Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення
На основі аналізу досліджень у сфері формування екологічної безпеки в зоні функціонування породних відвалів шахт встановлені критерії їх впливу на компоненти довкілля. Визначені головні напрямки робіт для зниження шкідливого впливу породних відвалів на навколишнє природне середовище. На основе анали...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Екологія і природокористування |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57451 |
| 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: | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення / І.М. Кузик // Екологія і природокористування. — 2012. — Вип. 15. — С. 23-37. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860189802509369344 |
|---|---|
| author | Кузик, І.М. |
| author_facet | Кузик, І.М. |
| citation_txt | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення / І.М. Кузик // Екологія і природокористування. — 2012. — Вип. 15. — С. 23-37. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Екологія і природокористування |
| description | На основі аналізу досліджень у сфері формування екологічної безпеки в зоні функціонування породних відвалів шахт встановлені критерії їх впливу на компоненти довкілля. Визначені головні напрямки робіт для зниження шкідливого впливу породних відвалів на навколишнє природне середовище.
На основе анализа исследовании в сфере формирования экологической безопасности в зоне функционирования породных отвалов шахт установлены критерии их влияния на компоненты окружающей среды. Определены основные направления работ по снижению вредного влияния породных отвалов на окружающую природную среду.
Based on the analysis of research into ecological safety in the mine waste dumps zone the criteria of their impact on environment are determined. The main directions of the work on reducing the adverse effect of waste dumps on environment (OPS) are defined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:05:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
23
УДК 504.062
І.М. Кузик
ВПЛИВ ПОРОДНИХ ВІДВАЛІВ
ШАХТ НА КОМПОНЕНТИ
ДОВКІЛЛЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ
МОЖЛИВОСТЕЙ ЩОДО ЙОГО
ЗМЕНШЕННЯ
Донецький національний технічний університет, Донецьк, Україна
На основі аналізу досліджень у сфері формування екологічної безпеки в зоні функціо-
нування породних відвалів шахт встановлені критерії їх впливу на компоненти довкіл-
ля. Визначені головні напрямки робіт для зниження шкідливого впливу породних від-
валів на навколишнє природне середовище.
На основе анализа исследований в сфере формирования экологической безопасности
в зоне функционирования породных отвалов шахт установлены критерии их влияния
на компоненты окружающей среды. Определены основные направления работ по сни-
жению вредного влияния породных отвалов на окружающую природную среду.
Актуальність проблеми та постановка мети та задач дослідження
Сучасні умови функціонування міжнаро-
дного енергетичного ринку та стан економі-
чного розвитку України надають можливість
впровадження достатньо обґрунтованих рі-
шень по раціональному управлінню галуззю.
У Програмі перспективного розвитку вугі-
льної галузі на середньостроковий період до
2015 року заплановано підвищити видобу-
ток вугілля до 91,7 млн. т/рік.
Виконання таких грандіозних планів пе-
редбачає використання новітніх технологій
при розробці корисних копалин та видобут-
ку вугілля.
У цьому напрямку є достатній досвід, ро-
зроблені відповідні технології та має місце
використання вітчизняного та закордонного
обладнання. Практичний досвід говорить
про те, що для видобутку 1 т вугілля потріб-
но видобути 0,5-0,6 т породи. Фактично,
гірниче підприємство видобуває в середньо-
му 1000 т вугілля в сутки, а породи – 600 т.
В більшості випадків ця порода розміщуєть-
ся у відвалах, які розташовані поблизу шах-
ти, на поверхні. Таким чином, підвищення
рівня видобутку вугілля по Україні до 100-
125 млн. т/рік призведе до того, що обсяги
породи, яку потрібно розташовувати у від-
валах, зросте до 50-60 млн. т на рік.
Статистичні дані дають можливість вста-
новити, що кількість відвалів вугільних
© Кузик І.М., 2012
шахт України складає близько 600, а діючих
– близько 150.
Підвищення видачі породи до породних
відвалів приведе до максимального їх напо-
внення, а це потребує організації нових від-
водів та вилучення з обороту земель.
Проблеми впливу породних відвалів
шахт на природне довкілля стають досить
актуальними в сучасній соціальній і еконо-
міко-екологічній ситуації. Встановлено, що
відвали активно впливають на біосферу, гід-
росферу, атмосферу і літосферу [1, 2].
Особливістю формування порідних від-
валів слід вважати те, що вони функціону-
ють в умовах міст, селищ. Їх механічні та
санітарно-захисні зони поширюються на мі-
сця життєдіяльності людей.
Вирішенню геоекологічних і соціальних
проблем при експлуатації і закритті вугіль-
них шахт приділяється велика увага [3].
Аналіз досліджень по проблемах функці-
онування системи «породний відвал – при-
родне довкілля (НПС)» дозволяє встановити
основні складові впливу порідних відвалів
на компоненти НПС (рисунок 1).
Надалі метою досліджень є встановлення
технологічних заходів, які могли б зумовити
ліквідацію негативного впливу породних
відвалів на природне довкілля або забезпе-
чити ефективне використання складових
# – робота виконана під керівництвом
чл.-кор. НАН України А.Г. Шапара
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
24
Рисунок 1 – Вплив породних відвалів на довкілля
породних відвалів за рахунок встановлення
впливу на компоненти природного довкілля.
Задачами дослідження є:
– встановлення шкідливого впливу поро-
дних відвалів шахт на компоненти навколи-
шнього природного середовища;
– встановлення чинників, за рахунок
зниження яких, можливо вплинути на до-
вкілля та його компоненти;
– перелік дій (технологічних, екологіч-
них, соціальних, економічних), які могли б
обґрунтувати ліквідацію шкідливого впливу
породних відвалів та ефективного викорис-
тання породи;
– розробка головних напрямків дослі-
джень у галузі формування достатнього рів-
ня екологічної безпеки при діяльності сис-
теми «породний відвал – НПС».
Найважливішими задачами при аналізі
функціонування породних відвалів та впли-
ву їх діяльності на довкілля є:
– виявлення джерел утворення породи в
умовах шахти та розміщення її у відвалах на
поверхні землі;
– використання породи у якості техно-
генних родовищ корисних копалин;
– використання порід у якості сировини
для створення штучних споруд у шахті;
– використання порід у якості будівель-
них матеріалів, добрив, сировини для мета-
лургії, дорожнього покриття;
– гасіння породних відвалів та створення
безпечних умов для навколишнього середо-
вища та зниження пило газоутворення, фор-
мування мікроклімату та аераційної обста-
новки за рахунок додаткових поверхонь ко-
нтакту з навколишнім природним середови-
щем;
– збереження сільськогосподарських зе-
мель у зоні функціонування системи «поро-
дний відвал – НПС».
Основна частина
Виконання мети та задач дослідження до-
зволяє розглянути проблеми впливу пород-
них відвалів на всіх етапах їх функціонуван-
ня.
Основними джерелами отримання породи
на шахтах Донбасу є: проведення вироблень
з підриванням покрівлі ґрунту (від 30 до
45 % всього об’єму) i по породах (6 %); від-
новлення i ремонт гірничих виробок (від 39
до 42 % ); здобич високозольних i з присіч-
кою бічних порід вугілля. Об’єм породи,
котрий видається з шахт Донбасу, склав бі-
льше 0,4 т на 1 т вугілля [5, 6].
Основними чинниками, які зумовили збі-
льшення видавання породи з шахт, є: залу-
чення у відробіток високозольних, неконди-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
25
ційних пластів; присічка бічних порід (по-
крівля, ґрунти); погіршення гірничо-
геологічних умов (слабка, нестійка покрівля
i т. п.); обвалення несправжньої покрівлі;
розширення польової i перехід на безцілико-
ву підготовку вугільних пластів; збільшення
перетину основних гірничих виробок та ін.
