Таблица 2
Объём вскрышных пород и занятые ими площади
| Вынуто горной породы, тыс. м3 | Занято площади (тыс. га) вынутой породой | Количество породы (тыс.т), занимающей 1 га площади земли | Площадь земли (га), занимаемая 1 тонной породы |
| При добыче угля - 2956При переработке - 22900При добыче на россыпных мес-торождениях – 7340 | 10,0 184,0 145,0 | 295 124 506 | 0,0033 0,008 0,02 |
Размеры каменноугольных разрезов (котлованов) могут достигать глубин 400 м ниже поверхности, а их диаметры составляют десятки и сотни километров. Площади же, занимаемые вскрышными породами на разных угольных разрезах, разные. Это обусловлено не только размерами разрезов или котлованов (ширина, глубина) и характером вскрышных пород, но и высотой создаваемых отвалов. Высота отвалов может быть от нескольких метров до 50-100 м. Как видим, объекты добычи каменного угля открытым способом не определяют величину степени воздействия её на окружающую среду в целом, и на почвы в частности. На разных каменноугольных разрезах не только разные величины соотношения объёмов горной породы к тонне добытого угля, но и совершенно разные площади, занимаемые под отвалы вскрышных пород.
Разработка каменноугольных месторождений открытым способом не только уничтожает и отчуждает почвы непосредственно под разрез и отвалы, но и оказывает воздействие на весь природный комплекс прилегающей территории. Это выражено в следующих формах:
1. сведение и уничтожение растительного покрова;
2. изменение форм рельефа;
3. создание новых форм рельефа (возникает техногенный нооландшафт);
4. загрязнение почв, атмосферы и природных вод пылью, химическими элементами-загрязнителями и даже токсикантами, высвобождающимися при выветривании вскрышных пород.
Особенности воздействия каменноугольного месторождения на окружающую среду показаны в табл. 3.
Таблица 3
Особенности воздействия на территорию угольного месторождения
| (открытый способ добычи) Основной объект | Объекты воздействия | |||
| Почва и недра | воздух | вода | биогеоценозы | |
| Карьер | Загрязнение угольной пылью. Изъятие угля и вмещающей породы Нарушение рельефа, внутренней структуры почв, грунтов. Отчуждение земельных угодий. Уничтожение почвенного покрова | Загрязнение угольной пылью, газами | Загрязнение и ухудшение качества; нарушение водного баланса грунтовых вод | Нарушение качественной структуры и количественныхсоотношений внутри биогеоценозов на прилегающих территориях |
| Отвалы | Загрязнение отработанной породой, угольной пылью. Отчуждение земельных угодий. Нарушение рельефа, структур почв, грунтов | Загрязнение угольной пылью, газами, химическими элементами-загрязнителями | Нарушение качественной структуры и количественныхсоотношений внутри биогеоценозов на прилегающей территории | |
При добыче угля открытым способом возникает несколько новых форм техногенного ландшафта:
1. котлованы
2. карьеры
3. гряды.
Котлованы имеют разные размеры как по площади, так и по глубине. В зависимости от размеров и глубины котлованов, их склоны (внутренние стенки) могут быть ступенчатыми (террасовидными) и прямыми. Ступенчатый склон может иметь до десятка уступов с различной шириной горизонтальной поверхности. Прямые склоны могут быть различной протяженности по вертикали и с различным углом наклона.
