Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская»
У статті дана методика оцінки принципової можливості використання породної маси відвала в промисловості, будівництві і сільському господарстві, яка включає комплекс геодезичних, геофізичних і хіміко-аналітичних досліджень. Evaluation method of the possibility in principle of using refuse pile rock m...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2014
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99541 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» / Н.Н. Киселев, Е.Н. Шевченко, В.В. Туманов, В.Ф. Филатов, В.Н. Вернигора, А.Н. Пономаренко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 195-203. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99541 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Киселев, Н.Н. Шевченко, Е.Н. Туманов, В.В. Филатов, В.Ф. Вернигора, В.Н. Пономаренко, А.Н. 2016-04-30T08:59:22Z 2016-04-30T08:59:22Z 2014 Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» / Н.Н. Киселев, Е.Н. Шевченко, В.В. Туманов, В.Ф. Филатов, В.Н. Вернигора, А.Н. Пономаренко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 195-203. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99541 622.693.26:553 У статті дана методика оцінки принципової можливості використання породної маси відвала в промисловості, будівництві і сільському господарстві, яка включає комплекс геодезичних, геофізичних і хіміко-аналітичних досліджень. Evaluation method of the possibility in principle of using refuse pile rock mass in iron and steel industry, building industry and agriculture is described. The method includes a set of geodetic and geo-physical surveys and chemical analysis. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» Geologic-Environmental and Geophysical Survey of Ternovskaya Mine Waste Pile Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» |
| spellingShingle |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» Киселев, Н.Н. Шевченко, Е.Н. Туманов, В.В. Филатов, В.Ф. Вернигора, В.Н. Пономаренко, А.Н. |
| title_short |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» |
| title_full |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» |
| title_fullStr |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» |
| title_full_unstemmed |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» |
| title_sort |
геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «терновская» |
| author |
Киселев, Н.Н. Шевченко, Е.Н. Туманов, В.В. Филатов, В.Ф. Вернигора, В.Н. Пономаренко, А.Н. |
| author_facet |
Киселев, Н.Н. Шевченко, Е.Н. Туманов, В.В. Филатов, В.Ф. Вернигора, В.Н. Пономаренко, А.Н. |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Geologic-Environmental and Geophysical Survey of Ternovskaya Mine Waste Pile |
| description |
У статті дана методика оцінки принципової можливості використання породної маси відвала в промисловості, будівництві і сільському господарстві, яка включає комплекс геодезичних, геофізичних і хіміко-аналітичних досліджень.
Evaluation method of the possibility in principle of using refuse pile rock mass in iron and steel industry, building industry and agriculture is described. The method includes a set of geodetic and geo-physical surveys and chemical analysis.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99541 |
| citation_txt |
Геолого-экологическое и геофизическое исследование террикона шахты «Терновская» / Н.Н. Киселев, Е.Н. Шевченко, В.В. Туманов, В.Ф. Филатов, В.Н. Вернигора, А.Н. Пономаренко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 195-203. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kiselevnn geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT ševčenkoen geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT tumanovvv geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT filatovvf geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT vernigoravn geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT ponomarenkoan geologoékologičeskoeigeofizičeskoeissledovanieterrikonašahtyternovskaâ AT kiselevnn geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile AT ševčenkoen geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile AT tumanovvv geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile AT filatovvf geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile AT vernigoravn geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile AT ponomarenkoan geologicenvironmentalandgeophysicalsurveyofternovskayaminewastepile |
| first_indexed |
2025-11-25T20:39:34Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:39:34Z |
| _version_ |
1850530609877745664 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
195
УДК 622.693.26:553
ГЕОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРРИКОНА ШАХТЫ «ТЕРНОВСКАЯ»
Киселев Н. Н., Шевченко Е. Н., Туманов В. В., Филатов В. Ф.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Вернигора В. Н.
(ДТЭК, г. Донецк, Украина)
Пономаренко А. Н.
(Институт геохимии, минералогии и рудообразования
им. М. П. Семененко НАНУ, г. Киев, Украина)
У статті дана методика оцінки принципової можливості
використання породної маси відвала в промисловості, будівниц-
тві і сільському господарстві, яка включає комплекс геодезичних,
геофізичних і хіміко-аналітичних досліджень.
Evaluation method of the possibility in principle of using refuse
pile rock mass in iron and steel industry, building industry and agri-
culture is described. The method includes a set of geodetic and geo-
physical surveys and chemical analysis.