Внаслідок цього зольність вугілля,що видо-
бувається та відвантажується шахтами спо-
живачам, збільшилася. Це в свою чергу,
привело до зростання об’ємів переробки гір-
ничої маси на збагачувальних фабриках i
підвищенню виходу породи як відходів вуг-
лезбагачення. Видобуток вугілля підземним
способом в Донбасі, коли порівняно невели-
кий об’єм породи залишається у вироблено-
му просторі шахт, розробка все більшого
числа вельми тонких i високозольних плас-
тів з кожним роком збільшують об’єм поро-
ди, котрий складається у відвалах. У Донбасі
найбільша кількість відвалів зосереджена у
виробничих об’єднаннях Ростов-вугілля i
Донецьквугілля. До того ж переважно вони
розташовані у великих містах: Донецьку,
Макіївці, Горлівці та ін. [13].
Класифікація джерел одержання породи
при видобутку вугілля дозволяє визначитися
з загальною кількістю одержуваної породи в
залежності від розвитку підготовчих робіт.
Накопичення твердих відходів на повер-
хні не обмежується породою, яка отриму-
ється в процесі здобичі і збагачення вугілля.
Аналізуючи джерела утворення породи
можна виділити ті, які необхідно анулювати.
Варто вести розробки в усіх напрямках, але
потрібно робити їх акцент на залишення по-
роди в шахті і надходження в шахту порід,
що утворюється при збагаченні. Залишення
породи в шахті дозволяє позбавитися вини-
кнення ризику порушення і забруднення
земель, атмосфери, гідросфери та позбави-
тися негативних факторів впливу породних
відвалів на здоров’я людини. До цих факто-
рів слід віднести утворення шкідливих газів,
пилу, вимивання та видування речовин з
поверхонь відвалу і потраплянню їх у до-
вкілля. Тільки при неможливості застосу-
вання цих технологій по економічним і тех-
нологічним критеріях, необхідно розміщати
породу на поверхні, при формуванні ланд-
шафтів, заповненні балок та ін. [5, 6, 7].
Основні положення аналізу досліджень у
галузі функціонування породних відвалів
приведені у таблиці 1.
Пріоритетний напрямок дії в сфері охо-
рони вод забруднення навколишнього при-
родного середовища – впровадження проце-
сів видобутку вугілля без вилучення відпра-
цьованої породи на поверхню.
Для вирішення питань, пов’язаних із
практичним використанням породних відва-
лів вугільних шахт, необхідно визначитися з
хімічним і гранулометричним складом по-
рід. Механічна суміш гірничих порід вугі-
льного пласту, вугілля зросле з породою,
загублене вугілля при видобутку i збагачен-
ні, складають відвальну масу [7, 15].
Склад порід відвалів прямо пов’язаний зi
складом порід, що вміщують вугільні плас-
ти, i в основному представлений:
1) глинистими, пісково-глинистими, пі-
сковими й вуглистими сланцями;
2) пісковиками;
3) вапняками з включеннями вугілля;
4) сірчистим колчеданом;
5) зростками породи з вугіллям.
Шахтні породи i відходи вуглезбагачення
забруднюють навколишнє середовище шкі-
дливими (токсичними) елементами, газами
й іншими продуктами, що у перспективі
можуть бути нейтралізовані й утилізовані.
Найбільш реальними шляхами утилізації
відходів вугільної промисловості варто вва-
жати виробництво з них різних будівельних
матеріалів i витяг металів. На території
Донбасу нараховується більш 1,5 тис. відва-
лів вугільних шахт. За даними I.O. Галушки,
у 1 т породи відвалів міститься: вуглецю –
16-32 кг; азоту – 0,2-12,1; фосфору – 0,4-19;
калію – 4,7-37; кальцію – 4,8-11,4; міді – 0,5-
20; сірки – 0,1-85: цинку – 0,1-20; молібдену
– до 1; галію – до 5, кремнію – 35,7-740;
алюмінію – 54-343; титану – 2,0-21,4; ніке-
лю – 0,1-2; кобальту – 0,1-0,3; барію – 0,3-8;
берилію – 0,5-1; скандію – до 3; свинцю – до
0,3; олова – до 0,3; хрому – 0,2-3; ванадію –
0,4-1; цирконію – 0,1-3; стронцію – 0,1-6;
магнію – 2-22,4; лантану – 0,1-0,5; заліза –
14,5-156,8; натрію – 4-95 та ін. [1, 10].
Результати аналізу проб, відібраних з ві-
двалів 9 шахт в Донецько-Макіївському
промисловому районі наведені в таблиці 2.
Всі порідні відвали в основному склада-
ються з глинистих різновидів пісковиків
(глинисті сланці, аргіліти), алевроліту, вап-
няку і вугілля.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
26
Таблиця 1 – Взаємозв’язок впливу на компоненти навколишнього середовища породних відвалів та
визначення можливості зменшення впливу
Вплив на
компоне-
нти НПС
За рахунок чого
здійснюється
цей вплив
Техногенні дії, які могли б обумо-
вити ліквідацію впливу або його
ефективне використання
Задачі досліджень
1 2 3 4
1. Перехід на технології, що змен-
шують видачу породи на поверх-
ню (часткова чи повна закладка
виробленого простору), повне ви-
користання породи, що утворюєть-
ся в шахті.
2. Відпрацювання порід відвалів у
якості техногенних родовищ (буді-
вельні матеріали, добрива, сирови-
на для металургії, дорожнє покрит-
тя)
Зменшен-
ня кілько-
сті земе-
льних
угідь
Розміщення по-
роди у відвалах
на поверхні зе-
млі
3. Створення породного господар-
ства шахти, яке займається макси-
мально повним використанням
порід відвалів (організація).
Встановити залежності зміни
параметрів породних відвалів
різної форми у часі та просторі
на основі фізичного та матема-
тичного моделювання з ураху-
ванням реальних параметрів,
для розробки та техніко-
економічного обґрунтування
технологічної схеми народного
господарства шахти (діючої або
закритої) з максимальним ви-
користанням породи у всіх яко-
стях з метою зменшення та по-
вернення порушених земель в
обіг до використання.
1. Змив з повер-
хні відвалів ток-
сичних порід.
1. Закріплення поверхні заростан-
ням (дерева, кущі, трави).
2. Видування
пилу та оса-
дження на зем-
ній поверхні
(РВ).
2. Ліквідація можливості потрап-
ляння продуктів відвалоутворення
на поверхню землі.
Погір-
шення
якості
земель в
зоні впли-
ву відва-
лів
3. Фільтрація
забруднювачів
через породи.
3. Спеціальні технології відвалоут-
ворення з протифільтраційними
прошарками, що перешкоджають
фільтрації (мінімізують).
Розробка механізму зменшення
пилогазоутворення (та самоза-
палювання) порід відвалів при
використанні методів обробки
розчинами ПАР та визначення
кількості змиву з поверхні ток-
сичних речовин і видування
пилу (з урахуванням залежнос-
тей зміни параметрів).
1. Спеціальні технології відвалоут-
ворення з ізоляційними прошарка-
ми на поверхні
2. Зменшення органічної складової
у відвалі за рахунок витягу вугілля
1. Горіння відва-
лів
3. Обробка породного масиву ан-
типірогенами та спеціальними роз-
чинами ПАР
1. Покриття поверхні ізоляційними
покровами та плівками.
2. Обробка поверхні розчинами
ПАР при зрошуванні
2. Здування пилу
до атмосфери
3. Заростання рослинністю.
