Плюсы и минусы затопления карьеров
(печатается с сокращением)
Затопленные карьеры – настоящее наследие промышленной добычи открытого типа. Несмотря на то, что к этому подходу начали прибегать достаточно давно, как показывает время, вариант затопления при планировании рекультивации карьера начинает прорабатываться (если вообще прорабатывается) на самых поздних этапах эксплуатации объекта, когда круг оставшихся вариантов ограничен. Таким образом следствием халатности и невнимательности к составлению проектов закрытия горнодобывающих предприятий стали тысячи заброшенных, нерекультивированных карьеров, и разбросанных по всему миру – затопленных или частично затопленных.
Риски при затоплении карьера в основном связаны с долгосрочным использованием участка после прекращения добычи, следовательно, и подходить к анализу проблемы и изменению ее характера надо с дальним прицелом. Тем не менее существуют в данном случае и вполне краткосрочные угрозы.
ПОНИМАНИЕ РИСКОВ
Проект затопления карьера, как правило, должен соответствовать требованиям общего порядка, объект быть «безопасным» и «не загрязняющим окружающую среду», а также согласовываться с целями, определенными в плане закрытия объекта горнодобывающей деятельности. В мире, однако, растет число стран и отдельных регионов, которые устанавливают специальные нормы, регулирующие такой подход к рекультивации.
Как и любая другая крупная форма ландшафта, нерекультивированные (либо недостаточно эффективно рекультивированные) затопленные карьеры могут представлять определенные угрозы.
Безопасность
Данный аспект может касаться как людей, так и животных, проживающих в районе затопленного карьера. Безопасность обеспечивается путем проведения качественных рекультивационных работ или ограничением доступа к границам карьера, о чем в процессе планирования закрытия объекта зачастую забывают.
Опасность падения или утопления могут представлять излишне крутые стенки карьера, расположенные под поверхностью воды и над нею; эти риски должны быть обязательно учтены относительно перспективы отказа от права на участок. Вариант обнесения карьера изгородью с целью предотвращения доступа к нему не всегда целесообразен из-за большой площади объекта. В равной степени обслуживание такого защитного ограждения возлагает необоснованные и неосуществимые обязательства на плечи следующего владельца участка.
Устойчивость бортов затопленного карьера – задача геотехническая, и при ее решении следует учитывать влияние таких факторов, как давление грунтовых вод (в том числе сезонные или иные колебания этого показателя), характер прилегающих форм ландшафта, в частности отвалов пустой породы.
Эрозия
Проблема эрозии характера для затопленных карьеров с активными поверхностными водами. Высока вероятность размытия береговой линии, особенно если рядом с границей объекта проходят дороги или находятся другие элементы инфраструктуры. Повышенная эрозия может также привести к возникновению сложностей с обеспечением безопасности, предотвращением загрязнения окружающей среды, достижением целей рекультивации. Начальной точкой решения вопроса размывания берега затопленного карьера может стать гидродинамическое моделирование переноса отложений предполагаемого берегового уклона.
Загрязнение окружающей среды и качество воды
Относительно рекультивации потенциальный риск загрязнения связан с тем ущербом окружающей среде, который могут нанести воды затопленного карьера. Как правило, наибольшие опасения касательно качества воды вызывают низкий уровень pH, повышенная концентрация солей и металлов.
В долгосрочной перспективе спрогнозировать эти показатели можно посредством моделирования водохозяйственного баланса и качества воды. Однако применения общих мер по определению эффективности рекультивации может оказаться недостаточно с точки зрения создания искусственной или естественной водной среды.
Более того, в процессе моделирования долгосрочного развития условий может потребоваться расширить область анализа стратификации водных толщ и других комплексных динамических явлений, например, притока поверхностной воды. Устойчивость окружающей среды – главный и не зависящий от предполагаемого способа использования затопленного карьера критерий, которому должны соответствовать краткосрочные и долгосрочные цели рекультивации.
Устойчивость окружающей среды и целевое использование
В контексте устойчивости окружающей среды как универсальной, не относящийся к определенному поколению ценности, затопленный карьер представляет собой динамически изменяющуюся форму ландшафта. Качество воды в нем может периодически колебаться, без скатывания в некоторое равновесное состояние. Фактор непрерывности изменений должен непременно учитываться при подготовке плана рекультивации объекта, поскольку они несут с собой и риски, и возможности. Так, в краткосрочной перспективе качество воды может оказаться вполне приемлемым для диких животных, вне зависимости от того, было ли учтен данный фактор в плане или нет. В то же время если рассматриваемый показатель представляет угрозу местной фауне – напрямую или косвенно через пищевую цепочку (например, вода может содержать сублетальные концентрации аккумулирующихся в естественной среде элементов) – рассчитывать на подобное использование затопленного карьера вряд ли стоит.
