31 Воздействие горного производства на недра

Виды воздействия горного производства на недра: проведении горных выработок, извлечении полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, осушении или обводнении месторождений (или их участков), сбросе сточных вод, захоронении отходов производства.

Техногенное воздействие - техногенное изменение структуры геодинамического комплекса, его компонентов или взаимосвязей между ними. Это может быть изменение каких-либо факторов геологических процессов или условий их протекания.

Источник воздействия — любой вид инженерной или хозяйственной деятельности человека.

Интенсивность воздействия зависит от его источника и может изменяться в широких пределах от незначительных, следы которых бесследно исчезают в течение нескольких дней или даже часов, до глобальных, пронизывающих всю планету. 

Реакция геологической среды — процесс возвращения техногенно измененной структуры геодинамического комплекса в равновесное состояние.

В случае относительно слабых воздействий, структура геодинамического комплекса может вернуться в исходное состояние. Такое воздействие можно считать обратимым. Для уравновешивания более значительных техногенных нарушений, геодинамический комплекс вынужден изменить свою структуру на большую или меньшую глубину. В этом случае формируется новый природно-техногенный или техногенно измененный геодинамический комплекс.

В результате этого воздействия изменяется напряженно-деформированное состояние массива горных пород, снижается качество полезных ископаемых, образуются потери минерального сырья, происходит возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород, загрязнение недр, в них развиваются карстовые процессы.

Изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Известно, что массив горных пород характеризуется определенным напряженно-деформирован­ным состоянием.

Выделяют три тектонические формации, отличающиеся определенными особенностями формирования поля напря­женности: районы древних кристаллических щитов; районы отложения осадочных пород на кристаллических платформах; районы современной тектонической активности.

Районы древних кристаллических щитов характеризуются высокими горизонтальными напряжениями, обусловливаемыми естественным тангенциальным сжатием твердой оболочки земной коры.

Районы отложений осадочных пород на кристаллических платформах характеризуются отсутствием тектонических напряжений. В таких районах напряженность массива горных пород определяется гравитационными силами и силами бокового распора.

Районы современной тектонической активности характеризуются особенно сложной картиной напря­женности массива горных пород.

Потери минерального сырья. Одно из наиболее значительных воздействий горного производства на недра — неполное использование содержащихся в них минеральных ресурсов.

Большой объем потерь полезных ископаемых возникает при их добыче и переработке. Наиболее характерные виды потерь угля при открытой и подземной разработке: в почве и кровле пластов, при селективной разработке пластов, в целиках между заходками, при зачистке площадок и откосов угольных уступов, взрывных работах, обогащении в забое и на транспортерных лентах, транспортировании. На рудниках черной и цветной металлургии основная масса потерь возникает в приконтурной зоне и на контактах руды с породными прослоями, не включенными в балансовые запасы.

Снижение качества полезных ископаемых. При эксплуатации месторождений полезных ископаемых происходит снижение качества сырья (по сравнению с природным). При этом уменьшается содержание полезного компонента в добытой горной массе, увеличивается его влажность, привносятся вредные компоненты из вмещающих пород и др. Причины снижения качества добытого полезного ископаемого различны. Так, при добыче угля открытым способом его влажность очень часто оказывается выше геологической.

Карстовые процессы в массиве горных пород. развиваются вследствие осушения месторождения, которое возникает из-за нарушения гидрогеологических условий при подземной разработке полезных ископаемых.

Выщелачивание легкорастворимых пород (карбонатов, сульфатов и др;) приводит к образованию пустот. В таких полостях накапливается большое количество подземных вод, представляющих опасность при разработке месторождений. При наличии карстовых полостей возникает угроза попадания в них людей, горного оборудования и транспортных средств. Карстовые процессы в условиях открытой разработки месторождений вызывают дополнительные количественные и качественные потери полезного ископаемого, затрудняют ведение буровзрывных работ и работу карьерного транспорта.

Загрязнение недр происходит в основном за счет захоронения в них отходов промышленного производства. Существует ряд способов захоронения отходов в недрах земли: использование горных выработок отработанных шахт и рудников; создание специальных искусственных полостей; нагнетание отходов (чаще жидких) в гидрогеологические структуры (поглощающие водоносные горизонты) и др. В поглощающие горизонты удаляются сточные воды нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, жидкие отходы повышенной токсичности. Ежегодно в недра закачивается около 120 тыс. м3 рассолов и 1,8 млн м3 засоленных сточных вод, образовавшихся при добыче соли. Возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород. Усложнение горно-геологичеких условий разработки связано, в частности, с вовлечением в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых и вмещающих пород, склонных к самовозгоранию.