Забруд-
нення ат-
мосфери –
викиди
породи,
пилу та
газу
3. Зміни мікро-
клімату в зоні
впливу та аера-
ційної обстановки
за рахунок утво-
рення додаткових
поверхонь конта-
кту з НПС
Організація штучних поверхонь з
можливістю використання зміни
напрямків вітру.
Обґрунтувати параметри тех-
нології обробки поверхні та
масиву порід відвалів водними
розчинами ефективної добавки
ПАР при мінімізації пилогазоу-
творення і зниження можливос-
ті самозапалювання.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
27
Продовження таблиці 1
1 2 3 4
1. Потрапляння
до гідросфери
шкідливих та
токсичних ком-
понентів пород-
ного відвалу при
змиві їх з повер-
хні відвалу (опа-
ди, ерозії)
Спеціальні технології з протифіль-
траційними прошарками, особливо
на схилах відвалів
2. Фільтрація
шкідливих та
токсичних ком-
понентів скрізь
масив відвалу та
збирання їх у
канавах, штуч-
них спорудах,
природних рель-
єфах.
Спеціальні технології з протифіль-
траційними прошарками особливо
на підставі відвалу, та організація
водовідвідної системи.
Забруд-
нення гід-
росфери
3. Парникові
ефекти, потрап-
ляння шкідливих
речовин до ат-
мосфери, а потім
випаду дощів
(кислотні дощі,
та інші).
-
Виявити склад, кількість і
якість вод, що потрапляють до
гідросфери в зоні впливу поро-
дного відвалу на основі розроб-
ки механізму фільтрації через
масив порід.
1. Підняття над
землею поверхні
при спорудженні
відвалу різної
форми.
Не треба ліквідовувати, а навпаки
використовувати для збільшення
різноманіття, шляхом створення
заказників, екологічних коридорів.
2. Зміна поверхні
за рахунок пере-
профілювання та
розборки відва-
лів
Потребує обґрунтування необхід-
ності перепрофілювання та розбо-
рки, так як це може привести до
негативного впливу на навколишнє
природне середовище – у більшос-
ті випадків заборонити розборку.
Збільшен-
ня рельє-
фного
різнома-
ніття
3. Штучне утво-
рення додатко-
вих поверхонь
при формуванні
комбінованих
відвалів
Потребує комплексного підходу до
створення додаткових поверхонь,
які можна використовувати у рек-
реаційних цілях: організація ланд-
шафтних парків, зон відпочинку та
інше.
Здійснити моніторинг та про-
гнозуванні збільшення рельєф-
ного різноманіття при впрова-
дженні запропонованої техно-
логічної схеми породного гос-
подарства шахти з максималь-
ним використанням породи (у
різних якостях) на основі вияв-
лення залежностей зміни пара-
метрів породних відвалів різної
форми у просторі та часі для
створення екологічної мережі.
Склад відвальної породи, фізико-хімічні
та мінерально-петрографічні характеристи-
ки дають можливість оцінити технологічні
можливості їх використання [14].
Речовинний склад твердих вугільних від-
ходів, масштабність виходу і наявність тех-
нічних рішень по переробці дозволяють роз-
глядати їх як надійну сировинну базу деяких
галузей промисловості, а іноді використову-
вати і як додаткове джерело енергетичного
палива. Правомірність такого твердження
обумовлюється тим, що до теперішнього
часу доведена технічна можливість вироб-
ництва будівельних матеріалів, цеглини i
аглопориту з відходів вугільного виробниц-
тва i глинозему – сировини алюмінієвої
промисловості – з вугільної золи електрич-
них станцій.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
28
Таблиця 2 – Склад відвальної породи
Зміст, %Інгредієнт
min max середньо-вагова
Волога аналітична, Wa 0,20 9,20 2,00
Зольність, Ad 46,60 99,80 94,50
Сірки:
загальна
піритова
сульфатна
органічна
0,04
0,01
0,03
0,01
15,41
0,42
14,70
0,71
0,98
0,14
0,79
0,19
SiO2 46,70 74,20 61,6
FeO3 6,00 18,70 9,00
Al2O3 13,00 29,00 21,4
CaO 0,70 2,90 1,60
Утилізація відходів по цих напрямках до-
зволить:
- підвищити рівень раціонального ви-
користання органічної i мінеральної частини
вугілля;
- розширити сировинну i паливну базу
промисловості з одночасним зниженням ви-
трат первинної сировини i палива на вироб-
ництво деяких видів продукції;
- знизити витрати на видобуток вугілля,
виробництво вугільного концентрату i ви-
роблення енергоносіїв;
- зменшити екологічне навантаження на
навколишнє середовище в районах здобичі,
збагачення i спалювання вугілля.
3 урахуванням цих наслідків дається еко-
лого-економічна оцінка утилізації відходів
збагачення i вугільної золи, як наймасові-
ших по об’ємах виходу. На користь вибору
цього виду відходу для вивчення свідчить i
висока підготовленість його до подальшої
переробки (стабільність складу, наявність
таких необхідних компонентів для виробни-
цтва масових видів продукції, як глина, ок-
сиди заліза, алюмінію та ін.).
Ця пріоритетність пояснюється також i
тим, що у відходах збагачення є залишки
вугілля.
Промисловою практикою встановлена
можливість використання залишків вугілля
в процесах, заснованих на теплових реакці-
ях. Зокрема, такі технології застосовуються
на підприємствах промисловості будівель-
них матеріалів. В цьому випадку знижується
витрата первинного палива [9].
У нашій країні проведений великий
об’єм науково-дослідних робіт з метою ви-
значення придатності відходів вугілля для
виробництва з них аглопориту i цеглини.
Встановлено, що переважна частина відхо-
дів, зокрема збагачувальних фабрик, є кон-
диційною сировиною, придатною для цих
цілей.
Технологічна можливість виробництва в
наших умовах підтверджена також напів-
промисловими дослідами, а конструктивне
оформлення окремих стадій процесу вста-
новлене технічними проектами того або ін-
шого характеру, відпрацьованими свого ча-
су організаціями СРСР. Одночасно була ви-
значена потреба в аглопориті та цеглині в
районах, на території яких є відходи збага-
чення – найперспективніша сировина для їх
виробництва.
Експлуатація діючих породних відвалів,
а також їх гасіння i розробка повинні здійс-
нюватися за спеціальними проектами або
розділами проектів будівництва (реконстру-
кції) шахт, збагачувальних фабрик i паспор-
том породного відвалу, які повинні містити
наступні вимоги:
1. Попередження самозаймання.
2. Технології гасіння i розробки.
3. Забезпечення стійкості при експлуа-
тації, гасінні, розробці.
4. Рекультивації.
Основними напрямками рекультивації
породних відвалів є:
– сільськогосподарське;
– рекреаційне;
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
29
– санітарно-гігієнічне.
Для попередження самозаймання пород-
них відвалів необхідно [11]:
– забезпечити контроль теплового стану
відвалів;
– забезпечити максимальне витягання ву-
гілля з гірничої маси;
– здійснити складування породи в плато-
подібні відвали, що дозволяють реалізувати
технологію відвалоутворення з дотриман-
ням пожежобезпечних параметрів;
– використовувати на породних відвалах
антипірогени і антипірени, розчини ПАР.
Максимальне витягання вугілля з гірни-
чої маси повинне здійснюватися за допомо-
гою технології збагачення на різних стадіях
здобичі, транспортування i завантаження в
транспортні засоби, застосування нових те-
хнічних засобів додаткової вибірки вугілля з
породи.
Основними пожежобезпечними парамет-
рами формування платоподібних порідних
відвалів є:
- товщина шару, що відсипається;
- ступінь ущільнення породи у відвалі;
- розміри ізолюючого покриття на уко-
сах i горизонтальній частині;
- ширина заходки;
- час ізоляції бічних укосів;
- час формування шарів.
