Экологическая обстановка Донбасса

реферат

Проблемы, вызванные закрытием шахт в Луганской области

Закрытия шахт в Луганской области, вызванные программой реструктуризации угольной промышленности, явились источником очень многих серьезных экологических проблем. Нерассмотрение широкого спектра экологических вопросов, как при проектировании, так и в процессе ликвидации шахт, нарушение природоохранного законодательства приводит к существенному ухудшению состояния окружающей природной среды в угледобывающих регионах Луганской области и необходимости привлечения дополнительных денежных средств на разрешение экологических проблем, которые возникают в связи с реструктуризацией угольной промышленности.

Необходимость регионального подхода в вопросах закрытия угольных шахт предусмотрена постановлением Кабинета Министров Украины от 12.01.99 г. № 31 «О мерах относительно решения эколого-гидрогеологических проблем, которые возникают вследствие закрытия горнодобывающих предприятий, шахт и разрезов». С целью обеспечения выполнения этого постановления институту «Луганскдипрошахт» вместе с другими организациями и учреждениями было поручено выполнение «Регионального проекта оценки влияния шахт на экологическо-гидрогеологическое состояние окружающей природной среды в районах их закрытия и схем инженерной защиты территории в Луганской области». Техническим заданием на выполнение этого проекта предусматривалось проведение научно-исследовательских работ на 41-ой шахте. Однако после выполнения первого этапа работ УГКР «Укруглереструктуризация» приостановила дальнейшее финансирование этого проекта.

Следует отметить, что экологическая безопасность ликвидации шахт находится в прямой зависимости, в первую очередь, от состояния финансирования и своевременности выполнения природоохранных мероприятий. Анализ выполнения предусмотренных проектами объемов работ, направленных на обеспечение экологической безопасности, показал следующее: по шахтам, которые закрываются, на мероприятия, которые призваны обеспечить экологическую безопасность, фактически было израсходовано только 8,5% от предусмотренных в проектах средств.

Таким образом, ликвидация угольных шахт, которая осуществляется без учета прогнозных оценок экологических последствий с частыми нарушениями природоохранного законодательства в условиях недостаточного финансирования мероприятий, направленных на обеспечение экологической безопасности, по остаточному принципу, приводит к существенному осложнению экологической ситуации в угледобывающих регионах области, которая обостряет и без того напряженную социальную обстановку.

Повышенный интерес к данной проблеме вызван ускоренным развитием современных природно-техногенных процессов, повлиявших на состояние окружающей человека природной среды вследствие массового закрытия шахт в Луганской области.

Среди этих процессов выделяются, прежде всего:

· загрязнение подземных вод;

· подтопление и заболачивание аграрно-освоенных земель и территорий промышленно-гражданской застройки;

· подвижки массивов горных пород и проседание дневной поверхности;

· локальные множественные поступления минерализованных шахтных и загрязненных сточных вод в поверхностные и подземные водные объекты;

· ускорение миграции техногенного загрязнения из различных накопителей твердых и жидких отходов в геологическую среду (породы зоны аэрации, подземные воды и др.) и биологические объекты (почвенно-растительный слой, сельскохозяйственные растения и др.);

· практически не контролируемое расширение путей миграции взрывоопасных газов.

Подробнее остановимся на анализе сложившейся экологической ситуации вследствие массового закрытия шахт. Он сделан на основе изучения материалов, полученных от органов местного самоуправления, обследованных населенных пунктов, годовых отчетов Госуправления экологии и природных ресурсов в Луганской области за 1999 и 2000 годы о состоянии окружающей природной среды, отчета Датско-Украинского проекта «Охрана и восстановление качества подземных вод в районе Донбасса, Украина» (2000).

Влияние закрытия шахт на гидрологический режим прилежащих территорий

Прогнозные оценки специалистов свидетельствуют, что при закрытии шахт и затоплении горных выработок существенно растет техногенная нагрузка на объекты окружающей среды, особенно на геологическую среду и гидросферу.

