Регіони розробки залізних і марганцевих руд (руд чорних металів)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Регіони розробки залізних і марганцевих руд (руд чорних металів)

Руди -- це природні мінеральні утворення, в яких міститься який-небудь метал (або декілька металів) у концентраціях, що роблять його видобування економічно доцільним. Основна частина залізних руд в Україні зосереджена в майже 50 родовищах, сконцентрованих у Криворізькому (початок експлуатації 1877 p.), Кременчуцькому (виявлений у 1924--1928 pp.), Білозерсько-Конкському (відкритий у 1955 р.) басейнах, розташованих у центральній частині Українського щита, а також у Керченському басейні на сході Криму та у Приазовському залізорудному районі. Білозерсько-Конкський басейн відрізняється особливо високою концентрацією багатих руд, частка яких перевищує 60 %. Марганцеві руди видобуваються у Нікопольському марганцеворудному басейні.

У найскладнішому екологічному становищі перебуває Криворізький басейн, де залізна руда видобувається у 10 кар'єрах глибиною до 300 м і 20 шахтах з максимальною глибиною до 1125 м. Загальна площа гірничого відводу сягає 700 км2, а гірничі роботи здійснюються на 360 км2. Поблизу Кривого Рогу на вузькій смузі протяжністю майже 100 км спостерігається "рекордна" концентрація гігантських гірничовидобувних і переробних підприємств, біля яких проживає близько 1 млн осіб, на долю кожного з них припадає майже по 2 т шкідливих промислових викидів.

У місті нараховується 3,5 тис. га порушених порід від підземного видобутку залізної руди, а саме:

-- понад 9 тис. га перебуває під утвореними техногенними формами рельєфу від кар'єрів глибиною 200--400 м до відвалів висотою майже 85 м;

-- більше 5 тис. га розміщено під хвостосховищами, де за-складовано понад 1,5 км3 дрібнозернистого піщаного ґрунту;

-- понад 50 млн м3 шахтних вод з мінералізацією 2-- 100 г/дм3 відкачується щороку з надр;

-- кожного року скидається майже 160 млн м3 господарсько-побутових і промислових стічних вод;

-- утворюється більше 300 тис. т побутових відходів та ін.

Наявність недостатньо проникних покривних порід і розміщення у регіоні значної кількості сховищ шламу загальною площею 71 км2 зумовили підтоплення земель на площі 500 км2 із суттєвим ускладненням стану промислових і житлових агломерацій, дамб, хвостосховищ та інших об'єктів. Аналізуючи сучасну залізорудну базу України, можна говорити про цілком задовільне забезпечення цією сировиною всіх діючих металургійних підприємств як нині, так і в майбутньому.

Стосовно марганцевих руд, то за їхніми загальними запасами Україна займає друге місце у світі після Південно-Африканської Республіки, забезпечуючи 32 % світового виробництва марганцевих сплавів. Марганець -- це другий за значенням після заліза чорний метал, що у сплавах із залізом та кремнієм є основою рейкової та конструктивної сталі. Марганцеві руди Нікопольського марганцеворудного басейну залягають на глибинах від 15 до 170 м, що дає змогу здійснювати їх промислову розробку не тільки шахтним, а й відкритим способом; у них міститься до 27--28 % чистого металу.

Серед головних причин негативних екологічних змін довкілля у процесі експлуатації залізо- і марганцеворудних родовищ в Україні розрізняють такі:

-- підтоплення земель, що ускладнює стан промислових і житлових агломерацій, дамб, хвостосховищ та інших об'єктів;

-- відторгнення родючих земель під гірничі відводи (кар'єри, шахти, відвали);

-- порушення режиму підземних і поверхневих водотоків, зневоднення великих територій, погіршення якості питних вод;

-- засолення ґрунтів;

-- запилення повітряного басейну сполуками важких металів, сірки, азоту тощо.

Регіони видобутку сірки, солей та фосфоритів

Основні родовища самородної сірки розташовані у межах Львівської, а також частково Івано-Франківської областей (перші промислові запаси були виявлені у 1950 р.). На сьогодні кар'єрну розробку сірки припинено у зв'язку з економічними і екологічними проблемами виробництва. Нині видобування сірки провадять методом підземної виплавки. Розробка сірчаних родовищ спричинила значні викиди шкідливих речовин в атмосферу. Разовий вміст сірководню в повітрі населених пунктів за межами гірничого відводу вдвічі перевищує середньорічну ГДК.