Терриконы являются неотъемлемой частью ландшафта гор-
нопромышленных регионов Украины. Их влияние на экологию
исключительно негативное. Обусловлено это тем, что с течением
времени в отвальной массе террикона возникают и активно про-
текают процессы выветривания пород, выщелачивания их вод-
ными растворами и окисления, которые приводят к изменению
физических и химических свойств массива. Образующиеся при
этом вредные вещества выбрасываются в атмосферу, попадают в
почву и грунтовые воды. В настоящее время отсутствует систем-
ный и комплексный подход к вопросу оценки перспектив исполь-
зования породных отвалов, содержащих отходы угледобычи и
углеобогащения. В то же время, породные отвалы начинают рас-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
196
сматриваться как техногенные месторождения, содержащие зна-
чительное количество полезных компонентов. По химическому
составу отходы угледобычи и обогащения углей представлены
оксидами кремния, алюминия, кальция и магния и представляют
собой важное сырье для производства нерудных строительных
материалов, источник для получения редких и рассеянных эле-
ментов, минеральных добавок для улучшения почв, удобрений
для сельского хозяйства и др. Вовлечение в переработку техно-
генного сырья обеспечивает освобождение занимаемых им зе-
мель, их рекультивацию и улучшение экологической обстановки
за счет ликвидации источников загрязнения окружающей среды.
Разработка эффективных мероприятий по минимизации
негативного воздействия террикона на окружающую среду и
оценка перспектив использования породных отвалов, возможна
только на основе надежной информации о физико-химическом и
структурном состоянии террикона. Для получения этой инфор-
мации требуется проведение специальных геолого-экологических
и геофизических исследований.
Такие исследования в этом году были выполнены специали-
стами УкрНИМИ НАН Украины на территории породного отвала
№ 1 ПАО «ДТЭК шахта Терновская, ПСП «Шахтоуправление
Павлоградское».
Для изучения состояния породного отвала и подстилающего
массива в его основании из сейсморазведочных методов был вы-
бран корреляционный метод преломленных волн (КМПВ), из
электроразведочных – метод вертикальных электрических зонди-
рований (ВЭЗ).
Съемочные геодезические работы проводились электрон-
ным тахеометром Sokkia SET 330R и наземной лазерной скани-
рующей системой Riegl Z420i.
Топографическая съемка была выполнена в границах, отме-
ченных заказчиком, и составляла 18 га. Система координат –
СК63. Система высот – Балтийская. Полученные топографо-
геодезические материалы по основным техническим показателям,
качественным характеристикам удовлетворяют требованиям
СНиП 1.02.07-87 и инструкции ГКНТА 2-04-02-98.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
197
В результате выполнения этапа была построена объемная
модель отвала № 1, которая послужила в дальнейшем базой для
всех геолого-геофизических и геохимических цифровых моделей
и позволила корректно подходить к вопросам обработки и интер-
претации экспериментальных геофизических и геохимических
данных (рис. 1).
Рис. 1. Цифровая модель рельефа поверхности и отвала № 1
Отбор проб с поверхности террикона осуществлялся мето-
дом конверта, по ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы.
Общие требования к отбору проб». Схема точек отбора проб
представлена на рисунке 2. Всего отобрано 60 проб. Отбор проб
из массива террикона шахты «Терновская» осуществлялся с по-
мощью малогабаритной буровой установки МБАК. Производи-
лось бурение скважин диаметром 70 мм, и пробоотборником от-
бирались с шагом 4 м образцы породы из скважин.
Всего было пробурено 15 скважин. Схема расположения
скважин на поверхности террикона представлена на рисунке 2.
Отобрано 30 проб породы из скважин.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
198
Рис. 2. 3D поверхность отвала № 1 с визуализацией распо-
ложения скважин и мест отбора поверхностных
проб
В таблице 1 представлено минералогическое описание
скважинных проб по некоторым шлифам, полученным из них.
Мониторинг техногенно загрязненных отвалов шахтной по-
роды, грунтов является одной из актуальных задач охраны окру-
жающей среды. В ряду многочисленных загрязнителей природы
главными считаются тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий,
мышьяк, цинк, никель. Опасность присутствия тяжелых металлов
в окружающей среде заключается в том, что они не разрушаются,
не распадаются, а существуют до 1000 лет, переходя из одной
формы в другую (оксиды, соли, металлоорганические соединения
и пр.).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
199
Таблица 1
Результаты микроскопического исследования шлифов горной
породы отвала № 1 шахты Терновская
№
шлифа Минералы
№ 1
Основная масса сложена агрегатом мелкозернистых
слюд, полевой шпат, гидроокислы железа. В ней наблю-
даются обломки кварца и халцедона.
№ 2
Мелкозернистые обломки кварца, плагиоклаза, мускови-
та, калишпата, халцедона в ксеноморфном рудном веще-
стве (гидрооксиды).
№ 19
Основная масса сложена гидроокислами железа. В ней
наблюдаются лейсты плагиоклаза и замутненного квар-
ца.
№ 20 Основная масса сложена кварцевой массой, окрашенной
гидроокислами железа, с редкими лейстами плагиоклаза
№ 42
Основная масса сложена кварцем, загрязненным гидро-
окислами железа с чешуйками слюды. В ней наблюдает-
ся мелкие обломки полевого шпата, апатит, халцедон.