Современный Донбасс можно считать региональной гидрогеофильтрационной системой, включающей около 240 пространственно распределенных техногенно-геологических систем «шахта - геологическая среда». Большие площади вскрытия угленосных пород горными выработками и резкое увеличение их проницаемости вследствие техногенной трещиноватости обусловили активное влияние шахт на гидрогеологические условия прилегающих территорий.

Закрытие только 34-х шахт Луганской области угрожает подтоплению 25 км2 селитебно-промышленной зоны. Площадь подработанной территории в зоне ликвидированных шахт превышает 400 км2, площадь территории, опасной по выделениям метана, составляет 33 км2, а территории возможных деформаций земной поверхности - 17 км2.

Остановка сброса шахтных вод в связи с выводом из эксплуатации большого числа шахт и перевода их на «мокрую» консервацию резко изменили гидрологический и гидрохимический режим таких рек, как Ольховая, Санжаровка, Комышеваха, Лугань, Большая Каменка и др., в которые продолжительное время осуществляется сброс шахтных вод и промстоков.

При закрытии шахт методом «мокрой консервации» (полного затопления) от 20 до 40% территорий работ в границах горнопромышленных районов оказались подтопленными и заболоченными. В первую очередь - это участки подработанных горными выработками речных пойм и невысоких пойменных террас, зоны влияния подпора поверхностных водотоков, зоны выходов песчаников и тектонических нарушений на склонах балок, пониженные участки дневного рельефа, где ранее наблюдались выходы подземных вод на поверхность в виде родников (радиус выхода подземных вод может превышать 1 - 1,5 км).

Ликвидация шахт во всем Стахановском регионе угрожает подтоплением более 600 га застроенных территорий и сельскохозяйственных земель. В зону подтопление попадает более 2000 жилых домов, дачных участков и промышленных объектов, а также водозаборные сооружения питьевого водовода, системы канализации и очистки бытовых стоков.

Экологические последствия ликвидации шахт в регионе уже начинают проявляться. На сегодня подтапливается пос. Лозовая Павловка за счет самоизливания воды с бывших шахт «Егорова» и «21/23 Лозовая Павловка». Ликвидация же шахты «Брянковская» приведет к выходу шахтных вод на поверхность, что угрожает подтоплением 187 га территории индивидуальной застройки города Брянка. Для защиты этой территории должен быть построен горизонтальный дренаж с организованным сбросом, а также обеззараживание сбрасываемых в р. Лозовая дренажных вод. Однако дренаж доныне не построен.

Такая же сложная ситуация сложилась в Краснодонском районе, где ликвидации подлежали 4 шахты (им. С. Тюленина, «Донецкая», «Победа», им. Лютикова), и предусмотрены к ликвидации еще две: «Краснодарская-Южная» и «Северная».

На шахте им. С. Тюленина со времени закрытия шахты к моменту выхода шахтной воды на поверхность прошло только 13 месяцев при проектном расчете 6 лет. В результате в г. Краснодоне подтоплен жилой массив площадью 48 га, на котором расположены 650 зданий. Для ликвидации подтопления в пойме р. Большая Каменка была построенная дренажная система, ведется откачка воды из ствола шахты. В настоящее время в г. Краснодоне появились новые зоны подтопления жилищной застройки.

