Тот, кто бывал на Донбассе, наверняка замечал, как над огромными шахтными терриконами поднимаются дым. Скажем прямо, что это довольно неприятное явление, которое связано с их самовозгоранием. Подобные сюрпризы случаются довольно часто, и приводят к задымлению окружающего воздуха, насыщению его вредными веществами, неприятному запаху. Но этим дело не заканчивается. Иногда террикон начинает гореть, превращается в подобие вулкана, а даже может взорваться, что невероятно опасно для находящихся рядом людей. Вот и получается, что террикон является настоящей экологической бомбой, создающей для человека целый ряд проблем. Но давайте не будем спешить с выводами, а разберемся во всем по – порядку.
И так, что собой представляет шахтный террикон? Это самый обычный отвал, состоящий из горной породы и угля, образующихся в процессе ведения проходческих работ. Слово террикон имеет французское происхождение. Оно произошло от двух выражений, «Conique» и «Terri». Первое переводится как «конический», а второе, как «породный отвал».
Терриконы являются визитной карточкой Донбасса, а также тех стран, где уголь добывают подземным способом. Несмотря на свою грациозность, они не очень вписываются в окружающий ландшафт, и существенно портят его вид. Эти рукотворные курганы занимают огромные площади, превращая их в самую обычную свалку.
Вы спросите, почему?
Пустая порода, образующаяся при ведении проходческих работ и при обогащении угля, вывозится транспортом или же специальными вагонетками на выделенную для этого площадку. С течением времени на ней образуется огромный курган, достигающий ста, и более метров высотой. Терриконы занимают огромные площади, делая их непригодными для хозяйственных нужд.
Однако дело не только в этом, Создавая терриконы, человек одновременно с этим создает себе огромную проблему. Все дело в том, что со временем этот отвал, состоящий из пустой породы и угля, начинает дымиться. Происходит это потому, что в составе угольной породы содержится минерал пирит, который невероятно привлекателен для тионовых и серных бактерий. Они перерабатывают его в серу, серную кислоту и окислы железа. Этот процесс сопровождается выделением огромного количества тепла. В результате, температура отвала повышается до 260 градусов, что приводит к возгоранию серы, угольной пыли и угля. Террикон начинает дымить,
Ученые установили, что внутри породного отвала температура может достигать 1200 градусов. Это настоящий вулкан, который в любую минуту может взорваться. Мало того, что он постоянно дымит, так еще и выделяет в воздух различные вредные вещества, которые образуются в результате химических реакций, происходящих под действием высокой температуры. Влиять на этот процесс человек никак не может.
Казалось бы, процесс горения должен затухать при попадании в террикон влаги. Но это не так. Вода соединяется с концентрированной серной кислотой, которая начинает интенсивно испаряться, насыщая воздух своими парами. Это невероятно опасное явление, которое оказывается вредное воздействие на человека и окружающую природу. Но даже если террикон и не горит, он в сухую и жаркую погоду может пылить. Вместе с пылью в воздух попадают и вредные вещества, такие, как: свинец, цинк, марганец, медь, и т д.
Учитывая невероятную опасность терриконов, их перестали насыпать. Образующуюся породу засыпают обратно в шахты. В процессе выемки угольного пласта образуются пустоты, которые и заполняют породой, с помощью специального оборудования, именуемого скреперами. Понятно, что это дополнительные затраты, которые подымают стоимость добываемого угля. Но в экологическом плане данная процедура выгодна и оправдана.
Можно, конечно, попытаться вывезти террикон в какое – то иное место, например, в карьеры или балки. Но этот способ, ввиду своей дороговизны, практически не используется. Такие отвалы засаживают деревьями, превращая их в парки.
В Украине просыпаются искусственные вулканы. Терриконы Донбасса, в которых время от времени возобновляется тление, угрожают здоровью местных жителей. Некоторые отвалы породы дымят уже несколько лет. Сейчас в Свердловске Луганской области, пытаются остановить тление на одном из терриконов. Специалисты утверждают, что подобных работ в Украине не проводили уже 7 лет - слишком дорого. Руслан Мищенко - с подробностями.
Террикон шахты имени Свердлова загорелся еще в 2005 году. Деньги на его тушение нашли только сейчас. Специалисты говорят, что работы будут продолжаться не менее года.