Формы и размеры склона в котлованах каменноугольных разрезов имеют большое значение для восстановительных работ при воссоздании разрушенного почвенного покрова. Котлованы по своей конфигурации бывают продолговатыми, округлыми и квадратными. Это определяется простиранием угольных пластов. Больше всего встречаются котлованы продолговатой формы. В непосредственной близости от котлованной возникают отвалы из вскрышных горных пород. Это, как правило, гряды, увалы, имеющие превышение над поверхностью в десятки, иногда в сотни метров. Формы отвалов в проекции, так же как и занимаемые ими площади, бывают самые разные: круг, овал, эллипс и т.п. Склоны отвалов также имеют различную крутизну, от 10-15 до 45 градусов. Созданные котлованы и отвалы на открытых разработках каменного угля не только видоизменяют морфологию поверхности, но резко изменяется м гидрологический режим территории. Рельеф в зоне действия каменноугольного разреза становится резко расчлененным. Амплитуда между самой низкой точкой в котловане и самой высокой на отвалах может достигать 500 м. Котлованы становятся водосборниками, а поверхности отвалов подвергаются иссушению. Расчлененность рельефа на возникших нооландшафтах способствует развитию эрозионных и денудационных процессов. Эрозионный снос мелкозема достигает 20 т/га, а языки коллювия простираются до 500 м. Все это препятствует развитию растительного покрова, и он на обнаженных поверхностях, как в котловане, так и на отвалах не может закрепиться в течение 20 и более лет. Одновременно с развитием эрозионных процессов вокруг отвалов, по линии стока возникают вторичные (техногенные) геохимические потоки.
Характер воздействия их на прилегающие к отвалам почвы и на биоту в целом зависит от химического состава вскрышных горных пород, слагающих отвал. Большинство вскрышных пород на каменноугольных месторождениях содержат значительное количество тяжелых металлов (табл.4).
Таблица 4
Содержание химических элементов-загрязнителей (г/т) во вскрышных породах угольного разреза
| Ni | Co | Cu | V | Sn | Pb | Mn | Cr | Mo | B |
| 0,5-0,8 | 1,8-2,3 | 0,2-0,6 | 9,4-10,6 | 0,6-1,8 | 2,2-6,0 | 3,2-32,0 | 1,4-4,9 | следы | следы |
Химические элементы поступают в почву не только из геохимических потоков, но и через атмосферу (табл.). Это могут быть сернистый ангидрид, оксиды углерода и азота. Они поступают на поверхность почв в виде кислых дождей. Кроме этого, из каменноугольных разрезов выбрасывается большое количество твердых частиц в виде пыли.
Добыча каменного угля закрытым или шахтным способом также оказывает влияние на почвы и почвенный покров. Эти воздействия выражаются проявлением просадочных явлений, в отчуждении почв под терриконы, в образовании вторичных (техногенных) геохимических потоков. Одновременно изменяется гидрологический режим территории, и развиваются эрозионные процессы в виде промоин, неглубоких ложбин. У подножия терриконов, в устьевой части промоин, ложбин образуются конусы выноса из мелкозема. Эти конуса выноса имеют небольшую протяженность. Но возле одного террикона может быть несколько конусов выноса. Размеры ложбин могут достигать нескольких десятков метров в ширину и несколько метров в длину. Конфигурация ложбин обычно вытянутая, но может быть и округлая. Количество терриконов на поверхности зависит от размеров шахтного поля и глубины залегания каменного угля. В своем основании терриконы имеют диаметр размером в несколько десятков метров.
почва трансформация горнорудный добыча уголь
3. Разрушение почв при добыче стройматериалов
Стройматериалы (глины для производства кирпича, пески, гравий, кристаллические породы – граниты, мрамор и др.) добываются открытым способом. При их добыче возникают как замкнутые карьеры, так и открытые. Открытые карьеры возникают на склонах гор, речных террас при добыче гравия, песка, щебня. Закрытые карьеры обычно образуются при добыче глин для кирпичного производства. Они возникают, как правило, на выровненных поверхностях. При добыче строительных материалов возникают лишь карьеры и не образуются отвалы, так как весь материал удаляется на переработку. Карьеры оказывают большое влияние на изменение гидрологического режима прилегающих территорий. Открытые карьеры дренируют прилегающие поверхности, а замкнутые превращаются в водоёмы и в зависимости от глубины могут дренировать или, наоборот, подтапливать прилегающие территории. Глубокие карьеры, с низким уровнем зеркала воды, дренируют прилегающие поверхности, а неглубокие (в которых зеркало воды близко к поверхности) – подтапливают их.