У тих випадках, коли для породного від-
вала пожежобезпечні параметри не встанов-
лені, товщина ізолюючого покриття на уко-
сах повинна бути не менше 0,4 м при куті
укосу не більш 20° i не менше 0,8 м при куті
40° укосу, а товщина шару, що відсипається,
не повинна перевищувати:
- на індивідуальному шахтному відвалі
– 1м;
- на відвалі, загальному для шахти i
збагачувальної фабрики – 0,75 м;
- на індивідуальному відвалі збагачува-
льної фабрики – 0,5 м.
В якості ізолюючого матеріалу слід ви-
користовувати глину (суглинок) або суміш
глини з відвальною породою в співвідно-
шенні 1:3. Допускається платоподібний від-
вал формувати шарами збільшеної потуж-
ності не більш 10 м. В цьому випадку зни-
ження повітря-проникності шару, що відси-
пається, повинне проводитись в строк, не
перевищуючий критичний час самонагрі-
вання. Запобігання розповсюдженню горін-
ня з суміжного відвалу, що горить, на інший
відвал, що закладається або діючий, здійс-
нюється за рахунок створення пожежного
бар’єру на сполученні відвалів.
Попередження самозагорання конічних і
платоподібних відвалів здійснюються пері-
одичним зашламуванням їх нижнього пори-
стого поясу породою дрібних класів (менше
6 мм), що змивається з верхньої і середньої
частин породних відвалів, або засипкою
цього поясу негорючими матеріалами.
Антипірогени повинні використовувати-
ся у вигляді водних розчинів або плівко тве-
рдіючих матеріалів. При насиченні відваль-
ної породи водними розчинами антипіроге-
нів відбувається:
– зміна фізико-хімічних властивостей ві-
двальної породи;
– зниження сорбційної здатності;
– зниження швидкості низькотемперату-
рного окислення;
– зменшення вірогідності автокаталітич-
ної реакції окислення;
– зміна термічних властивостей відваль-
ної породи.
Серед багатьох задач, пов’язаних з рі-
шенням даної проблеми, необхідно відзна-
чити і такі, як складання кадастру відходів,
проведення паспортизації породних відвалів
та розробку їх класифікації. Наявність на-
званих матеріалів забезпечить найбільш
об’єктивний підхід до встановлення черго-
вості залучення відходів і сферу промисло-
вого споживання і до вибору напрямків їх
використання. В зв’язку з цим цілком пра-
вомірним є аналіз думок фахівців про суть
поняття відходів.
При аналізі розглянутих в літературі ви-
значень поняття відходи виробництва мож-
на виділити три основні, які характеризують
їх ознаки: відношення до характеру техніч-
ного прогресу основного виробництва, від-
ношення до якості початкової сировини і
можливість їх застосування в основному
виробництві або за його межами.
У деяких нормативно-методичних мате-
ріалах розглянуті три групи відходів по
ознаці їх утворення. До першої групи відне-
сені залишки матеріалів i сировини (шматки
металу, металева стружка, відходи деревини
i т.д.). До другої групи входять продукти
фізико-хімічної переробки сировини. Третю
групу відходів утворюють попутні продук-
ти, одержувані при здобичі i збагаченні ко-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
30
рисної копалини. До них відносяться відва-
льні i розкривні породи вугільної промисло-
вості, чорної i кольорової металургії, шахтні
i бурові води, що містяться в них цінні ре-
човини i інше.
Друга, вищеназвана, ознака характеризує
споживацькі властивості відходів виробниц-
тва порівняно з властивостями початкових
матеріалів. Це знайшло віддзеркалення в
роботах Мельникова Н.В, Мелешкина М.Т.,
Рекитара Н.А., Ласькоріна Б.Н., Барського
Л.А., Жаворонкової І.П. i інших авторів, де
указується, що до відходів відносяться за-
лишки сировини, матеріалів або напівфаб-
рикатів, що повністю або частково втратили
свої початкові якості або первинні спожива-
цької властивості.
Що стосується третьої ознаки, що харак-
теризує приналежність до відходів залежно
від можливості використання їх в основно-
му процесі, то тут різні формулювання час-
то суперечать один одному. Щодо відходів
вугільної промисловості можна сказати, що
вони не можуть бути використані в основ-
ному виробництві по прямому призначен-
ню.
Проте, виходячи з масштабу одержува-
них відходів, очевидно, що в найближчій
перспективі вирішувати задачу повного їх
використання для переробки в товарні про-
дукти не представляється можливим. Тому
класифікація відходів є необхідною умовою
оцінки їх як сировини для промислового
використання i охорони навколишнього се-
редовища. Залежно від потреби народного
господарства в тому або іншому продукті з
урахуванням екологічної обстановки i еко-
номічної доцільності вони залучатимуться
до виробництва.
В основі класифікації повинні лежати
ознаки, що дають достатньо повне уявлення
про кожну групу відходів. З цих позицій
відходи слід класифікувати:
- по галузях утворення (вугільна промис-
ловість i т.д.);
- технологічних стадіях або виробничих
циклах, агрегатному або фазовому стані, в
якому вони знаходяться;
- вмісту в них цінних компонентів;
- ступені збитку для навколишнього се-
редовища;
- витратам, необхідним для організації
виробництва продукції з них, i одержуваної
економії.
В зв’язку з цим, відходи вугільної про-
мисловості по технологічних стадіях або
виробничих циклах їх утворення, доцільно
класифікувати на відходи здобичі (порода
розкриву), переробки (хвости збагачення) i
спалювання (вугільна зола). Усередині цієї
групи можна виділити підгрупи, які відпові-
дають різновиду технології (відходи, одер-
жувані при здобичі підземним або відкри-
тим способом, при мокрому або пневматич-
ному збагаченні i т.д.). Вказані обставини є
характерними i впливають на якісну харак-
теристику.
Класифікація відходів по агрегатному
стану, в якому вони знаходяться, дозволяє
розділити їх на тверді, рідкі i газоподібні.
Такий розподіл показує, що одну частину
відходів можна акумулювати (відходи зба-
гачення), а іншу – необхідно негайно вико-
ристовувати (шахтний метан, фенолові во-
ди). Інакше, корисні компоненти, що міс-
тяться в них, будуть безповоротно втрачені
для народного господарства i одночасно за-
вдадуть шкоди навколишньому середовищу.
Класифікація відходів за змістом в них
окремих компонентів дасть можливість
встановити напрямки їх використання, ви-
ходячи з речовинного складу i якісної хара-
ктеристики відходів, а також, знаючи вимо-
ги окремих споживачів до сировини, можна
визначити сферу їх застосування. Тверді
відходи вугільного виробництва по своєму
речовинному складу, виходячи з даної кла-
сифікаційної ознаки, підрозділяються на
глинисті, піскові i карбонатні породи. Це є
основою вибору напрямку їх використання.
Складовою частиною відходів вугільного
виробництва є органічна частина вугілля –
вуглець, що потрапляє в них на стадії здо-
бичі або збагачення. За змістом вуглецю ві-
дходи діляться па три групи: мало-вуглецеві
(до 8%), середньо-вуглецеві (до 12%) i висо-
ко-вуглецеві (понад 12%). Наявність його у
відходах багато в чому зумовлює напрям їх
використання, а в деяких випадках робить
певний вплив на якість продукції. Так, на-
приклад, у відходах, які використовуються
при виробництві цеглини, зміст вуглецю не
повинен перевищувати 12%. Інакше зни-
зиться його міцність. У відходах вугілля де-
яких родовищ є окис алюмінію.