Для сравнения запланированных мероприятий по ликвидации последствий подтопления вследствие закрытия шахт приведем конкретные сведения относительно действительных событий. В протоколе технического совещания Минуглепрома Украины по решению проблем, возникших в связи с затоплением ликвидируемых шахт Краснодона и Стахановского региона, от 09.09.1997 г. дан краткий анализ гидрологической ситуации. В нем говорится, что на тот момент: «...вода по шахте им. С. Тюленина вышла на поверхность, хотя по прогнозу, согласно проекту ликвидации, общее время затопления шахты предусматривалось более 6 лет». И далее: «Погашенные шахты им. С. Тюленина и «Донецкая» гидравлически связаны с ранее затопленными шахтами, такими как им. Молодой Гвардии, №173, №21, им. О. Кошевого. Шахта №21 в настоящее время подтопила дома в г. Краснодоне по улицам Речной, им. П. Исаева, Танкистов, Советской и др. Учитывая, что вышеназванные шахты связаны в единый гидродинамический каскад, возможны существенные изменения геологической среды такими явлениями, как подтопление территорий, в том числе и застроенных, засоление и загрязнение подземных и поверхностных вод, изменение рельефа. Негативные последствия могут распространиться и за пределы Украины в связи с тем, что шахта «Донецкая» граничит с российскими шахтами...». В качестве конструктивных предложений, направленных на стабилизацию гидрологической обстановки, предложено: «...ускорить разработку гидрогеологического заключения и на его основе выполнить «Комплексный проект понижения уровня шахтной воды и недопущения подтопления г. Краснодона». И далее: «...срочно необходимо выдать первоочередную проектно-сметную документацию и ускорить сооружение горизонтальной дренажной системы, водоотлива с погружными насосами во вспомогательном стволе шахты им. С. Тюленина. Происходит интенсивное, отличное от прогнозного, подтопление других шахт».

По мнению многих исследователей, главное внимание при опережающих оценках влияния массового закрытия шахт на состояние окружающей природной среды необходимо было обращать на специфику проявления следующих факторов:

· изменения режима уровней подземных вод в пределах зон влияния шахтных водоотливов, многократно превышающих (в 3 - 10 и более раз) границы горных работ;

· высокий уровень инженерного освоения и техногенных нагрузок на площадях оседания дневной поверхности.

В результате совокупного действия этих факторов, как правило, проявляется устойчивый рост площадей территорий со значительным уменьшением глубин залегания уровней подземных вод и активным развитием процессов подтопления жилищно-коммунальных и промышленных объектов, сельхозугодий, коммуникационных объектов, транспортных магистралей и т.д.

Изменения качества подземных и поверхностных вод

При закрытии шахт остаются почти все проблемы относительно охраны водных объектов от загрязнения, и возникает ряд других, связанных с негативным влиянием на водные ресурсы. В связи с тем, что заполнение шахт происходит высокоминерализованными и загрязненными шахтными водами, процесс загрязнения и засоления подземных водоносных горизонтов является практически необратимым.

В связи с резким возрастанием притоков подземных вод в шахты (в 15 раз за период с 1950 г.) и снижением их уровней до 400 - 700 м и более, а также увеличением числа техногенных источников загрязнения подземных вод (шахты, шламонакопители, фильтрующие пруды накопители и отстойники, склады ядохимикатов и минудобрений, терриконы и др.) обострилась проблема охраны и восстановления качества ресурсов подземных вод, в первую очередь, на территориях, прилегающих к зонам влияния закрытых шахт.

Большой вред водоемам Луганщины наносит сброс шахтных вод. Часть шахтных вод, которые отводятся в естественные водные объекты области, от общего объема обратных вод составляет 48% и достигает 625 тыс. м3/сутки (228 млн. м3/год). Минерализация шахтной воды, как правило, превышает 1,0 г/дм3, интервал ее значений колеблется от 1,5 - 1,7 г/дм3 (шахты ГХК «Ровенькиантрацит») до 20-50 г/дм3 (шахты «Пролетарская» ГХК «Луганскуголь» и им. Капустина ГХК «Лисичанскуголь»).