С другой стороны, краткосрочные возможности, которые появляются, если качество воды вполне удовлетворительное, в конечном счете в случае его ухудшения утрачиваются. В этом смысле объект, вероятно, перестает соответствовать понятию устойчивости окружающей среды, пусть вся работа по нему и была проведена согласно с первоначальными задачами и требованиям рекультивационного проекта. Значение имеет состояние не только в ближней перспективе, но и в будущем [McCullough, 2016].
Невозможность отказа от права на объект
Возникновение любой из рассмотренных выше угроз может стать препятствием к отказу от права на затопленный карьер, что налагает дополнительные постоянные расходы на его обслуживание. Кроме того, владелец объект в таком случае в будущем может ожидать более строгого отношения к себе со стороны органов власти, сложностей с получением и сохранением социальной лицензии.
Потеря социальной лицензии на работу
Даже если владельцу участка с затопленным карьером удалось отказаться от прав на объект, неспособность принять адекватные меры по предотвращению рассматриваемых рисков может привести к потере социальной лицензии на работу, при этом вся связанные с карьером и его рекультивацией обязанности лягут на плечи местных жителей, властей и других сторон.
УСТРАНЕНИЕ РИСКОВ
Поиск эффективных способов устранения рисков определяется пониманием угроз, которые может представлять затопленный карьер, выявлением вероятности возникновения и степени рисков, пробелов в имеющейся информации и данных.
Заблаговременное планирование
При составлении любого качественного рекультивационного плана проработка конечной формы ландшафта начинается заблаговременно. Проект затопления карьера должен отталкиваться от возможных способов использования участка после прекращения добычи, определяющих цели рекультивации. Затопление должно иметь четкие обоснования и критерии [McCullough et al, 2018], которыми необходимо руководствовать на протяжении всего процесса, начиная с момента закрытия предприятия и запуска проекта рекультивации. Для выявления и постановки целей работы следует в первую очередь обсудить наиболее очевидные способы использования участка с заинтересованными сторонами.
Не следует отдавать приоритет планированию наземных форм ландшафта в ущерб разработке самого процесса затопления карьера, даже если регулирующий орган старается обратить на это особое внимание. Должно иметься отчетливое понимание, на что будет похож объект после затопления, иначе можно упустить возможности, способные облегчить и повысить эффективность рекультивации.
Засыпка – не единственный вариант
Участвующие и заинтересованные в рекультивации стороны могут предложить произвести засыпку затопленного карьера, даже несмотря на то, что это не всегда практично (например, из-за низкого соотношения пустой породы к ценному материалу на многих предприятиях по добыче угля и железной руды) и рентабельно. Чем больше на объекте пустот и свободного пространства, тем ниже риски, связанные с этим вариантом.
Профессиональное взаимодействие
Важнейшую роль в подготовке качественно плана затопления карьера может сыграть проведение целевых междисциплинарных исследований, сотрудничество специалистов различных областей. Эффективное планирование всегда является результатом деятельности множества людей разного профиля: экспертов по поверхностным и грунтовым водам, специалистов по связям, юристов, инженеров-геотехников, строителей и проектировщиков, экологов, экотоксикологов и т.д. Комплексный междисциплинарный подход к вопросу затопления карьера даст качественную разницу при рекультивации.
Все внимание качеству воды
Основные риски, сопутствующие затоплению карьеров, связаны с качеством воды. План рекультивации должен быть рассчитан на улучшение этого показателя либо по крайней мере предотвращение его ухудшения. Если ничего не помогает, можно установить очистные системы, которые в определенных ситуациях способны повысить качество воды и привести его в соответствие с нормативными требованиями.
Кроме рисков есть и возможности
Следует ориентироваться на долгосрочные, запланированные и незапланированное возможности использования затопленного карьера в конкретном регионе [McCullough et al, 2018]. Кроме потенциальных рисков, связанных с размерами, зачастую низким качеством воды и т.д., объекты такого типа предлагают различные варианты полезного использования на благо местных жителей, горнодобывающей компании и окружающей среды.
