Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт
На основі комплексного підходу до проблеми екологічної безпеки окремих об’єктів та територій проведено аналіз стану породних відвалів Донецького регіону та виявлені діючі конічні породні відвали, які, на думку автора, здійснюють найбільший вплив на навколишнє природне середовище. Обґрунтовані кри...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14571 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт / И.Н. Кузык // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 156-160. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859727223313924096 |
|---|---|
| author | Кузык, И.Н. |
| author_facet | Кузык, И.Н. |
| citation_txt | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт / И.Н. Кузык // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 156-160. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | На основі комплексного підходу до проблеми екологічної безпеки окремих об’єктів
та територій проведено аналіз стану породних відвалів Донецького регіону та виявлені
діючі конічні породні відвали, які, на думку автора, здійснюють найбільший вплив на
навколишнє природне середовище. Обґрунтовані критерії оцінки ступеня впливу відвалів, що горять, на формування екологічної небезпеки.
На основе комплексного подхода к проблеме экологической безопасности отдельных
объектов и территорий проведен анализ состояния породных отвалов Донецкого региона и выявлены действующие горящие конические породные отвалы, которые, по мнению автора, оказывают наибольшее влияние на окружающую природную среду. Обоснованы критерии оценки степени влияния горящих отвалов на формирование экологической опасности.
Analysis of the state of rock refuse of Donets region on the basis of integral approach to the
problem of ecological safety of the separate objects and territories are carried out. In the opinion
the authors The acting burning conical rock refuse, have the greatest effect on the environment,
are revealed. The criteria of evaluation of the degree of the influence of the burning
refuse on the formation of ecological danger are substantiated.
|
| first_indexed | 2025-12-01T11:30:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
156
УДК 504.05
И.Н. Кузык
ФОРМИРОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ
ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ ШАХТ
Донецкий национальный технический университет, Украина
На основі комплексного підходу до проблеми екологічної безпеки окремих об’єктів
та територій проведено аналіз стану породних відвалів Донецького регіону та виявлені
діючі конічні породні відвали, які, на думку автора, здійснюють найбільший вплив на
навколишнє природне середовище. Обґрунтовані критерії оцінки ступеня впливу від-
валів, що горять, на формування екологічної небезпеки.
На основе комплексного подхода к проблеме экологической безопасности отдельных
объектов и территорий проведен анализ состояния породных отвалов Донецкого регио-
на и выявлены действующие горящие конические породные отвалы, которые, по мне-
нию автора, оказывают наибольшее влияние на окружающую природную среду. Обос-
нованы критерии оценки степени влияния горящих отвалов на формирование эколо-
гической опасности.
Угольная промышленность Украины яв-
ляется основным источником получения
энергоносителей на государственном уров-
не. Уголь используется для получения элек-
троэнергии, тепла, как сырье для металлур-
гической и химической промышленности.
Для достижения стабильной добычи угля
на любой шахте необходимо вести подго-
товку запасов угля проведением горных вы-
работок. Фактически объем добычи угля
полностью зависит от фронта подготавли-
вающих выработок, без которых невозмож-
но ввести в эксплуатацию новые добычные
участки. Проведение подготавливающих
выработок связано с получением большого
количества «пустой» породы, выдачей ее на
поверхность и размещением на землях, ко-
торые возможно использовать для других
целей [1].
Всего при функционировании шахт и
обогатительных фабрик на территории угле-
добывающих регионов складировано около
4 млрд. т породы, которая размещена в отва-
лах, в том числе – горящих. В этом случае
выбрасывается в атмосферу более 300 тыс. т
загрязняющих веществ. Ежегодно с поверх-
ности одного террикона выдувается прибли-
зительно 400 т породной пыли и вымывается
около 8 т солей. Процессы пылеобразования
и газовыделения вредных веществ в атмо-
сферу усиливаются во много раз при горе-
нии породных отвалов. В некоторых шах-
терских городах (Макеевка, Донецкая обл.,
© Кузык И.Н., 2009
шахтоуправление «Холодная балка») плот-
ность размещения породных отвалов такова,
что зоны распространения продуктов горе-
ния, выветривания и вымывания отдельных
отвалов смыкаются между собой и создают
зону постоянной экологической опасности.