Непригодную для использования шахтную породу собирали тут почти 85 лет - накопили полтора миллиона тонн. Два года назад гора высотой в 65 метров начала дымить. Жительница местного поселка Лидия Гордюхина говорит: последствия опасного соседства ощущает уже давно.
Лидия Гордюхина, жительница поселка шахты имени Свердлова:
- Дышать нечем. Горит. Ветер поворачивает все. Голова болит, тошнит, детвора без конца болеет, в больницу обращаемся. А что толку? Работать-то надо. Таблетки выпили - и пошли.
Кроме жилых домов, в полукилометровую санитарную зону горящего террикона входят больница и две школы. Дети жалуются на недомогание.
Владислава Степанец, ученица поселковой школы:
- У меня воспалилась щитовидка. Болит голова и сильно бьет в висках. Я лечилась в Луганске, Червонопартизанске, а недавно выписали из нашей больницы
Виктор Косяков, директор поселковой школы:
- У нас на учете состоит семь человек тех детей, которые состоят на диспансерном учете с заболеванием щитовидной железой.
Специалисты предполагают, что огонь внутри террикона разгорается из-за активной деятельности особых подземных бактерий, живущих в породных отвалах. Как именно это происходит, науке неизвестно. Но в результате в воздух выделяется огромное количество вредных веществ. Порой их концентрация превышает норму в 2-3 раза.
Елена Степанец, эколог:
- Вот, идет испарение породного отвала. Это не просто пар. Это оксид серы, это формальдегиды, диоксид серы, это целая таблица Менделеева.
Санэпидемиологи в том, что именно горящий террикон влияет на здоровье людей, не уверены. Медики направили запрос в Киев, в Институт экогигиены. Ответа пока нет.
Виктор Бескровный, главный санитарный врач города Свердловска:
- Еще никто, а это может сделать только научно-исследовательский институт, не доказал, что загрязненность атмосферного воздуха вот теми веществами привело к увеличению заболеваний щитовидной железы
Единственный способ затушить пожар, считают специалисты - это уменьшить высоту террикона и расширить его площадь. При этом каждый слой шахтной породы нужно укрыть глиной, чтобы перекрыть доступ кислорода.
Виктор Земцев, заместитель гендиректора госпредприятия "Свердловантрацит":
- Разработаны проекты. С институтами согласованы все наши работы и действия. Мы работаем под контролем института МАК НИИ. Министерство угольной промышленности выделило 4,3 миллиона гривен на тушение этого породного отвала.
Впрочем, главная проблема, говорят угольщики - не в том, как остановить тление, а в том, как сделать это с наименьшим ущербом для окружающей среды. В процессе тушения количество выбросов возрастает. На Западе поступают по-иному. К примеру, в Германии шахтную породу отправляют на обогатительные фабрики, добавляют в нее уголь и используют в промышленности. Но себестоимость этих работ в несколько раз дороже обычной технологии тушения.
4.1. Основные теории самовозгорания терриконов
Самовозгорание - неотъемлемый этап преобразования углесодержащих горных пород при их попадании на земную поверхность и длительном хранении в окислительных условиях .
Рис. 4.1. Угольное самовоспламенение в терриконах (согласно
Wessling
, 2008 г.)
Тепло, выделяемое при окислении угля, приводит к его самонагреванию и возгоранию только при наличии благоприятных внешних условий .
Таблица 4.1
Температуры самовоспламенения угля
|
Объем, мл |
Фракция А |
Фракция Б |
|
31 |
138 |
140 |
|
100 |
124 |
129 |
|
400 |
113 |
112 |
|
800 |
110 |
110 |
Самовоспламенение вызвано экзотермической реакцией между углем и кислородом и связанным выпуском тепловой энергии; если кислород достаточно поставляется, но энергия не удалена, то реакция становится самоускоряющийся, пока не происходит горение (Wessling и др., 2008 г.).
Одной из первых теорий, объяснявших явление самовозгорание угля, была пиритная (выдвинутая Ю. Либихом в 1860 г.).
В 1861 г. Гундман высказал предположение, что основной причиной явлений самоокисления и самовозгорания служит примешанный к углю пирит .