№ 44 Основная масса сложена гидроокислами железа. В ней
наблюдаются обломки кварца, полевого шпата.
Анализ отечественной и иностранной литературы свидете-
льствует, что в геохимии все больше внимания уделяется иссле-
дованию тяжелых металлов, и особенно бериллию и селену в
грунтах.
Определение тяжелых металлов и селена в объектах окру-
жающей среды и горных породах до сегодняшнего дня было
чрезвычайно сложной аналитической задачей.
Содержание редких, благородных элементов и селена опре-
деляли масс-спектрометром с индукционно связанной плазмой
(ICP-MS) анализатора Element-2 (Германия). В качестве внутрен-
него стандарта использовали индий (115In), в качестве внешнего –
стандарты СГД-1А, СГД-2 (Институт геохимии им. А. П. Вино-
градова СО РАН) [3].
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
200
Разработанные аналитические схемы разложения горных
пород и минералов с использованием микроволнового поля поз-
воляют значительно уменьшить продолжительность и трудоем-
кость пробоподготовки. Получены результаты ICP-MS определе-
ния содержания микроэлементов в природных объектах без пред-
варительного концентрирования. Разработан комплекс методик
ICP-MS определения содержания редких и благородных металлов
в горных породах в диапазоне от 10 до 100 ppm с относительным
стандартным отклонением 0,1–0,2. В результате выполненных
работ:
1. Изучен химический состав породообразующих силикатов,
определены содержания макрокомпонентов SiO2, Al2O3, TiO2,
Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5, SO3, H2O (рис. 3).
2. Результаты микроскопного исследования шлифов из гор-
ной породы отвала № 1 показали, что основная масса сложена аг-
регатами мелкозернистых слюд, полевого шпата, гидроокислов
железа, обломков кварца, плагиоклаза (таблица 1).
3. Определено содержание токсичных элементов (1, 2, 3
класса токсичности); особенно токсичные Be, Cd не превышают
ПДК, превышают незначительно Cu, Pb.
4. Установлено содержание РЗЭ и построены диаграммы их
распределения в отвале (рис. 4). Содержание РЗЭ не превышает
средних значений кларков в земной коре по А. П. Виноградову.
5. Содержание Ge в отвале на уровне кларков; содержание
благородных металлов Au на уровне 10-6–10-7 %.
6. Содержание селена в отвале в диапазоне 1–3 ppm, что
превышает значения кларков в земной коре.
7. Рекомендовано использование отвала для производства
биоактивных добавок и смесей. Это обусловлено высоким со-
держанием селена в отвале. Биоактивные смеси используются в
агропромышленном комплексе для защиты почв от загрязнения.
8. Построены объемные модели распределения химических
элементов на поверхности отвала шахты Терновская, одна из ко-
торых в качестве примера показана на рисунке 5.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
201
Рис. 3. Процентный состав окислов в пробе на горизонте 0 м
Рис. 4. Диаграммы распределения РЗЭ относительно хон-
дрита в скважинах № 1–9
1
6
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
S
iO
2
A
l2
O
3
Fe
2…
Ti
O
2
M
nO
M
gO
C
aO
N
a2
O
K
2O
P
2O
5
H
2O
№ скважин
мас %
Минерал, порода
Состав пробы на горизонте 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
202
Рис. 5. Объемная модель распределения Mn по поверхности
отвала ш. Терновская
Выводы.
1. Для оценки принципиальной возможности использова-
ния породной массы отвала в промышленности, строительстве и
сельском хозяйстве необходимо выполнить геолого-
экологическое и геофизическое исследование отвала, которое
должно включать в себя следующие этапы: тахеометрическая
съемка породного отвала с плановой и высотной привязкой точек
опробования и геофизических профилей, построение объемной
модели отвала; изучение геофизическими методами состояния
породного отвала и подстилающего массива в его основании, по-
строение разрезов распределения геофизических параметров, вы-
явление областей разуплотнения и повышенной влажности мате-
риала отвала; проведение отбора проб по поверхности рыхлых
отложений отвала; выполнение аналитических исследований по
определению основных окислов, токсичных элементов, редких и
рассеянных элементов масс-спектрометром с индукционно свя-
занной плазмой (ICP-MS); обработку и анализ полученных ре-
зультатов.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
203
2. На основании выполненных этапов сделано заключение о
возможности его разработки как техногенного месторождения
нерудного и строительного сырья.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Огильви А. А. Основы инженерной геофизики [Текст] /
А. А. Огильви. –– М. : Недра, 1990. –– 468 с.
2. Никитин В. Н. Основы инженерной сейсмики [Текст] /
В. Н. Никитин. — М. : Изд-во МГУ, –– 1981. –– 76 с.
3. Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов. –– М., ––
1997, т. 5 –– 575 с.
|