Основні компоненти відходів: глина –
пористі заповнювачі бетону, будівельна ке-
раміка, кремнеалюмінієвий сплав, матеріал
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
31
для будівництва дорогі: пісок – щебінь різ-
ного призначення, щільні заповнювачі бето-
ну, щебінь для виконання будівельних доріг;
карбонатні породи – терпкі матеріали, буді-
вельний щебінь.
Велике значення для правильної оцінки
твердих видів вугільної промисловості, як
технологічної сировини i вибору напрямів їх
використання має вміст в них сірки. По
цьому компоненту відходи об’єднуються в
три групи: мало-сірчисті (до 1,5%), серед-
ньо-сірчисті (до 3%) i високо-сірчисті (по-
над 3%). Високий вміст сірки у відходах є
негативною властивістю i виключає їх вико-
ристання при виробництві будівельних, вог-
нетривких, кремнеалюмінієвих i карбідкре-
мнієвих матеріалів. Присутність сірки зни-
жує якість, марочність, міцність, звужує об-
ласть застосування.
Раціональнішому використанню природ-
них ресурсів також сприятиме витягання
сірчистих з’єднань з газоподібних відходів –
димових газів, що виходять при спалюванні
вугілля на електростанціях i інших енерге-
тичних установках. За змістом сірки димові
гази класифікуються (підрозділяються) на
чотири групи: перша – від 0,1%, друга – від
0,15%, третя – до 0,3% i четверта – понад
0,3%.
Реальні i достовірні дані паспортизації
породних відвалів, що повинні включати все
перераховане вище, дозволяють визначиться
з напрямками використання відвальної ма-
си.
Визначені області використання вугіль-
них відходів не рівнозначні по масштабах
можливої переробки. Кожен випадок вико-
ристання вугільних відходів визначається
співвідношенням складу, хімічних, фізич-
них, механічних властивостей, форм,
poзмipy шматків i інших показників i регла-
ментується відповідними ДСТУ, технічними
умовами або нормами, затвердженими у
встановленому порядку.
Використовуючи класифікацію напрям-
ків використання відвальної маси можна
представити відповідні технологічні рішен-
ня вже для конкретного виробництва з ура-
хуванням його специфіки, складу відвальної
маси і її властивостей.
Всю відвальну масу можна поділити по
способу утворення на відходи породи, зо-
лошлакові відходи та відходи збагачення,
тому що властивості породи залежать саме
від способу її утворення i в цих групах по-
рода має однакові якості.
Варіант використання породи обрати з
можливих, якщо провести економічні роз-
рахунки використання тої чи іншої техноло-
гії.
Одним з найбільш реальних і своєчасних
технологічних рішень для вугільної промис-
ловості України є залишення отриманої по-
роди в шахті і наступне перерозміщення ві-
двальних порід з поверхні. Класифікація
відходів по ступеню збитку або одержуваної
економії дає можливість встановити черго-
вість їх використання в масштабі країни,
галузі або району. У цьому суть і практична
значущість цієї класифікаційної ознаки.
Встановлення черговості утилізації відходів
є вимушеним рішенням, оскільки навіть за
наявністю технічних рішень не завжди мож-
ливо одночасно залучити відходи всіх виро-
бництв в сферу промислового споживання,
виходячи з назви класифікаційної ознаки
[10].
Найбільшу цінність при спорудженні до-
ріг і для виробництва будматеріалів мають
горілі порідні відходи. Власне горілими на-
зиваються перегоріли порожні шахтні поро-
ди, що містять мінімальну (менше 5%) кіль-
кість вуглистих домішок і обпалену мінера-
льну глинисто-піскову частину. Ступінь ви-
палення порід залежить від багатьох при-
чин: надходження вологи в гарячих шарах
породи, кількості повітря, котре стикається з
поверхнею породи у відвалі, а також наяв-
ність дрібної фракції, що утрудняє доступ
кисню до вогнищ горіння. Все це призво-
дить до того, що випалення відбувається
украй нерівномірно, не дивлячись на високу
температуру у відвалі. Різні умови випален-
ня створюються також залежно від власти-
востей породи, що надходить у відвал, вміс-
ту в ній вуглистих i сірчистих домішок, по-
рядку відвалоутворення.
Кількість придатних горілих порід в ко-
жному відвалі коливається i залежить від
типу вугілля, що видобувається. Для антра-
цитних шахт воно складає 80-95%. Відвали
цих шахт, що перегоріли, дають дуже твер-
ду породу, яка частково оплавлена, структу-
ра її наближається до пористої. Породи у
відвалах з вугіллям, що коксується, відно-
сять до категорії твердих. Частина їх підда-
ється спіканню, має щільну структуру, ко-
ричневий колір. На шахтах же з газовим ву-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
32
гіллям породи слабо обпалені i не завжди
можуть бути використані в будівництві. Їх
структура рихла, а колір світло-рожевий.
До найслабкіших горілих порід відносять
відходи шахт, що розробляють худе вугілля.
Вони мають аморфну структуру i темно-
сірий колір.
Питання про використання горілої поро-
ди того або іншого відвала повинне
розв’язуватися після попереднього вивчення
властивостей рядової проби: ступеня випа-
лення, однорідності, міцності, форми окре-
мих щебінок, водо- і морозостійкості.
Горілі породи використовують для буді-
вництва автодоріг з асфальтобетонним по-
криттям при дотриманні наступних вимог:
об’ємна питома вага в шматку повинна бути
не менше 2 г/см3 ; водопоглинення – не
більш 5%; зміст пилоподібних частинок – до
3 %.
Досвід показує, що ділянки дороги, по-
будовані за технологією, що запобігає до-
ступу вологи до горілої породи ззовні, добре
зберігаються впродовж довгого часу. За від-
сутності в дорожньому одязі шару гідроізо-
ляції через 2-3 роки служби навіть доброякі-
сна горіла порода під дією дифузії водяної
пари знизу зволожується i розкладається.
Використання горілих порід в якості па-
ливної добавки в технологічних операціях,
що включають випалення (виробництво цег-
лини, керамічних стінних виробів i ін.), по-
яснюється наявністю в них вуглевмісних
фракцій. Частинки вугілля вигоряють при
випаленні i підтримують необхідну темпера-
туру усередині виробу. В окремих випадках
застосування шихти, що включає вуглисті
породи, дозволяє майже удвічі скоротити
витрату палива. Для випалення керамічних
виробів, що виготовляються на основі вуг-
листих порідних відходів, розроблені печі
спеціальної конструкції.
Особливе місце у виробництві виробів з
горілих порід займають кріпильні бетоніти,
тобто блоки різної форми, величини i маси,
що застосовуються у вугільній промислово-
сті для кріплення підземних гірничих виро-
бок. Додавання (15-30 %) тонкомолотої го-
рілої породи забезпечує бетону солестій-
кість при дії сульфатних вод [10].
Аглопорит є матеріалом, одержуваним
методом агломерації з пісково-глинистих
порід або інших алюмосилікатних матеріа-
лів. Застосування пористих заповнювачів
замість важкого каменя i щебеню дає мож-
ливість понизити масу бетону в середньому
на 800 кг з розрахунку на 1 м3 , масу виробів
– на 30-40%, вартість будівель – на 7-18 % i
трудовитрати на 10-12 %.
Технічна можливість отримання аглопо-
риту з відходів збагачення кам’яного вугілля
за цією технологією підтверджена роботою
дослідних установок. Виявлено, що в ре-
зультаті переробки відходів представляється
можливим одержати пористий заповнювач iз
стабільними фізико-механічними і хімічни-
ми якостями, який може бути використаний
у виробництві різних типів бетону [9].