Некоторые исследователи (особенно в Англии и Америке) придерживаются этого взгляда и до сих пор. В частности, Парр нашел, что угли с высоким содержанием пиритной серы, действительно, обладают особенной склонностью к самовозгоранию. Грэм также приписывает решающую роль при процессе самовозгорания содержащимся в угле сернистым соединениям железа - пириту и марказиту. Вальтер, Биленберг и Гаусвальд думают найти подтверждение пиритной теории в легкой возгораемости полукокса из угля, содержавшего много сульфата железа.
Однако, многие ученые указывают, что далеко не все угли с высоким содержанием сернистого железа способны самовозгораться. В подмосквоном угольном бассейне встречаются, например, богхеды с большими включениями пирита, но не склонные к самовозгоранию на воздухе. На поверхности кусков такого богхеда через несколько месяцев появляется сульфат железа там, где был пирит, но сам уголь остается без видимых изменений .
Грэм выдвинул еще пиритно-фузитную теорию, согласно которой особенно опасным в отношении самовозгорания компонентом угля является фузит с содержащимся в нем мелко раздробленным пиритом. К этому мнению присоединяются А.М. Гладштейн и М. Берма. Путилин А. высказывает также компромиссный взгляд. Он признает значение пирита, но считает, что «роль пирита при самовозгорании угля, повидимому, заключается в распылении и начальном подогревании угля».
Ф. Муллерт пишет: «Резюмируя, можно сказать, что причина самовозгорания углей заключается в способности образовавшегося вне доступа воздуха органического угольного вещества поглощать из воздуха кислород , присутствие же пирита и марказита играет при этом второстепенную роль» .
Выясняя причины самовозгорания, необходимо в основном обратить внимание на вещества, составляющие органическую массу угля, которых нужно изучить по отношению к окислению :
а) петрографические компоненты угля;
б) химические соединения, составляющие уголь;
в) отдельные атомные группы, из которых состоят молекулы этих соединений.
В соответствии с таким подходом первичный тепловой импульс при возникновении эндогенных пожаров обусловлен окислением кислородом воздуха пирита, содержащегося в углях. Так, при увлажнении угля происходит взаимодействие пирита с водой и растворенным в ней кислородом. Окисление серы может повысить температуры 1 т угля содержащем ее 1% на 117 0 К.
Самовозгорание угля в терриконах является следствием химического цикла связанного с высокой концентрацией соединения серы, которая в соединении с влагой образует сернистое соединение, вступающие в окислительную реакцию с породами и включениями угля с выделением тепла .
Однако, как показали дальнейшие исследования, данный фактор также не является решающим.
Процессу самовозгорания углей способствует наличие в них серного колчедана. Серный колчедан, окисляясь, выделяет тепло и разрыхляет верхние слои кусков угля, открывая новые поверхности для окисления .
Тепловому самовозгоранию предшествует относительно длительный период самонагревания дисперсного твердого материала. Самовозгорание (самовоспламенение) - это возникновение горения при отсутствии источника зажигания .
Такой процесс осуществляется при резком возрастании скорости экзотермических реакций (например, окисления) в объеме материала, когда скорость выделения тепла больше скорости его рассеивания.
Окисление угля в очаге самовозгорания происходит по следующим реакциям, протекаю
щим для антрацитовых углей при Т = 600-800 ° С :
2 С + О
2
= 2СО + 570,24 кДж/моль. (10)
2 СО + О 2 = 2СО 2 + 960,58 кДж/моль. (11)
Самовозгорание сначала происходит в зоне максимальных температур или в «горячей точке», в затем горение распространяется на соседние участки.
Обычно самовозгорание проявляется в форме тления, т.е. беспламенного горения материала при недостатке кислорода в зоне горения . При тлении в газовой фазе в зоне высоких температур не происходит образования горючей смеси из продуктов разложения материала и кислорода воздуха. Поэтому здесь и нет пламенного горения.
При достаточном количестве кислорода тление может перейти в пламенное горение (наблюдаемое обычно в поверхностных слоях материала, более интенсивно аэрируемых).
В данном случае газообразные и парообразные продукты термического разложения материала горят пламенем с излучением большого количества тепла. При этом поступающий кислород почти полностью расходуется на горение выделяющихся продуктов пиролиза над поверхностью твердого материала.