Основні родовища кам'яної (кухонної) солі розміщені у Прикарпатті, Закарпатті та Присивашші (тут сіль одержують із ропи природних озер).

Родовища калійних солей розташовані також на території Львівської та Івано-Франківської областей. Калійні солі здебільшого використовуються для виробництва калійних добрив, іноді -- в основній хімії. Однією з головних проблем, у зв'язку з якою погіршується екологічна ситуація під час їх розробки, є скиди з водозабірників і шламосховищ у поверхневі річкові стоки дренажних вод зі значно перевищеним вмістом солей. Украй небезпечний інтенсивний розвиток карсту. Так, з 1978 р. утворилося майже 500 тис. м3карстових порожнин. Подальший розвиток карстового процесу загрожуватиме залізничним та автомобільним дорогам.

Фосфорити використовуються як сировина для виготовлення фосфатних добрив, потребу в яких особливо відчувають поширені в Україні чорноземні ґрунти. Нині держава має достатню фосфоритоносну базу; значні поклади фосфоритів виявлено на Сумщині, Придністровському Поділлі, півдні Волині.

Головними причинами погіршення екологічного стану довкілля, що пов'язані з видобутком сірки, солей та фосфоритів, вважають такі:

-- накопичення величезної кількості залишкових продуктів збагачення і переробки сірчаних руд;

-- забруднення підземних і поверхневих вод унаслідок фільтрації промислових стоків, а також у зв'язку зі скидами дренажних вод зі значно перевищеним вмістом солей;

-- значні викиди шкідливих речовин в атмосферу;

-- інтенсивний розвиток карсту й утворення карстових порожнин, що спричинює втрату сільськогосподарських угідь, загрожує залізничним і автодорогам.

Отже, для усіх способів розробки родовищ корисних копалин характерним є вплив на природне середовище, який охоплює майже всі компоненти довкілля. Цей вплив може бути як прямим, так і опосередковим, що є наслідком першого (табл. 4.1). Обсяги зони опосередкованого впливу значно перевищують обсяги зони локалізації прямого впливу.

Таблиця 1 Основні види і наслідки впливу гірничого виробництва на природне середовище*52

Отже, можна констатувати, що жоден з видів людської діяльності не виявляє такого комплексного негативного впливу на природне середовище та всі його компоненти, як гірниче виробництво.

Гірничопромислові ландшафти України та особливість рекультивації земель, порушених унаслідок гірничих розробок

Як вже зазначалося, утворення величезної кількості техногенних родовищ корисних копалин на території України є дуже важливою проблемою. Техногенні родовища корисних копалин -- це відвали видобутку та відходи збагачення і переробки мінеральної сировини, в яких містяться цінні корисні копалини; вони мають промислове значення. Нині в Україні обсяги цих відходів перевищують 25 млрд. т, займаючи площу понад 150 тис. га. Таким чином, в Україні утворено сотні великих, середніх і малих техногенних родовищ різних корисних копалин, придатних для промислового освоєння. Потенційна вартість таких родовищ, за попередніми розрахунками, обчислюється десятками мільярдів доларів. Така частина вторинних продуктів у перерахунку на 1 км2 території країни перевищує аналогічний показник для США у 6 разів і у 3 рази -- для держав Європейського Союзу.

Видобування мінеральної сировини призводить до формування специфічних антропогенних ландшафтів, які називають гірничопромисловими. Площею вони поступаються сільськогосподарським та лісогосподарським, але в окремих гірничих районах роботи проводяться на площі в тисячі гектарів.

Масштаби впливу на природу в гірничопромислових комплексах величезні. Найнесприятливішими за ступенем негативного впливу на довкілля є відкриті розробки -- кар'єри, їх розміри можуть досягати значних величин -- глибина понад 500 м, ширина кар'єрного поля майже 5 км, а розміщення розкривних порід потребує величезної площі (тисячі гектарів).