Основною техніко-економічною перева-
гою розвитку виробництва будівельних ма-
теріалів на основі утилізації порідних відхо-
дів є: розширення сировинної бази шляхом
заміни дефіцитної сировини дешевою місце-
вою; наближення місць виробництва будіве-
льних матеріалів до місць їх споживання і,
як наслідок, зниження транспортних витрат
на перевезення сировини; концентрація здо-
бичі різних видів мінеральної сировини на
одному підприємстві; зменшення витрат на
видобуток, дроблення початкової сировини.
Мелені породні відходи – цінна сировина
(у них містяться до 10 % органічних речо-
вин) для отримання комплексних добрив,
особливо для еродованих і кислих ґрунтів.
Внесення таких добрив, наприклад, під зяб-
льову оранку підвищує врожайність карто-
плі, ячменю і проса на 12-15 %.
При оцінці родючості ґрунтів велика ува-
га надається вмісту в них гумінових речо-
вин. Вони володіють багатобічною дією.
забезпечують структуру ґрунтів, покращу-
ють надходження мінеральних речовин в
рослині, активізують їх життєдіяльність. Су-
часні способи обробки сільськогосподарсь-
ких угідь прискорюють процес руйнування
ґрунтового гумусного матеріалу, який пови-
нен бути відшкодований в цілях збереження
ґрунтів.
Дослідження складу і властивостей буро-
го вугілля різних родовищ показали, що гу-
мінові речовини, що містилися в них, мають
значну схожість з гумусом ґрунтів. Було
встановлено, що для поповнення запасів гу-
мусу в ґрунтах можна використовувати буре
i окислене кам’яне вугілля, яке містить в
своєму складі достатню кількість гумінових
речовин. Проте гумінові речовини знахо-
дяться у вугіллі в нерозчинному, недоступ-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
33
ному для рослинних клітин, стані. Для
отримання водорозчинних з’єднань необхід-
на термічна обробка вугілля лужними роз-
чинами, що приводить до отримання відпо-
відних солей гумінових кислот, що є стиму-
лятором зростання рослин.
В даний час накопичений великий експе-
риментальний матеріал, що свідчить про
позитивний вплив гумінових добрив на під-
вищення врожайності сільськогосподарсь-
ких культур. Є значний досвід практичного
застосування різних видів гумінових добрив
i стимуляторів зростання рослин в різнома-
нітних ґрунтово-кліматичних умовах [1, 3,
8].
Свого часу організації агрохімічної спе-
ціалізації провели випробування гуматів на-
трію, одержаних з бурого вугілля, як стиму-
лятор зростання рослин. За наслідками до-
свідчених випробувань i виробничої переві-
рки гумати натрію були рекомендовані для
застосування в сільському господарстві – на
пшениці, яровому ячмені, вівсі, соняшнику,
як для обробки насіння, так i для обприску-
вання посівів. Отримання гуматів натрію з
бурого вугілля полягає в його взаємодії з
лугом. Проте реалізована в даний час про-
мислова технологія приводить до отримання
так званих «баластних» гуматів, що містять
до 70% залишкового вугілля. Застосування
баластних гуматів створює труднощі,
пов’язані iз засміченням ґрунту особливо, в
умовах захищеності ґрунту i з можливим
самозайманням товарної продукції.
Близько трьох мільярдів тонн донбасівсь-
ких промвідходів – породні відвали вугіль-
них шахт i збагачувальних фабрик (ЦЗФ),
шлами вуглезбагачення, золошлаки тепло-
електростанцій, глинисті розкривні породи –
відносяться до мало-ліквідних або неліквід-
них. Проте така ситуація абсолютно неви-
правдана, оскільки ці відходи містять 25-
35 % алюмінію.
Різноманітні i вельми цінні властивості
алюмінію (легкість, еластичність, хороші
ливарні характеристики, міцність, корозійна
стійкість, можливість повторного викорис-
тання) необмежено розширюють сферу його
використання. В даний час він широко за-
стосовується в авіаційній промисловості i
машинобудуванні, в будівництві i приладо-
будуванні, в енергетиці i в побуті. Сирови-
ною для виробництва алюмінію, як відомо, є
глинозем, який одержують, у свою чергу, з
різних джерел сировини. У більшості країн
світу для цієї мети використовуються висо-
коякісні бокситові руди, що містять не мен-
ше 48-50 % окислу алюмінію i кремнієвим
модулем, що перевищує 2,6 (масове співвід-
ношення А12О3: SiО2). В Україні розширен-
ня сировинної бази глиноземного виробниц-
тва може бути досягнуте за рахунок залу-
чення в переробку відходів спалювання ву-
гілля.
За даними П.А. Коваленко i К.Г. Ковале-
нко вci благородні, легкі i кольорові метали
вичерпаються на початку третього тисячо-
ліття, залізо i легуючі метали в більшості
своїй – до 2100 року. Тому вже зараз став-
ляться задачі розгляду різних варіантів по-
повнення, перш за все цих природних ресур-
сів [3].
У природі основна кількість галію і гер-
манію знаходиться в розсіяному стані у ви-
гляді ізоморфних домішок в силікатах, су-
льфідах і мінералах, що є сульфосолі (арги-
родіт, германіт, ренієріт, галліт). Вісмут теж
зустрічається у вигляді сульфідів і сульфо-
солей: сфалеріта і вюрцита, вісмутового
блиску, тетрадіміта, коза літа.
Вміст галію і германію в промисловій си-
ровині і у відвальній породі відвалів приве-
дений в таблиці 3.
Таблиця 3 – Вміст галію і германію в промисловій сировині і у відвальній породі териконів
Елемент Вміст у відвальній породі, % Вміст елементу в промисловій
сировині
Галій 0,0015-0,002 Боксити – до 0,04
Нефелен – до 0,001
Цинкова обманка – 0,002-0,1
Зола вугілля – 0,01-0,1
Германій 0,0002-0,002 Цинкова обманка – 0,01-0,1
Залізняк – до 0,01
Вугілля – 0,001-0,01
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
34
Шахтна порода може бути використана
як сировина для металургії, оскільки у від-
валах в підвищених концентраціях є галій,
германій, вісмут (0,002; 0,002; 0,007 % від-
повідно).
Як показує аналіз світового досвіду i до-
слідження останніх років, основою рішення
проблеми, що розглядається, може бути за-
кладка виробленого простору, i альтернати-
ви їй не існує.
Закладка виробленого простору на шах-
тах України практично не застосовується. В
минулі роки вона використовувалася для
закладки породи з бутових штреків, що про-
водяться у виробленому просторі, коли не-
можливо здійснити повне обвалення покрів-
лі. З переходом на переносні, а потім меха-
нізовані кріплення стало неможливим зве-
дення бутових смуг, проте проблема управ-
ління покрівлею у виробленому просторі
залишилася i істотно загострилася. Розгля-
немо обґрунтування рішення цієї проблеми.
У вітчизняній практиці перший досвід за-
кладки виробленого простору з використан-
ням для доставки закладних матеріалів аку-
муляторних електровозів i гіровозів не дав
позитивних результат i неприйнятний.
Практично не вирішене питання доставки
роздробленої породи до місця її розміщення
по виробках вентиляційного горизонту.
Доставка породи проводилась в напрямку
на підйом по 4-5 вагонів, i часто локомотиви
зупинялися на півдорозі. Вживані електро-
вози 5АРВ, 7АРВ i гіровози мали малу зчіп-
ну вагу i енергоресурс i не забезпечували
необхідний ритм закладних робіт.