Нормы загрязнения атмосферы нарушаются
постоянно – ведь по экономическим причи-
нам практически отсутствуют технологиче-
ские решения по снижению выдачи породы
на поверхность за счет размещения ее в вы-
работанном пространстве [1,2].
Накопление горнопромышленных отхо-
дов в большом количестве и размещение их
вблизи от действующей шахты в границах
санитарно-защитной зоны, да еще и на тер-
ритории поселений, является экологически
опасным. В дальнейшем, рассматривая эко-
логическую систему «человек – породный
отвал – окружающая природная среда» сле-
дует остановиться на взаимном негативном
влиянии элементов этой системы друг на
друга. Результатом антропогенной деятель-
ности является формирование породных от-
валов, которые негативно влияют на окру-
жающую природную среду и здоровье чело-
века, в первую очередь. В результате техно-
логических процессов формируются пара-
метры породных отвалов, которые опреде-
ляют степень их экологической опасности. К
ним следует отнести: высоту отвала, пло-
щадь основания отвала и объем отвала [6,7].
В паспортах породных отвалов отража-
ются эти параметры, но по нашему мнению
здесь отсутствует один из главных парамет-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
157
ров, который определяет степень воздейст-
вия на окружающую природную среду –
площадь боковой поверхности. Ведь при
одинаковой высоте степень контакта пород-
ной массы возрастает при большей боковой
поверхности. Влияние породного отвала на
окружающую природную среду представле-
но на рисунке 1.
Рисунок 1 – Формирование опасностей в зоне влияния
горящего породного отвала
Анализируя экологическую ситуацию
можно сделать вывод, что Донбасс стал
свалкой отходов, в том числе и промышлен-
ных. Так, занимая 4,4% площади Украины,
третья часть всех промышленных отходов
складирована в этом регионе. Объем отхо-
дов за последние годы увеличился и состав-
ляет 52 млн. т, из которых 24,6 млн.т – ток-
сичные. Главная причина в том, что уровень
использования отходов очень низок, а ведь
они представляют вторичное сырье, актив-
ная переработка которого позволяет решить
множество проблем народного хозяйства и
социума в целом [2,3,4].
За весь период работы угольных шахт в
Донецкой области образовалось 582 пород-
ных отвала, 132 из которых продолжают го-
реть, а работы по их тушению практически
не ведутся. В эксплуатации находятся 125
терриконов, 60 из которых горят. С терри-
конов в атмосферу выбрасывается более чем
65 000 тонн вредных веществ в год. Пло-
щадь поверхности каждого такого отвала
около 0,12 км2, а зона распространения про-
дуктов горения простирается в радиусе 3 км.
В этом случае в атмосферу попадает боль-
шое количество веществ (рисунок 2).
Следует отметить, что в состав породы
входят, по данным Укргеологии: зола –
57,05%, выход летучих веществ – 29,62%,
сера – 1,576% и оксиды – 11,74%. Особо
следует отметить, что доля в оксидах SiO2 –
46,04%; Fl2O3 – 20,52%; Al2O3 – 11,58% и
т.д. По данным исследователей порода отва-
лов содержит галлий – до 100 г/т, скандий –
15 г/т, германий – 30 г/т [4].
Исследованиями ДонНТУ установлено,
что площадь боковой поверхности породно-
го отвала конической формы является пока-
зателем степени его экологической опасно-
сти и определяется из выражения [6,7]
7,25171,203
059,130228,0 23
..
+−
−+−=
i
iiпбок
H
HHS
i , (1)
где iH – высота i-го конического породного
отвала правильной формы.
Параметр
iпбокS .. установлен для кони-
ческого породного отвала правильной фор-
мы при углах лобовой части отвала равных
Негативное воздействие
на окружающую природную среду породных отвалов
Нарушение
ландшафта
земной
поверхности
Нарушения равновесия
геологического,
физического и механиче-
ского состояния
горного массива
Изменения гидро-
геологического ре-
жима примыкающих
территорий
Химическая и
радиологическая
токсикация грунтов
и вод
Пылегазовое
загрязнение
атмосферы
Выдувание и вымывание
вредных компонентов,
загрязнение земель
и уменьшение
их плодородия
Совместное влияние
отвалов, которые горят
при смыкании зон
распространения
продуктов горения
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
158
углу естественного откоса при формирова-
нии его из пород средней крупности, т.е.