У результаті порушується літогенна основа ландшафтів, а також відбувається швидка перебудова поверхні, унаслідок чого формується техногенний неорельєф. Розрізняють два типи форм техногенного неорельєфу:

-- позитивний (акумулятивний) -- відвали, терикони, насипні та намивні поверхні;

-- негативний (вироблений) -- шахти, кар'єри, виїмки та ін. Під впливом відкритих розробок відбувається повне або часткове знищення первинної рослинності, ґрунтів, різке порушення біологічної продуктивності ландшафтів. Біоценози, що виникають, є одноманітними та випадковими за складом видів, примітивними за структурою, малостійкими і часто не здатними до самовідновлення. Часто нові екотопи освоюються організмами не на ґрунті, а на специфічному мінеральному субстраті.

Відкриті розробки спричинюють також значні гідрологічні зміни території. Самі кар'єри витрачають величезну кількість води, з чим пов'язане всихання та виснаження ґрунтових вод у районах діючих кар'єрів, причому зміни охоплюють території, які майже у 25 разів більші, ніж власне кар'єр. Навпаки, у рівнинних районах часто виникає локальне заболочування території, що посилюється у зв'язку з порушенням природного стоку акумулятивними формами неорельєфу. І, нарешті, для регіонів відкритих кар'єрних розробок характерним є забруднення природного середовища, тобто атмосферного повітря, вод, ґрунтово-рослинного покриву продуктами вивітрювання глибинних порід, а також промисловими викидами, пожежними газами відвалів та териконів, які горять.

За класифікацією Ф.Н. Мількова, всі ландшафти, пов'язані з промисловою діяльністю людини, об'єднуються в один клас -- індустріальні ландшафти. Залежно від способу видобування корисних копалин у цьому класі вирізняють типи ландшафтів (наприклад, кар'єрно-відвальний), які, в свою чергу, поділяються на типи місцевості. Наприклад, у кар'єрно-відвальному типі ландшафтів вирізняють такі види місцевості: 1) оголений кар'єрно-відвальний; 2) терикони; 3) кар'єрно-відвальні пустища; 4) озерно-пагорбовий, оголено-пустельний; 5) кам'янистий бедленд; 6) гідровідвали. Кожен тип місцевості -- це система взаємопов'язаних урочищ*53.

Г.І. Денисик (2001) вважає, що гірничопромислові ландшафти України мають складну внутрішню структуру. Дослідник виокремлює три типи цих ландшафтів у межах України:

-- кар'єрно-відвальний, що представлений декількома типами місцевостей. Наприклад, місцевості платоподібних кар'єрно-відвальних пустирів формуються в районах видобутку залізних руд (Криворізький басейн), марганцевих руд (Нікополь, Дніпродзержинськ) та вугілля (у районі Олександрії);

-- тип торфово-болотних пустирів формується в місцях торфорозробок. В Україні під торфорозробками зайнято 93 тис. га;

-- просадковотериконовий тип утворюється в районах підземного видобування корисних копалин (Львівський та Донецький кам'яновугільні басейни, підземні розробки фосфоритів і вапняків у Середньому Придністров'ї тощо). У структурі цього типу ландшафтів переважають терикони, тобто тип місцевостей, утворений високими (25--35, іноді до 80 м) відвалами підземного видобутку вугілля (у Донбасі, Новограді-Волинському та ін.).

Стосовно негативного впливу відкритих розробок корисних копалин на довкілля, то основними його факторами є:

-- повне або часткове знищення первинної рослинності, ґрунтів, різке порушення біологічної продуктивності ландшафтів;

-- значні зміни гідрологічного характеру території;

-- забруднення природного середовища, тобто атмосферного повітря, вод, ґрунтово-рослинного покриву продуктами вивітрювання глибинних порід, а також промисловими викидами, пожежними газами відвалів тощо*54.

Рекультивація земель. Перші спроби рекультивації територій, порушених гірничою промисловістю, розпочалися ще у середині XIX ст. у Німеччині. З початку XX ст. подібні роботи проводилися у США та Англії. Після Другої світової війни вони були поширені практично в усіх європейських країнах. Мета рекультивації -- відтворення продуктивності територій, порушених гірничою промисловістю, та повернення їх у різні види використання, що передбачає проведення комплексу інженерних, гірничотехнічних, меліоративних, сільськогосподарських та лісогосподарських робіт. Відтворення земель, порушених гірничими розробками, -- це складний процес регенерації ландшафтів.