Конические и хребтовидные отвалы обычно загораются практически сразу, зачастую еще в момент отсыпки и продолжают гореть в течение 10-20 лет после ее завершения.
Самовозгорание пород терриконов угольных месторождений, представляет собой довольно сложный процесс, который обусловлен рядом генетических и внешних факторов.
Примером этого является террикон, горные породы в который попадали непосредственно с ленты транспортера и в дальнейшем не уплотнялись. Поэтому терриконы данного класса имеют высокую пористость, достигающую 30 %.
Именно этот фактор при прочих равных условиях (наличие значительных количеств горючего материала, способность к самовозгоранию и т.п.) обеспечивает активную газовую продувку практически всего объема террикона, что с неизбежностью приводит к масштабным и длительным процессам горения.
Под воздействием ветра очаги возгорания быстро увеличиваются и усиливаются.
В настоящее время достаточно детально исследован механизм самовозгорания породной массы. Часть исследователей [ 32 -34 ] считают, что единственной причиной самовозгорания угля является взаимодействие его с кислородом атмосферного воздуха. Однако в работе приводится высказывание одного из специалистов Либиха, касающееся того, что самовозгорание каменных углей обуславливается содержанием в них сернистого железа в тонкораспыленном виде, а присутствие воды и воздуха является ближайшим условием самовозгорания.
Исследования российских и зарубежных ученых показывают, что в настоящее время общепризнанной теории объясняющей процессы самовозгорания угля пока не существует, но все большее число исследователей отдают предпочтение теории комплекса «уголь - кислород», где увязываются процессы генерации, отвода тепла и самовозгорания.
Трудности в развитии этой теории состоят в недостатке данных о факторах опасности самовозгорания, которые не позволяют, в частности, решить уравнение теплового баланса. Об этом же свидетельствует анализ причин возникновения эндогенных пожаров, обусловленных несовершенством методов прогноза и превентивных мер эндогенной пожароопасности .
В соответствии с тепловой теорией самовозгорания угля, критическая температура не является константой и зависит как от вещественного состава угля, так и от условий формирования очага возгорания (определяемые его формой и параметрами, а также – притоком воздуха и характеристикой теплообмена с окружающей средой). Так, критическая температура самонагревания колеблется от 403 0 К для бурых углей до 453 0 К для каменных углей, а для антрацитов она превышает 573 0 К.
После достижения в очаге температуры самовозгорания (на 130-150 0 К превышающей температуру самонагревания) наступает стадия горения. Интенсивность тепловыделения при этом определяется химической активностью угля, а вот накопление температуры и разогрев угля – от характера темплообмена.
В настоящее время были выделены следующие типы горения :
Открытое горение;
Горение хорошо аэрируемых близ поверхностных частей отвальной массы;
Глубинное горение (тление);
Горение газов внутри отвалов;
Горение асфальтобетонных кор на поверхности вершинной части отвала.
В настоящее время существует несколько теорий самовозгорания угля и углесодержащих пород.
Была предпринята попытка объяснить аномально высокую склонность антрацитов к самовозгоранию с позиции комбинированного сульфидно-флюидогенного механизма окисления органического вещества.
Для реализации этого механизма необходимо выполнение следующих условий :
Преобладающее содержание в угле шаровидных форм дисульфидов железа радиально-лучистого строения, окисление которых сопровождается максимальным экзотермическим эффектом по сравнению с сульфидами других морфологических типов (Кизильштейн и др., 1978);
Присутствие в породном отвале угля и углевмещающих пород из локальных зон флюидогенно-тектонической нарушенности с эффектами декриптации в интервале температур 160-240 °С, обусловленными взрывообразным выделением углеводородсодержащей флюидной фазы (Труфанов и др., 1996 г.);
Наличие на декриптограммах эффектов высокотемпературной эмиссии флюидогенной фазы, высвобождающейся из терригенных минеральных компонентов вблизи зоны пиропластического состояния, соответствующей по своим параметрам температуре воспламенения антрацита (800-850 °С).
Существование очага пожара обеспечивает концентрическую зональность температурного поля с перепадом температур от максимальных (более 1300 °С) в ядре очага горения до 100-200 °С во внешних зонах.