α=32-34°; и углах хвостовой части до 25-27°.
Уравнение (1) характеризует зависимость
изменения площади боковой поверхности
от высоты отвала.
Рисунок 2 – Состав веществ, которые содержатся в выбросах породных отвалов
В большинстве случаев породные отвалы
конической формы имеют неправильную
форму (таблица), следовательно, требуется
корректировка выражения (1).
В результате лабораторных исследований
установлены зависимости изменения других
параметров конического породного отвала
от его высоты, а именно: площадь основания
iпоснS .. и объем породного отвала
iпотвv .. ,
которые определяются по выражениям (2,3):
7,288103,260
121,13036,0 23
..
+−
−+−=
i
iiпосн
H
HHS
i ; (2)
282002806
1,1620986,2 23
..
+−
−+=
i
iiпотв
H
HHv
i . (3)
Полученные зависимости позволяют ус-
тановить величины
iпбокS .. ,
iпоснS .. ,
iпотвv ..
для отвала правильной формы. При наличии
данных по действующим породным отвалам,
сравниваем реальные значения ..поснS и
..потвv с прогнозируемыми и можем полу-
чить коэффициент несоответствия формы
имеющегося породного и отвала правиль-
ной, который рассчитывается по формуле:
i
оснS
посн
посн
H S
S
K
.
.= . (4)
i
потвV
потв
потв
H v
v
K
.
.
.
= . (5)
Определяем среднее значение коэффици-
ента несоответствия
2
.потвVостS нн
н
КК
K
+
= .
При определении
пбокS . используем вы-
ражение
iпбокнпбок SКS .. ⋅= . (6)
В результате исследования для реального
горящего конического отвала №1 шахты
«Моспинская» получены следующие ре-
зультаты при значениях 76000.. =поснS м2,
2900000.. =потвv м3 и 062,1=нК , получи-
ли 99328. =пбокS м2.
Анализируя параметры действующих ко-
нических горящих отвалов Донецкого ре-
гиона, а их выявлено 16, установлено, что
наибольшая величина площади боковой по-
верхности имеется у породного отвала № 1
шахты им. Челюскинцев. При высоте отвала
Н=124,3 м, площади основания 245.. =поснS
тыс.м2 и его объеме 7,961.. =потвv тыс. м3 па-
раметры 21,2=нК и 297592. =пбокS м2.
Сравнивая параметры других конических
горящих действующих отвалов, принимаем
значение пбокS . шахты им. Челюскинцев за
100 баллов по опасности воздействия на ок-
ружающую природную среду. В этом случае
показатель опасности 100=опП , а для отва-
ла № 1 шахты «Моспинская» определяется
исходя из выражения
76,35
297592
10099328100
...
.. =⋅=
⋅
=
чел
мосп
мосп
пбок
пбок
оп S
S
П .
Состав веществ в выбросах породных отвалов в атмосферу
С
ер
а
–
S
Н
аш
ат
ы
р
ь
N
H
4C
l
Р
еа
л
ь
га
р
A
sS
П
и
к
к
ер
и
н
г
M
gA
l 2
[S
O
4]
*2
2H
2O
Г
ал
о
тр
и
х
и
т
Fe
A
l 2
[S
O
4]
4*
22
H
2O
А
л
у
н
о
ге
н
A
l 2
[S
O
4]
3*
13
H
2O
Ч
ер
м
и
ги
ч
N
H
4A
l[
SO
] 4
*1
2H
2O
М
ас
к
ен
ы
ч
(N
H
4)
*2
[S
O
4]
С
ам
о
л
ь
н
о
к
и
т
Fe
SO
4*
H
2O
Э
н
со
м
и
ч
M
gS
O
4*
7H
2O
Х
ал
ь
к
ан
ти
ч
C
uS
O
4*
5H
2O
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
159
Таблица – Определение показателя экологической опасности конических действующих
горящих отвалов в Донецкой области