Основными реками, в которые сбрасываются шахтные воды, являются Северский Донец, его правобережные притоки и Миус. В маловодные годы реки принимают промышленных стоков в 2-3 раза больше, чем объемы их естественного стока. Разработка месторождений каменного угля и сброс сточных вод в гидрографическую сеть содействовали изменениям в водообмене и гидрохимическом режиме подземных вод на территории, которая значительно превышает площадь горных работ. Площадь этой территории составляет около 10000 км2, из них 4000 км2 - площадь распространения подземных вод водоносного горизонта трещиновато-карстовой зоны верхнего мела, который является основным водоносным горизонтом, который используется для централизованного водоснабжения населенных пунктов области. Сброс минерализованных и загрязненных шахтных вод в гидрографическую сеть вызвал увеличение минерализации речных вод вдвое.

В 2000 году в водные объекты сброшено 361,2 млн. м3 обратных вод после очистки на очистительных сооружениях, что на 214,61 млн. м3 (37,3%) меньше, чем в 1996 году. И хотя запас свободной мощности на очистительных сооружениях составляет 331,8 млн. м3, от всего объема сточных вод, которые прошли очистку, только 29,7 млн. м3 отнесены к категории нормативно-очищенных.

Это обусловлено такими факторами.

· В ряде городов очистительные сооружения морально и физически устарели, а в городах Кировск, Брянка, Славяносербск полностью или частично разрушены. В области существуют очистительные сооружения, которые эксплуатируются с 1940 года.

· В связи со снижением производства и закрытием шахт уменьшился общий объем шахтного водоотлива, вследствие чего на ряде шахт проектная мощность очистительных сооружений значительно превышает фактическое поступление шахтных вод. Высокоминерализованные шахтные воды поступают в очистительные сооружения механической и физико-химической очистки, в результате чего снижается только содержимое взвешенных веществ. Вследствие этого практически весь объем сброса шахтных вод (больше 200 млн. м3) отнесен к категории недостаточно очищенных по минеральному составу.

Анализ проектов ликвидации шахт свидетельствует, что согласно расчетам прогнозный срок их затопления колеблется в границах 2 - 23 лет, после чего следует ожидать выход воды на поверхность. При этом качество воды, которая выходит на поверхность, значительно хуже по показателю минерализации, чем та, которая есть в настоящее время, в частности по сульфатам, хлоридам, железу. И только после 5 - 10 лет после ее выхода на поверхность предполагается незначительное снижение содержания загрязняющих веществ и некоторая стабилизация качества воды. Подъем уровня шахтных вод и выход их на поверхность угрожают ухудшением качества воды в одиночных скважинах и колодцах, расположенных в шахтерских поселках и городах (пример - шахта «Кременская»). Проектами же на ликвидацию шахт, как правило, предусматривается или строительство кустовых очистительных сооружений, или использование уже существующих, которые могут обеспечивать только механическую очистку шахтных (дренажных) вод, в результате чего снижается только содержимое взвешенных веществ.

Как показал выполненный в ходе реализации Датско-Украинского проекта анализ результатов многолетнего экологического мониторинга в Донбассе, вследствие увеличения техногенной нагрузки на гидросферу имело место развитие очагов загрязнения подземных вод (несколько десятков) и устойчивый рост их минерализации за последние 30 лет: от 0,5-1,0 до 1,5-3,0 г/дм3 и более. При этом площадь развития пресных подземных вод (солесодержание до 1,0 г/дм3) сократилась в 4 раза, а воды с повышенной минерализацией (1,5-3,0 г/дм3) установлены на 83% территории района работ.

По данным лаборатории экологии почв Луганского института агропромышленного производства, следствием значительного повышения уровня минерализации грунтовых вод стала ситуация, сложившаяся с водообеспечением подтопленных территорий г. Краснодона. Основным источником воды хозяйственно-питьевого назначения здесь всегда были скважины и колодцы, учитывая значительные проблемы подачи питьевой воды по системам горводоканала. Согласно ГОСТу 2874-82 сухой остаток или минерализация в питьевой воде должны составлять не более 1 г/л. Уже только по этому показателю качества грунтовые воды, минерализация которых составляет 2,5 - 4,5 г/л, не пригодны не только для питья, но и для полива земельных приусадебных участков.