Существуют еще теории самовозгорания - фенольная и уголь - кислородных комплексов .
Все эти теории сводят процесс горения к реакции взаимодействия углерода с кислородом, которая при полном сгорании до углекислоты протекает с экзотермическим эффектом 405,46 Дж/моль.
Даже, несмотря на различные объяснения причин появления теплового импульса, эти теории объединяет акцентирование на преимущественно химических аспектах реагирования кислорода с углем и имеющимся в нем примесях (пирите и т.д.).
Из составных частей ископаемых углей легче окисляются гуминовые вещества, от гуминовых кислот до остаточных углей гумусового происхождения, построенных, вероятно, сходно с гуминовыми кислотами.
Легко окисляются также некоторые битумы, но как раз те, которые по своим свойствам похожи на гуминовые вещества, например, извлекаются основным реагентом пиридином и не растворяются в нейтральном хлороформе, т.е. обладают кислым характером.
Гуминовые кислоты имеют в своих молекулах довольно много фенольных гидроксилов, которые, по-видимому, сохраняются в основном и при превращении в более сложные продукты. Фенольных групп, во всяком случае, заметно больше, чем непредельных.
Из всех достаточно изученных органических соединений легче всего окисляются как перманганатом калия, так, насколько можно пока видеть, и свободным кислородом, фенолы.
Некоторое влияние на понижение температуры саморазогрева оказывает степень измельченности угля. Чем сильнее уголь измельчен, тем большую поверхность окисления он имеет.
На процесс самовозгорания оказывает влияние и величина влажности угля. В этом случае влага выполняет роль катализатора, ускоряя химические процессы, а также приводит к растрескиванию угля и образованию микротрещин. Увеличивается активная поверхность угля и растет поглощение им кислорода. Влага смывает с поверхности угля образуемые окисленные пленки.
Кроме этого скорость самовозгорания угля в насыпных массивах зависит от температуры окружающей среды: с повышением температуры процессы окисления становятся более интенсивными, а теплоотдача в окружающую среду уменьшается.
Роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей вызывает до настоящего времени наиболее противоречивые суждения у исследователей: от абсолютного игнорирования до выдвижения этого фактора в качестве одного из важнейших .
Печук И.М. и Маевская В.М. при исследовании связи склонности углей Донецкого бассейна к самовозгоранию с их петрографическим составом установили, что петрографические микрокомпоненты неодинаково поглощают кислород .
Как видно из графиков (рис. 4.2) фюзинит при температуре до 100 °С больше поглощает кислорода и выделяет CO и CO 2 , чем витринит, а с повышением температуры свыше 100 °С способность фюзинита поглощать кислород становится меньше, чем у витринита.
Рис.4.2. Зависимость скорости сорбции кислорода от содержания витринита в углях Донецкого бассейна :
а - пласт Кураховский; б – пласт Александровский; 1 - витринит; 2 – фюзинит
Эти ученые выдвинули предположение, что фюзинит увеличивает проницаемость угля и, соответственно, скорость окисления только тогда, когда он образует скопления.
Если же он погружен в витренизированное вещество, то его присутствие не ускоряет сорбцию кислорода даже у матовых углей.
Было установлено, что вокруг скоплений фюзинита происходит интенсивное окисление витринита: он становится трещиноватым и стенки трещин приобретают окисленный «бордюр» пониженного рельефа и пониженные отражательные способности. Поэтому содержание в угле фюзинита не может служить показателем его химической активности и склонности к самовозгоранию .
Штах Э., Маковски М.Т. и др. придерживаются иного мнения: «витринит независимо от степени метаморфизма всегда наиболее восприимчив к самопроизвольному возгоранию» .
Подтверждением этой мысли явились исследования петрографического состава углей различной стадии метаморфизма Еремина И.В. и др. , которые показали, что с увеличением содержания микрокомпонентов группы фюзинита и уменьшением содержания витринита склонность угля к самовозгоранию повышается.
Микрокомпоненты группы фюзинита дают импульс развитию процесса самовозгорания угля. С другой стороны, микрокомпоненты групп фюзинита и лейптинита более устойчивы к окислению, чем витринит.