Об'єкти рекультивації дуже різноманітні. Ними можуть бути:

-- відвали та кар'єрні виїмки відкритих розробок, різних розрізів і рудників з різноманітними системами утворення відвалів;

-- території, порушені під час підземного видобування корисних копалин;

-- відвали золи та лінійні порушення поверхні у процесі будівництва трубопроводів, доріг та інших комунікацій.

Рекультивація земель, як правило, здійснюється у декілька етапів:

-- підготовчий, сутність якого полягає у певних конкретних діях, а саме: а) дослідження та типізація порушених територій; б) вивчення специфіки земель, що підлягають рекультивації; в) визначення наступної можливості використання земель після завершення рекультиваційних робіт;

-- етап гірничотехнічної рекультивації -- це інженерна підготовка території до різних видів подальшої рекультивації, яка включає комплекс інженерних робіт: а) планування поверхні; б) створення відвалів оптимальної структури та параметрів; в) регулювання водного режиму; г) різноманітні меліоративні заходи; д) будівництво під'їзних шляхів та інших споруд;

-- етап біологічної рекультивації та перехід до цільового використання рекультивованих територій. Роботи на цьому етапі спрямовані на остаточне відновлення родючості та біологічної продуктивності порушених земель, створення сільськогосподарських і лісогосподарських угідь.

Є два основні види біологічної рекультивації -- сільськогосподарський і лісовий. Сільськогосподарська рекультивація здійснюється, як правило, в тих районах, де землеробство має велике господарське значення, а ґрунтово-кліматичні умови найсприятливіші. При цьому спочатку відтворюють родючість ґрунтів шляхом повернення гумусового шару та початкового вирощування рослин, невимогливих до ґрунтових умов. Потім вирощують звичайні для цієї місцевості сільськогосподарські культури, врожайність яких поступово, у міру відновлення родючості ґрунтів, досягає нормальних величин.

Лісова рекультивація застосовується частіше, оскільки вона потребує менших витрат та може здійснюватися на токсичних ґрунтах і в несприятливих умовах рельєфу. При виборі деревних та чагарникових порід для посадки на відвалах найкращими є місцеві види, які добре пристосовані до фізико-географічних умов певного регіону. Спочатку висаджують піонерні породи, тобто породи підготовчого періоду, а потім -- породи господарськоцінні, що в майбутньому можна використовувати для лісорозробок. Лісові насадження на відвалах відіграють важливу меліоративну, ґрунтозахисну та оздоровчу роль.

Кар'єри з високотоксичними ґрунтами, що непридатні для інших видів рекультивації, підлягають затопленню. Водна рекультивація проводиться, як правило, на місці старих кар'єрів, її завданнями є:

-- створення резервів промислових вод для потреб хімічної, металургійної, текстильної промисловостей, енергетики та сільського господарства;

-- формування резервів питної води;

-- утворення рекреаційних центрів та зон, які разом із лісопосадками на відвалах перетворюються в зони відпочинку.

Стосовно підземних виїмок, то вони використовуються з метою рекультивації як господарські приміщення для розміщення складів, архівів, сховищ газу, рідкого палива тощо. У містах на ділянках, порушених підземними розробками, споруджуються різноманітні спортивні заклади, створюються водойми, парки, проводиться житлове та промислове будівництво.

На сьогодні в Україні поступово розв'язуються складні проблеми екологічної рекультивації більшості гірничовидобувних районів, сформованих унаслідок попереднього екстенсивного розвитку промислових галузей та ресурсомістких технологій.

Масштаби ресурсокористування та створена в Україні структура промислового виробництва сприяли тому, що її можна зарахувати до країн із вищими відносними й абсолютними показниками утворення та нагромадження відходів. Серед них 80--85 % становлять власне відходи гірничопромислового виробництва, пов'язані з видобуванням, збагаченням та хіміко-металургійною переробкою мінеральної сировини. Вирізняють два головні шляхи вирішення питання відходів в Україні: 1) розробка та освоєння технологій, що обмежують утворення залишкових продуктів, насамперед, технології повної, комплексної переробки; 2) розширення використання відходів за допомогою формування міжгалузевих територіально-виробничих комплексів із замкнутими виробничими циклами.