Проведенный анализ природных вод, отобранных из колодцев и скважин на содержание нитратов, показал, что и по этому показателю вода является не пригодной для питья. Так, при норме нитратов в питьевой воде не более 45 мг/л их содержание в 26% исследуемых проб составило 51,3 - 154,5 мг/л.

Многими специалистами предлагалось до начала массового закрытия шахт снизить негативное влияние на окружающую среду путем организации водоотлива при неполном затоплении шахт (динамический уровень должен находиться несколько ниже местного базиса эрозии - на глубине 70-100 м). Тогда количество воды, которая откачивается, не будет больше 30% водоотлива шахты, которая находится в эксплуатации. Таким образом можно было уменьшить сброс высокоминерализованных вод, снизить заболачивание, подтопление, дренаж речных вод, а также интенсивность инфильтрации атмосферных осадков в выработки.

В материалах отчетов говорится о том, что откачиваемые шахтные воды должны попадать на районные или групповые опреснительные установки с последующим использованием в хозяйственных целях. Внедрение такой схемы организации водоотлива с закрытых шахт позволило бы исключить один из основных факторов негативного влияния на окружающую среду, а также значительно пополнить запасы воды.

В настоящее время на балансе многих шахт, которые ликвидируются, есть биологические очистительные сооружения по очистке сточных вод шахтерских поселков, которые останутся и после ликвидации шахт. Таким образом, острым становится вопрос, связанный с очисткой хозяйственно-бытовых сточных вод, поддержанием очистительных сооружений в надлежащем санитарно-техническом состоянии или строительством, если их нет. Особенно это касается небольших населенных пунктов, где шахта была единственным источником наполнения бюджета местного уровня, в частности, Фонда охраны окружающей природной среды. Характерным примером такого положения является пос. Урало-Кавказ, где закрыта шахта «Победа», и готовится к ликвидации шахта «Суходольская - 1».

Изменение геологической среды региона массового закрытия шахт

Проблемы устойчивости и экологической безопасности геологической среды горнопромышленных районов Донбасса в условиях непрерывного роста комплексного влияния техногенных факторов (горная, металлургическая, химическая, аграрная и др. отрасли промышленности) находятся в центре внимания органов исполнительной власти, природоохранных ведомств и общественных организаций.

Негативным фактором, влияющим на состояние окружающей природной среды в результате закрытия шахт, по мнению специалистов, считается «оживление» тектонических разломов, участков мульдообразного проседания над горными выработками. Был сделан вывод, о том, что техногенных подвижек земной поверхности в процессе «оживления» участков тектонических разломов и геодинамических зон, мульдообразных проседаний в результате затопления может оказаться достаточным для разрушения промышленных и гражданских сооружений.

Донбасс является одним из наиболее старых крупных горнопромышленных районов в мире. История развития его превышает 200 лет. Здесь на площади до 15 тыс. км 2 по мере увеличения глубины ведения горных работ (до 900-1300 м) и снижения уровня подземных вод под влиянием шахтного водоотлива нарастало региональное нарушение равновесия в системе «минеральный скелет горных пород - подземные воды».

Изменение геологической среды при закрытии шахт в общем плане реализуется под влиянием двух групп процессов: обратимых и необратимых относительно первоначальных параметров верхней зоны литосферы. К обратимым процессам относятся:

· подъем уровней подземных вод до отметок, близких к природно-историческим, обусловленным взаимоотношением абсолютных отметок поверхности водоразделов и современной гидрографической сети (поверхностные водные объекты);

· восстановление площадного дренирования подземных вод как гидрографической сетью, так и за счет выхода их в виде родников на дневную поверхность в пониженных участках рельефа и зонах развития тектонических нарушений; при этом на участках подработки поверхностных водотоков горными выработками усилится подтопление и заболачивание пойм и низких пойменных террас;

Делись добром ;)