В дальнейшем было установлено, что химическая активность угля увеличивают только крупные включения фюзинита . Мелкие же его включения (микринит), погруженные в основную витренизированную массу угля, незначительно влияют на скорость сорбции кислорода.
Причем, при изучении аншлифов угля под микроскопом было обнаружено, что в месте включений фюзинита в витринит происходит его интенсивное окисление и в нем, по мере окисления угля, образуется сеть микротрещин.
Таким образом, было доказано, что фюзинит увеличивает химическую активность угля вследствие того, что делает его более пористым и тем самым создает пути для проникновения кислорода внутрь угольного массива. На этом основании Крикунов Г.Н. предложил петрографический метод для оценки химической активности углей, состоящей в подсчете в аншлифе суммарного количества фюзинизированных компонентов для углей Карагандинского бассейна .
Исследования самовозгорания углей в Подмосковном бассейне подтвердили тезис о главной роли фюзинита как инициатора самовозгорания. Особенностью подмосковных углей является довольно низкое содержание в них микрокомпонентов группы гуминита и сравнительно высокое – группы фюзинита.
В частности, угли, содержащие 80-90 % гуминита, менее всего распространены. Они слагают тонкие прослои от 0,05 до 0,15 м и составляют от 1 до 5 % от общего количества различных типов углей, слагающих данный пласт. Широкое распространение в этом бассейне имеют угли с содержанием гуминита от 45 до 60%. Их разновидности встречаются на всех месторождениях и достигают 25-30% общей мощности пласта. Они залегают во всех горизонтах в виде слоев мощностью 0,1-0,3 м. Содержание фюзинита в этих углях колеблется от 12 до 21% .
Основная геоэкологическая опасность терриконов обусловлена процессами горения углесодержащей породной массы.
«На территории ДНР насчитывается 521 террикон. Все они стоят на учете у городских властей. Из них горящих терриконов — 48, из этих 48-ми 43 не имеют хозяина, о 146-ти терриконах вообще нет данных», – сообщил DNR LIVE депутат Народного Совета ДНР Виктор Неер (фракция «Свободный Донбасс»).
Почему у нас есть терриконы, а на Западе нет?
Терриконы образовались после Первой мировой войны.
«После закрытия шахт терриконы бросали. А в Украине их передавали «Укрреструктуризации», у которой на обслуживание терриконов не хватало средств», — отметил В.Неер.
На Западе терриконов нет, потому что они ведут выемку с технологией полной закладки.
По словам В.Неера, в Республике нет возможности применить технологию полной закладки породы, так как для этого требуется специальное оборудование. Также Виктор Неер отметил, что на данный момент рассматривается вопрос относительно передачи терриконов в собственность РП «Донбассуглереструктуризация».
Чем опасны терриконы?
Вследствие горения терриконы загрязняют атмосферу: из-за большого давления некоторые вещества начинают тлеть с выделением вредных газов. Однако их концентрация достаточно мала, чтобы навредить случайному прохожему. При этом, длительное и регулярное нахождение вблизи террикона может привести к необратимым последствиям.
В. Неер подчеркнул, что терриконы наносят серьезный вред природе и здоровью людей.
«Чтобы посадить на терриконе деревья, предварительно нужно подготовить землю. — рассказал депутат. — В Кривом Роге дети болеют силикозом, потому что пыль, которая образуется от терриконов, попадает в легкие. Это требует серьезного решения, государственного подхода».
В почве под терриконами изменены кислотно-щелочной баланс и физико-механические свойства. Растворение урана приводит к повышению радиоактивности породы терриконов. Коническая форма отвалов, большая крутизна их склонов (до 45°) способствует смыванию токсичной породы и катастрофическим эрозионным процессам.
Терриконы загрязняют воздух продуктами горения, создают угрозу проседания почвы в районе шахтных выработок и под терриконами. Если концентрация пыли довольно большая, то это может вызвать хронический бронхит или обострить уже имеющиеся заболевания, например, бронхиальную астму.
Стоит отметить, что уровень опасности терриконов можно снизить с помощью озеленения.
В статье Романа Побережнюка в 90-м номере газеты «Московский комсомолец в Донбассе» сообщается, что территорией максимального загрязнения считается зона в радиусе 500 м вокруг террикона. Горящие терриконы выбрасывают в воздух вредные вещества, провоцирующие заболевания верхних дыхательных путей и аллергические реакции. Угарный газ, будучи тяжелее воздуха, стелется по земле – при высокой его концентрации человек может задохнуться.
