. нагнітання рідких відходів у гідрогеологічні структури (поглинаючі водоносні горизонти).

Для попередження забруднення надр необхідно забезпечити при проектуванні та експлуатації об'єктів у підземному просторі наступні умови:

- вибір оптимальних варіантів розміщення об'єктів у розрахунку охорони надр, раціонального режиму експлуатації самого підземного об'єкту.

- застосування прогресивних і технологічних схеми розкриття товщі вміщуючих порід;

- розробка об'ємно-планувальних і конструкторських рішень об'єкта, які дозволять нам раціонально використовувати підземний простір;

- розробка та рішення питань, які забезпечать охорону праці, техніку безпеки, інженерний захист об'єкту, промислову санітарію, утилізацію відходів виробництва.

Раціональне використання і охорона надр розглядаються як науково обґрунтоване використання земної кори, мінеральних ресурсів літосфери і гідросфери.

Під раціональним використанням надр розуміють систему вимог наукового, виробничо-технічного та організаційного характеру виконання яких забезпечить повне та комплексне використання ресурсів надр для забезпечення духовних та матеріальних потреб суспільства. Тобто, під раціональним використанням і охороною надр при розробці родовищ потрібно розуміти забезпечення раціонального використання земної кори шляхом: найповнішого вилучення корисних копалин, які містяться в ній; комплексного використання мінеральних ресурсів, яке охоплює: комплексну розробку родовищ і комплексне використання мінеральної сировини на усіх стадіях її переробки в народному господарстві (вилучення супутніх цінних компонентів і використання відходів виробництва).

Раціональне використання і охорона надр включають:

~ охорону ділянок надр при спорудженні підземних інженерних споруд для збереження будь-яких запасів та поховання шкідливих відходів виробництва;