Показа-
тели
Наименование
отвала
В
ы
со
та
,
H
i,
м
П
л
о
щ
ад
ь
о
сн
о
в
ан
и
я
,
S о
сн
, м
2
О
б
ъ
ем
о
тв
ал
а,
v i
, м
3
И
д
еа
л
ь
н
ая
п
л
о
щ
ад
ь
б
о
к
о
в
о
й
п
о
в
ер
х
н
о
ст
и
, S
б
i,
м
2
К
о
эф
ф
и
ц
и
ен
т
н
ес
о
о
тв
ет
ст
в
и
я
ф
о
р
м
е,
K
Н
i
С
к
о
р
р
ек
ти
р
о
в
ан
н
ая
п
л
о
щ
ад
ь
б
о
к
о
в
о
й
п
о
в
ер
х
н
о
ст
и
,
S б
.к
.i,
м
2
Н
ач
ал
о
э
к
сп
л
у
ат
ац
и
и
А,
%
S,
%
К
ат
ег
о
р
и
я
о
п
ас
н
о
ст
и
, б
ал
л
Отвал ш. (шахты)
им. С.М. Кирова
58 98000 3508500 30219 4,845 146414 1976 85 1,0 43,07
Отвал № 1
ш. им. Румянцева
70 52000 3116000 44469 2,529 112450,9 1981 – 2,2 36,95
Отвал № 2
ш. «Алмазная»
85,9 52400 1882000 67459 1,07 72657 1958 – – 33,6
Отвал № 1
ш. «Южная»
95 81000 2500000 81533,5 1,205 98210,7 1957 – – 42,27
Отвал № 1 ш.
«Моспинская»
102 76000 2900000 93471,5 1,062 99328 1938 – 1,2 44,18
Отвал № 2 ш.
«Моспинская»
61 34000 700000 33545,6 1,127 37803,6 1981 – – 20,76
Отвал № 23
ш. «Петровская»
84 105830 423000 64088,3 1,15 73700 1959 – – 35,76
Отвал № 1 ш.
им. Челюскинцев
124,
3
245000 9617000 134657 2,21 297592 1913 – 1,8 100
Отвал № 3
ш. «Иловайская»
55 58200 1202000 27057 2,765 74905 1959 – 2,3 25,44
Отвал № 1 «Да-
выд-Южная»,
ш/у «Кировское»
74 38305 760000 49760 0,844 41997 1958 – – 24,39
Отвал № 2 «Да-
выд-Западная»,
ш/у «Кировское»
57 22132 429000 29147 0,9415 27442 1954 – – 17,07
Отвал № 1 ш.
«Тернопольская»,
ш/у «Кировское»
51 25000 392000 23101 1,157 26728 1918 – – 16,1
Отвал № 6
ш. Житомирская,
ш/у «Кировское»
65 33900 797000 38229 1,122 42893 1957 – – 22,24
Отвал № 1
ш. «Енакиевская»
65 33900 372300 38229 0,81 22865 1956 – 2,5 19,45
Отвал № 42
ш. «Кураховская»
89 92000 2057000 71808 1,388 99634 1940 – – 41,05
Промплощадка
№ 1 ш. 1/3 «Но-
воградовская»
82 110000 2717000 61102 2,09 127704 1947 – 4,0 45,55
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
160
Таким образом, можно установить в
бальной системе показатель опасности ка-
ждого из исследуемых отвалов и устано-
вить последовательность выполнения тех-
нологических процессов по их тушению,
разборке и рекультивации. Исследования в
этом направлении позволяют оценить сте-
пень экологической опасности не только
конических горящих породных отвалов,
которые, по мнению авторов, наиболее
опасны, но и для отвалов конических, пло-
ских и комбинированных.
Перечень ссылок
1. Артамонов В.М., Кузик І.М., Мокроусова Т.І., Балакін О.А., Заянчуковська В.В. Вибір та
обгрунтування технологічних рішень при використанні породних відвалів шахт як сировини
для промисловості // Наукові праці НГУ/ - Дніпропетровськ, 2005. - № 10. – С. 19-22.
2. Кузык И.Н., Артамонов В.Н. Оценка влияния породных отвалов шахт центрального Дон-
басса на окружающую среду // Збірка доповвдей міжнародної науково-технічної конференції
«Сталий розвиток гірничо-металургійногої промисловості», м. Кривий Ріг, 18-23 травня 2004. –
Кривий Ріг , 2004. – Том 1. – С. 351-354.