Местные жители нередко проявляют живой интерес к использованию затопленного карьера, поэтому если подобные намерения у населения возникают, их следует как можно раньше рассмотреть и учесть. Итак, затопленный карьер может использоваться для:
- купания, плавания, дайвинга, катания на лодке;
- проведения таких мероприятий, как экскурсии, походы, велосипедные прогулки;
- создания места обитания диких животных и рыбы;
- очистки вод с других закрытых или действующих объектов добычи;
- источника водных ресурсов для сырьевых отраслей промышленности и борьбы с наводнениями.
Рассмотренные выше угрозы занимают все более значимое место при подготовке руководящих документов по закрытию объектов горнодобывающей деятельности, рекомендации касательно изучения возможности затопления карьеров в процессе планировании рекультивационных работ приводятся, например, в последних инструкциях, опубликованных в Австралии и других стран мира.
Источник
Затопление (карьер)
Поскольку затопление происходит открытым способом , увеличение шахтной воды происходит в карьере. Заводнение — это процесс переоборудования карьеров, которые больше не нужны. Он может быть как неконтролируемым, так и контролируемым.
Содержание
Основы
Чтобы иметь возможность вести разработку месторождения открытым способом, необходимо откачать воду, которая там находится . Эти иногда сложные меры необходимы для того, чтобы вся грунтовая , стоячая и поверхностная вода не попадала в зону добычи и сливала ее в виде болотной воды . Когда минералы месторождения были извлечены , оставшейся покрывающей породы недостаточно из-за образовавшегося дефицита массы для повторного заполнения ствола скважины. Кроме того, насыпи на оставшихся стволах открытых горных выработок со временем становятся нестабильными, что может помешать повторному использованию бывшего участка добычи. Чтобы оставшийся участок добычи мог снова использоваться широкой публикой, карьер заполняется водой и затопляется.
Проведение затопления
Флуд может быть осуществлен двумя способами: пассивным или активным. При пассивном затоплении, которое также известно как самоподъемная вода, подъем воды происходит через воду, естественно присутствующую в водоносном горизонте. Однако этот естественный процесс пополнения может занять несколько десятилетий. Активное затопление, также известное как внешнее затопление, лучше всего подходит для восстановления водного баланса бывших карьеров. Здесь в карьер подается вода из рек или других водоемов. Другая возможность добавления посторонней воды — не отводить болотную воду от соседних действующих карьеров в реки, а использовать ее для затопления оставшейся ямы. Внешнее затопление ускоряет подъем уровня воды в оставшемся карьере. Кроме того, это стабилизирует геотехнические условия, положительно влияет на качество воды и быстрее завершает процесс затопления. Однако только несколько оставшихся открытых карьеров географически расположены таким образом, что они могут быть затоплены непосредственно поверхностными водами. Часто затопляемую воду приходится закачивать в оставшуюся скважину на большие расстояния. Обычно для этого требуется несколько насосных станций. Это часто требует мониторинга и возможности вмешательства в процесс наводнения. Процессы наводнений часто приходится прерывать и продолжать в более поздний момент времени, особенно когда внешние водные ресурсы становятся все меньше. Часто приходится эксплуатировать большое количество насосных станций и систем очистки, пока не будет достигнут сбалансированный водный баланс, который также является саморегулирующимся. В конце процесса затопления образовалось остаточное открытое озеро, которое можно использовать для местного отдыха.
Проблемы
Затопление оставшихся ям открытого карьера также часто доставляет проблемы. В некоторых горных районах почвы имеют высокое содержание пирита . В результате на гидрохимическое развитие оставшихся карьерных озер влияет поступление веществ из отложений оставшихся откосов скважин и поступающих грунтовых вод. Здесь хорошо известно образование кислых шахтных вод в результате выветривания дисульфитов железа пирита и марказита . Когда железо disulfites приходят в контакт с кислородом, железные disulfites окислить , который в свою очередь приводит к мобилизации из сульфатов и ионов металлов. Продукты выветривания дисульфитов железа растворяются в дождевой воде и перетекают в остаточную воду . Это приводит к подкислению воды в оставшейся лунке и, как следствие, к ухудшению ее качества. В частности, отвальные воды из отвалов часто имеют чрезвычайно кислые значения pH от 2,0 до 2,9. Кроме того, эти воды часто имеют повышенные концентрации железа и сульфатов, а также часто марганца и алюминия . Растворенное железо делает воду коричневой. Растворяя гидрокарбонат, значение pH можно снова повысить до слабокислого диапазона. Кроме того, воздействие воды можно нейтрализовать с помощью целенаправленной смеси щелочной и кислой воды для заводнения.
Источник