На колишній шахті ім. Ізотова ДП «Ар-
темвугілля» для доставки закладного мате-
ріалу по вентиляційному горизонту викори-
станий конвеєрний транспорт. Ритмічна i в
повному об’ємі подача закладного матеріалу
забезпечує регламент i параметри техноло-
гії. Безаварійно була відпрацьована 600-
метрова панель на горизонті 630 м особливо
пожежонебезпечного пласту 2m . Наванта-
ження на вибій i продуктивність праці збі-
льшилися в 2-2,5 рази в порівнянні з лавами
при управлінні покрівлею способом и утри-
мання на багаттях. Проте позитивний досвід
використання конвеєрного транспорту для
доставки закладного матеріалу не набув по-
ширення на інших шахтах, оскільки гірниче
господарство не підготовлено для засобів
механізації з електроприводом (необхідність
проведення спеціальних виробок відособле-
ним провітрюванням i інші обмеження).
На шахтах Центрального району Донбасу
накопичено досвід застосування інших тех-
нологій закладки виробленого простору, на-
приклад гідравлічний. На колишній шахті
«Червоний Жовтень» ПО «Орджонікідзеву-
гілля» освоєна закладка виробленого прос-
тору очисних вибоїв для запобігання небез-
печним деформаціям територій, що підроб-
ляються. Використовувалася роздроблена
порода від проведення i ремонту гірничих
виробок, гравітаційні відходи збагачення i
відвальна порода, що перегоріла.
Виїмка запасів вугілля, законсервованого під об’єктами, що охороняються
Початковим етапом освоєння технології
видобутку вугілля iз застосуванням закладки
виробленого простору в умовах пологого
залягання пластів можна рахувати виїмку
запасів вугілля під центральною частиною
міста Донецька на шахті iм. Горького ДП
«Донецьквугілля». Були проведені зіставні
випробування технологій виїмки пласта 10h
Лівенський потужністю 0,9-1,05 м з обва-
ленням покрівлі i закладкою виробленого
простору, відпрацьовані iз закладкою 4-а i 5-
а східні панелі горизонту 624 м площею бі-
льше 200 тис. м2.
Інструментальними спостереженнями,
виконаними маркшейдерською службою
шахти i фахівцями інституту УкрНІМІ, під-
тверджена висока ефективність закладки як
способу охорони об’єктів, що підробляють-
ся. Проте через низьку надійність устатку-
вання i високу трудомісткість закладки (за-
стосування значної частки ручної праці в
умовах обмеженого простору) роботи при-
пинилися.
До закладки виробленого простору на
шахті ім. Горького повернулися через 10 ро-
ків, коли був освоєний випуск вітчизняної
пересувної дробильно-закладної установки
«Титан», забезпеченої дробаркою – класифі-
катором i індивідуальним компресором ни-
зького тиску, i здійснена поставка високо-
продуктивної i надійної барабанної заклад-
ної машини. Застосовувалася прогресивна
система підготовки i відробітку виїмкових
ділянок. Порода від проходження вентиля-
ційного i відкатного штреків дробилася i по
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
35
трубопроводу, за допомогою пневмоенергії,
подавалася у верхню i нижню штрекові бу-
тові смуги, що примикають, сумарна довжи-
на яких відповідала протяжності очисної
виїмки. Таким чином, досягалася повна за-
кладка виробленого простору i забезпечува-
лася безремонтна підтримка пластових ви-
робок.
Аналогічним чином проводилася підго-
товка i відробіток другої лави i нижче по
падінню пласта. Підготовлений між ними
стовп шириною 150 -200 м також відпрацьо-
вували з повною закладкою. Породу для за-
кладки доставляли стрічковими конвеєрами
від дільничного дробильного пункту, розмі-
щеного в зоні інтенсивного розвитку підго-
товчих робіт, а постачання пневмоенергії
здійснювалося від загальної шахтної мережі.
Застосування надійного устаткування,
конвеєрної доставки закладного матеріалу i
раціональної схеми підготовки гірничих
робіт дозволило відпрацювати під містом
раніше законсервовані запаси вугілля на
площі, перевищуючій 900 тис. м2. З семи
очисних забоїв здобуто близько 1,4 млн. т
вугілля, у вироблений простір закладено по-
над 1,25 млн. т роздробленої породи від
проведення i ремонту виробок.
За даними інструментальних спостере-
жень, встановлено, що деформаційні проце-
си геологічного середовища i земної повер-
хні носили плавний i спокійний характер,
опускання поверхні склало максимум 34%
потужності пласта, що виймається. Нахили
ділянок земної поверхні i горизонтальні де-
формації були в 1,5 рази нижче допустимих
для об’єктів 1-ої категорії охорони. Незначні
пошкодження будівель на території, що під-
робляється, зокрема 13-поверхових панель-
них конструкцій гуртожитків Національного
університету, не мали загрозливого характе-
ру i усувалися при поточному ремонті.
Інший експеримент – виїмка запасів під
Єнакіївською групою заводів (металургій-
ним, коксохімічним i цементним). Була під-
роблена площа понад 2,6 млн. м2 , здобуто
близько 6,2 млн. т вугілля, у виробленому
просторі розміщено 6,9 млн. т породи. Спо-
стереження i контроль за станом об’єктів,
що підробляються, виконані УкрНІМІ, пока-
зали, що зсовування i деформації земної по-
верхні в 2-3 рази нижчі в порівнянні з анало-
гічними при управлінні покрівлею способом
обвалення. Відмічені деформації носили
плавний характер, протікали протягом 3-5
років i не привели до зупинки виробництва
на вищезгаданих підприємствах.
Виїмка iз закладкою, крім рішення осно-
вної задачі, дозволила запобігти завалам лав
i виникненню пожеж, понизити травматизм
від обвалення покрівлі, поліпшити екологіч-
ну обстановку на прилеглій до шахти тери-
торії за рахунок скорочення об’єму породи,
складованої у відвалі. Результати експери-
ментів на об’єктах дозволяють зробити ви-
сновок, що iз застосуванням закладки виро-
бленого простору можлива виїмка під прак-
тично любимими об’єктами, що охороня-
ються на поверхні.
Для охорони i безремонтної підтримки
пластових виробок проведені експеримента-
льні роботи на шахтах «Комсомолець Дон-
басу», «Південнодонбаська №3», ш. Стаха-
нова з використанням пневмозакладочного
комплексу. В результаті порівняльних екс-
периментів з охороною виробок залізобе-
тонними тумбами i смугами, закладеним i
пневматичним способом, встановлено, що
зсув покрівлі при використанні смуг менше,
ніж при залізобетонних тумбах. Фактичні
матеріали підтверджують, що безремонтна
підтримка виробок може здійснюватися при
зведенні охоронних смуг пневматичним
способом з тиском повітря 5- 6 МПа.
Для зниження негативного впливу присі-
чки порід ґрунту на якість вугілля, що здо-
бувається з присічкою бічних порід, розроб-
лена i перевірена в шахтних умовах техно-
логія роздільної виїмки, при якій породу з
присічкою, залишали у виробленому прос-
торі. Експеримент, проведений на шахті ім.
Лютікова ДП «Краснодонвугілля», дав пози-
тивні результати, i технологія рекомендова-
на для подальшої її розробки при створенні
відповідного спеціального устаткування.
Експериментальні роботи на шахтах
України підтверджують можливу ефектив-
ність видобутку iз закладкою виробленого
простору. Об’єми одержуваної в шахтах по-
роди повністю задовольняють її потреби як
сировину для закладного матеріалу у всіх
випадках, що вимагають застосування за-
кладки виробленого простору. Реалізація
ідеї в промислових умовах вимагає відпові-
дно підготовки гірничого господарства i
створення інфраструктури закладних робіт
на сучасному технічному рівні [8].