Оскільки нині криза, пов'язана з сировиною, в Україні загострюється, основними необхідними запобіжними засобами для її подолання є:

-- зміна технологій у напрямі максимального зменшення використання тих речовин, що будуть дефіцитними у майбутньому (срібло). Наприклад, уже створені фотопроцеси, які зовсім не потребують срібла;

-- вилучення металів та інших речовин зі списаної техніки та їх повторне використання. Загальні запаси потенційного лому в Україні такі, що можуть ще тривалий час задовольняти потреби у сировині. Наприклад, у 1 т чавунного або сталевого лому зберігається 3,5 т мінеральної сировини;

-- удосконалення техніки збагачування мінералів, найбільш повне та комплексне вилучення з родовищ усіх корисних компонентів.

У Кодексі України про надра від 27 липня 1994 p. № 132/94-ВР зазначено, що надра -- це частина земної кори, розміщена під поверхнею суші та дном океану; вона простягається до глибин, доступних для геологічного вивчення та господарського використання. За цим Кодексом регулюються раціональне використання надр, їх охорона, гарантується безпека людей у процесі їх використання. Родовища корисних копалин -- нагромадження мінеральних речовин у надрах, джерелах вод та газів, на поверхні землі, дні водоймищ, які за кількістю, якістю та умовами залягання придатні для промислового використання.

Усі родовища корисних копалин, у тому числі техногенні, із запасами, що оцінюються як промислові, становлять державний фонд родовищ корисних копалин, а всі попередньо оцінені родовища корисних копалин -- резерв цього фонду*55. Охорона корисних копалин -- це система державних та суспільних заходів з найбільш повного використання родовищ, вилучення з руди всіх цінних компонентів, найраціональнішого використання в господарстві, запобігання забрудненню або іншим змінам у природі, що перешкоджають їх застосуванню.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які ресурси належать до мінеральних?

2. Поясніть, чому корисні копалини є типовими вичерпними ресурсами.

3. Охарактеризуйте сучасний стан мінерально-сировинної бази України.

4. Назвіть основні групи корисних копалин в Україні.

5. Як ви вважаєте, чи має Україна перспективи у видобутку нафти й газу?

6. Які негативні екологічні зміни довкілля є спільними для регіонів видобутку всіх видів мінеральної сировини?

7. Назвіть головні необхідні запобіжні засоби для подолання загострення сировинної кризи.

8. У чому полягає сутність поняття "гірничопромислові ландшафти"? Які з них є найнесприятливішими за ступенем негативного впливу на середовище?

9. У результаті чого формується техногенний неорельеф? Які є типи техногенного неорельєфу?

10. Визначте сутність рекультивації земель. Наведіть приклади.

11. Назвіть послідовні етапи та види рекультивації порушених земель.

родовище руда метал

Рекомендована література

1. Адаменко ОМ., Рудько Г.І. Екологічна геологія: Підручник. -- К.: Манускрипт, 1998. -- 348 с.

2. Барановський BJL Екологічний атлас України. -- К.: Географіка, 2000. -- 40 с.

3. Гавриленко О.П. Основи екології та безпека життєдіяльності. -- К.: ВПЦ "Київський ун-т", 2002. -- 117 с.

4. Данилишин Б.М., Дорогунцов CJ., Міщенко B.C. Природно-ресурсний потенціал сталого розвитку України. -- К.: ЗАТ "НІЧЛАВА", 1999. -- 716 с.

5. Денисик Г.І. Лісополе України. -- Вінниця: ПП "Тезис", 2001. --284 с.

6. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2004 p. -- К., 2005.

7. Кодекс України про надра від 27 липня 1994 р. № 132/94-ВР // ВВР. -- 1994. -- № 36.

8. Коротун І.М., Коротун Л.К., Коротун CJ". Природні ресурси України: Навч. посів. -- Рівне, 2000. --192 с.

9. Мильков Ф.Н. Человек и ландшафты. -- М.: Мысль, 1973. -- 222 с.

10. Минц АА. Экономическая оценка естественных ресурсов. -- М.: Мысль, 1972. -- 303 с.

11. Національна доповідь України про гармонізацію життєдіяльності суспільства у навколишньому природному середовищі. -- К., 2003. -- 128с.

Размещено на Allbest.ru