Как утилизировать терриконы?
Экологи уже занимаются разработкой программ по снижению негативного влияния терриконов, в том числе вместе с учеными ДонНУ и ботанического сада они продолжают работу по их рекультивации и озеленению.
В настоящее время известны следующие способы утилизации терриконов: получение строительных материалов и углеудобрений, производство бокситов и алюминиевых сплавов, отделение магнитных железосодержащих соединений, выделение германия и редкоземельных элементов из терриконов. После измельчения породы или отходов вторичной добычи, их можно использовать, включая в состав асфальта, бетонных изделий в качестве наполнителя.
«Сейчас стоит вопрос о создании экологического фонда, чтобы туда поступали штрафы. Это позволит финансировать такие программы, высаживать там деревья. Чтобы террикон оброс деревьями, туда нужно предварительно завозить землю. Была идея засыпать овраги, но они горят и происходит разложение. В идеале – использовать их как закладочный материал, но у нас на это нет средств. Нужно совместно с экологами разработать программу и решить: может какие-то разровнять, сравнять с землей, засыпать овраги, сверху подготовить почву и будет земля. Радиоактивные элементы находятся на допустимом уровне. Как можно использовать некоторые стройматериалы? Извлекать редкоземельные металлы, но они в небольших количествах и промышленного интереса не представляют», — прокомментировал ситуацию с терриконами депутат В.Неер.
США, Польша, Германия давно используют технологии переработки терриконов: смешивают породу с песком, другими добавками и закладывают выработанное пространство. Породная масса отвалов шахт содержит до 46% угля, до 15% глиноземов (сырья для получения алюминия и силумина) и до 20% оксидов кремния и железа.
Относительно дешевый метод извлечения металлов – при помощи электростатического сепаратора. Порода измельчается до состояния порошка и сыплется между двумя электродами под высоким напряжением.
Как заработать на терриконах?
Сырье из отвалов и готовая продукция из этого сырья всегда востребованы. Изделия из силумина необходимы для нужд химической, газовой и нефтяной промышленности.
Германий используется в производстве бытовых пластмасс, в металлургии и электротехнической промышленности, в медицине, оптике, гелиоэнергетике. Стоимость германия превышает $1 тыс. за кг.
Скандий незаменим в авиационной и космической промышленности, автопроме, криогенной технике, галогеновых лампах и зубном протезировании. Стоимость скандия колеблется в пределах $42-45 тыс. за кг.
Сфера применения галлия – производство смазочных и клеящих материалов, конструирование полупроводниковых лазеров, термоэлементов для солнечных батарей. Стоимость галлия в настоящее время составляет около $1,3-1,5 тыс. за кг.
В 2001 году Российско-Британский консалтинговый центр предложил создать две электростанции на основе технологии сжигания породы терриконов с незначительным добавлением угля. Это позволило бы переработать 100 млн тонн пустой породы, которая нынче горит и отравляет атмосферу.
В 1975-1976 годах на шахте им. Горького работала установка по закладке породы. Компания «Герц» изобрела еще один способ переработки терриконов: использовать породу в качестве грунта и стройматериала. Один из самых удачных примеров – утилизация 30-метрового террикона на границе Донецка и Макеевки.
Существует еще один способ использования терриконов – разобрать их до основания, применив в промышленности все составляющие породного отвала. Предусматривается извлечение из терриконов алюминия, германия, скандия, галлия, иттрия и даже циркония. Разделение сырья на фракции электростатическим методом. Стоимость сырья, полученного из одного террикона среднего объема, составляет около $100 млн.
Пока что самый оправданный и надежный способ применения терриконов – постепенное использование их для дорожного строительства. В 2008 году чуть больше месяца понадобилось, чтобы сравнять с землей 900 тыс. тонн породы. Сейчас на месте бывшего террикона в Донецке стоит гипермаркет «Metro Cash & Carry». На шахте им. А.Ф. Засядько решили не «строить» очередной террикон, а засыпать породой большую балку, как бы выравнивая рельеф.
Загрузка...