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
36
Висновки
Зниження шкідливого впливу породних
відвалів на довкілля та зменшення рівня
екологічної небезпеки у районах їх розташу-
вання – складна проблема, яку необхідно
вирішувати комплексно, відповідно від зна-
чущості шкоди, а саме:
1. Потрібно встановити залежності змін
параметрів породних відвалів різної форми у
часі та просторі, як при їх формуванні, так і
при розробці, на основі фізичного та мате-
матичного моделювання, космічного моні-
торингу; з метою зменшення кількості по-
рушених земель.
2. Необхідно розробити механізм змен-
шення пилогазоутворення та самозапалю-
вання породи відвалів при використанні ме-
тодів обробки водними розчинами ПАР з
урахуванням кількості викидів шкідливих
речовин до атмосфери.
3. Виявити склад породних відвалів та
оцінити ступінь потрапляння шкідливих ре-
човин до гідросфери в зоні впливу породно-
го відвалу.
4. Здійснювати моніторинг впливу поро-
дних відвалів на навколишнє середовище та
прогнозувати зміни параметрів довкілля на
основі максимального використання породи
для потреб господарства.
5. Запропонувати розробку системи за-
ходів, щодо зниження шкоди породних від-
валів на довкілля з можливістю використан-
ня їх як додаткових елементів екомережі.
Впровадження системи запропонованих
заходів дозволить знизити вплив породних
відвалів на компоненти довкілля та підви-
щити рівень екологічної безпеки району.
Перелік посилань
1. Канин В.А. Комплексное решение экологических проблем в крупных промышленных ре-
гионах / В.А. Канин, М.Г. Тиркель, Н.Н. Киселев // Уголь Украины. – 2008. - №1. - С. 44-46.
2. Майдуков Г.Л. Угольное производство как источник техногенного воздействия на зем-
ную атмосферу / Г.Л. Майдуков // Уголь Украины. – 2008. – №2. – С. 27-34.
3. Решение геоэкологических и социальных проблем при эксплуатации и закрытии уголь-
ных шахт / [Янукович В.Ф., Азаров Н.Я., Алексеев А.Д. и др.]. – Донецк : Алан, 2002. – 480 с.
4. Науково-методичні рекомендації щодо поліпшення екологічного стану земель, поруше-
ним гірничими роботами (створення техногенних ландшафтних заказників, екологічних кори-
дорів, відновлення геосистем) / [під ред. А.Г. Шапаря]. –Дніпропетровськ : Моноліт, 2007. –
270 с.
5. Іванцов О.Є. Вплив підприємств вугледобувної промисловості на навколишнє середови-
ще / О.Є. Іванцов, С.О. Лизун // Уголь Украины. – 2000. – №7..
6. Смірний М.Ф. Екологічна безпека териконових ландшафтів Донбасу: Монографія / Смір-
ний М.Ф., Зубова Л.Г., Зубов О.Р. – Луганськ : вид-во СНУ ім. В.Даля, 2006. – 232 с.
7. Решетов И.К. Экологические проблемы складирования промышленных отходов в Украи-
не / И.К. Решетов, А.П. Завальный // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2007. –
№5. – С. 28-32.
8. Певзнер М.Е. Горное дело и охрана окружающей природной среды./ М.Е. Певзнер,
А.А. Малышев. – М. : Изд-во. Московского государственного горного университета, 1997. –
300 с.
9. Леонов П.А. Природные отвалы угольных шахт / П.А. Леонов, Б.А. Сурначев. – М. : Не-
дра, 1970. – 112 с.
10.Проектирование породных комплексов / [Кузнецов К.К., Смородинов М.И., Шахмейс-
тер Л.Г. и др.]. – М. : «Недра», 1974. – 232 с.
11.Зборщик М.П. Предотвращение вредных проявлений в породах угольных месторождений
/ М.П.Зборщик, В.В. Осокин – Д. : ДонНТУ, 1996. – 178 с.
12.Предотвращение самонагревания пород и тушение горящих отвалов / М.П. Зборщик,
В.А. Осокин, А.М. Рудь [и др.]. // Уголь Украины. - 1982. – №4. – С. 7-9.
13.Кузык И.Н. Оценка влияния породных отвалов шахт центрального Донбасса на окружа-
ющую среду. / И.Н. Кузык, В.Н. Артамонов // Сталий розвиток гірничо-металургійної промис-
ловості : міжнар. наук.-техн. конференція. – Кривий Ріг, 2004. – С. 351-254.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2012, Випуск 15
37
14.Кузык И.Н. Оценка степени экологической опасности горящих породных отвалов ГХК
«Донецкуголь»./ И.Н. Кузык // Вісті Донецького гірничого інституту. – 2009. – №1. – С.101-105.
15.Зубова Л.Г. Терриконики угольных шахт – источники сырья для получения галлия, гер-
мания, висмута / Л.Г. Зубова // Уголь Украины. – 2004. – №1. – С.41-42.
16.Отчет о проведении физико-химических исследований отвальной массы ш/у «Холодная
балка» ПО «Макеевуголь», рекомендуемых к проекту формирования породного отвала с пожа-
робезопасными слоями. – Д. : НИИГД, 1993. – 22 с.
17.Екологічний паспорт Донецької області / Державне управління охорони навколишнього
середовища в Донецькій області, 2009. – 125 с.
I.M. Kuzyk MINE WASTE BANKS INFLUENCE ON
THE ENVIRONEMNT AND POSSIBILITIES
OF ITS LIMITATION ESTIMATION
Donetsk National Technical University, Donetsk, Ukraine
Based on the analysis of research into ecological safety in the mine waste dumps zone the
criteria of their impact on environment are determined. The main directions of the work on
reducing the adverse effect of waste dumps on environment (OPS) are defined.
Надійшла до редколегії 3 жовтня 2011 р.
Рекомендовано членом редколегії канд. тех. наук М.А. Ємцем
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57451 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0010 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:05:56Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут проблем природокористування та екології НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кузик, І.М. 2014-03-09T15:50:44Z 2014-03-09T15:50:44Z 2012 Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення / І.М. Кузик // Екологія і природокористування. — 2012. — Вип. 15. — С. 23-37. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57451 504.062 На основі аналізу досліджень у сфері формування екологічної безпеки в зоні функціонування породних відвалів шахт встановлені критерії їх впливу на компоненти довкілля. Визначені головні напрямки робіт для зниження шкідливого впливу породних відвалів на навколишнє природне середовище. На основе анализа исследовании в сфере формирования экологической безопасности в зоне функционирования породных отвалов шахт установлены критерии их влияния на компоненты окружающей среды. Определены основные направления работ по снижению вредного влияния породных отвалов на окружающую природную среду. Based on the analysis of research into ecological safety in the mine waste dumps zone the criteria of their impact on environment are determined. The main directions of the work on reducing the adverse effect of waste dumps on environment (OPS) are defined. uk Інститут проблем природокористування та екології НАН України Екологія і природокористування Загальні питання екології, природокористування та сталого розвитку Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення Mine waste banks influence on the environment and possibilities of its limitation estimation Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення Кузик, І.М. Загальні питання екології, природокористування та сталого розвитку |
| title | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| title_alt | Mine waste banks influence on the environment and possibilities of its limitation estimation |
| title_full | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| title_fullStr | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| title_full_unstemmed | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| title_short | Вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| title_sort | вплив породних відвалів шахт на компоненти довкілля та визначення можливостей щодо його зменшення |
| topic | Загальні питання екології, природокористування та сталого розвитку |
| topic_facet | Загальні питання екології, природокористування та сталого розвитку |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57451 |
| work_keys_str_mv | AT kuzikím vplivporodnihvídvalívšahtnakomponentidovkíllâtaviznačennâmožlivosteiŝodoiogozmenšennâ AT kuzikím minewastebanksinfluenceontheenvironmentandpossibilitiesofitslimitationestimation |