3. Канин В.А., Тиркель М.Г., Киселев Н.Н. Комплексное решение экологических проблем в
крупных промышленных районах // Уголь Украины. - К.: Техніка, 2004. - № 9. - С. 44-46.
4. Зубова Л.Г. Терриконики угольных шахт – источники сырья для получения галлия, гер-
мания, висмута // Уголь Украины. - К.: Техніка, 2004. - № 1. - С. 41-42.
5. Зубова Л.Г., Зубов А.Р., Соловьева С.Е. Некоторые особенности горения террикоников
Донбасса // Уголь Украины. - К.: Техніка, 2004. - № 4. - С. 31-33.
6. Кузик І.М., Артамонов В.М., Козир Д.О. Визначення головних параметрів породних від-
валів у реальних умовах // Збірка IV Міжнародної конференції «Молодь і поступ біології». -
Львів, 2008. – С. 190-191.
7. Кузик І.М., Артамонов В.М., Козир Д.О. Прогнозування змін параметрів породних відва-
лів вугільних шахт // Тези V Міжнародної конференції «Сучасні проблеми екології та геотех-
нології». - Житомир, 2008. – С. 26-27.
I.N. Kuzyk
FORMATION OF THE CRITERIAS OF THE
ECOLOGICAL DANGER OF ROCK REFUSE
OF THE MINES
Donetsk national technical university, Ukraine
Analysis of the state of rock refuse of Donets region on the basis of integral approach to the
problem of ecological safety of the separate objects and territories are carried out. In the opin-
ion the authors The acting burning conical rock refuse, have the greatest effect on the envi-
ronment, are revealed. The criteria of evaluation of the degree of the influence of the burning
refuse on the formation of ecological danger are substantiated.
Надійшла до редколегії 21 вересня 2009 р.
Рекомендовано членом редколегії канд. геол.-мін.наук О.К. Тяпкіним
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14571 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0010 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T11:30:36Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем природокористування та екології НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кузык, И.Н. 2010-12-24T15:30:03Z 2010-12-24T15:30:03Z 2009 Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт / И.Н. Кузык // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 156-160. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14571 504.05 На основі комплексного підходу до проблеми екологічної безпеки окремих об’єктів та територій проведено аналіз стану породних відвалів Донецького регіону та виявлені діючі конічні породні відвали, які, на думку автора, здійснюють найбільший вплив на навколишнє природне середовище. Обґрунтовані критерії оцінки ступеня впливу відвалів, що горять, на формування екологічної небезпеки. На основе комплексного подхода к проблеме экологической безопасности отдельных объектов и территорий проведен анализ состояния породных отвалов Донецкого региона и выявлены действующие горящие конические породные отвалы, которые, по мнению автора, оказывают наибольшее влияние на окружающую природную среду. Обоснованы критерии оценки степени влияния горящих отвалов на формирование экологической опасности. Analysis of the state of rock refuse of Donets region on the basis of integral approach to the problem of ecological safety of the separate objects and territories are carried out. In the opinion the authors The acting burning conical rock refuse, have the greatest effect on the environment, are revealed. The criteria of evaluation of the degree of the influence of the burning refuse on the formation of ecological danger are substantiated. ru Інститут проблем природокористування та екології НАН України Моніторинг довкілля, екологічна та техногенна безпека Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт Formation of the criterias of the ecological danger of rock refuse of the mines Article published earlier |
| spellingShingle | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт Кузык, И.Н. Моніторинг довкілля, екологічна та техногенна безпека |
| title | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| title_alt | Formation of the criterias of the ecological danger of rock refuse of the mines |
| title_full | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| title_fullStr | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| title_full_unstemmed | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| title_short | Формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| title_sort | формирование критериев экологической опасности породных отвалов шахт |
| topic | Моніторинг довкілля, екологічна та техногенна безпека |
| topic_facet | Моніторинг довкілля, екологічна та техногенна безпека |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14571 |
| work_keys_str_mv | AT kuzykin formirovaniekriterievékologičeskoiopasnostiporodnyhotvalovšaht AT kuzykin formationofthecriteriasoftheecologicaldangerofrockrefuseofthemines |