Часть 2. Антропогенные изменения биосферы 9 глава

В этих условиях встает ряд задач, в частности: 1) разработка принципиально новых способов получения полезных ископаемых - подземного выщелачивания, кучного выщелачивания, подземной выплавки, скважинной гидродобычи и др., 2) постоянная рекультивация земель и 3) использование пустых пород для получения стройматериалов и др.

Несмотря на совершенствование технологии горной промышленности и бурные темпы ее развития, а во многом именно из-за чрезмерно высоких темпов прироста потребления минерального сырья, перед человечеством встает проблема дефицита ряда важных видов полезных ископаемых, таких в первую очередь, как Ва, Вr, Вi, Ge, In, Аg, F, асбест, гипс, графит, диатомит, слюда, природный газ, нефть, гелий. Как противостоять приближающемуся истощению минеральных ресурсов?

Согласно А.В.Сидоренко и А.А.Арбатову, во-первых, будет происходить увеличение глубин разведки и добычи полезных ископаемых. Обычные глубины добычи твердых полезных ископаемых сейчас составляют 500-600, реже 1000-1500м. Только отдельные шахты и единичные рудники достигли больших глубин (свыше 3000 м). Нефть в большинстве нефтеносных районов добывается с глубин 2000-4000м, в некоторых районах с глубин 4500-5000 м и только на отдельных промыслах с глубины более 5000 и даже 6000 м.

Во-вторых, станет возможной разработка относительно бедных руд и руд сложного состава благодаря совершенствованию методов извлечения полезных компонентов.

В-третьих, определенные и достаточно большие резервы заключены в комплексном использовании месторождений полезных ископаемых, что до сих пор делалось в малых масштабах.

В-четвертых, резко возрастет разведка и добыча полезных ископаемых на шельфе, склонах и глубоководном дне Мирового океана. Запасы железомарганцевых конкреций, месторождения которых выявлены в абиссали Индийского, Атлантического и Тихого океанов оцениваются в 2-3 трлн.т. Наряду с железом и марганцем, конкреции содержат медь, никель, кобальт, иногда титан, свинец, молибден и другие ценные элементы.

В-пятых, сама морская вода уже сейчас и в гораздо большей степени в будущем станет поставщиком многих важных для человека элементов и соединений. Около 1/3 мирового потребления поваренной соли, 1/5 потребления магния, значительное количество брома уже получают из морской воды. В будущем промышленному извлечению подвергнутся рубидий, литий, индий и другие ценные микроэлементы. Минеральные рассолы и минерализованные воды лагун, озер, некоторых морей, рифтовых зон являются поставщиками брома, йода, поваренной соли, мирабилита, вскоре станут источниками лития, рубидия, цезия, бора, стронция и ряда других элементов вплоть до золота и урана.

В-шестых, все большее значение получает синтез минерального сырья - новая отрасль науки и производства. В крупных масштабах сейчас получают искусственные синтетические алмазы. Успешно синтезируется пьезокварц и рубин. Ведутся исследования и зксперименты по получению синтетической слюды, синтетических кристаллов оптического кварца, исландского шпата, берилла и др.

В-седьмых, замена минерального сырья все шире осуществляется за счет внедрения синтетических органических конструкционных материалов. Уже найдены способы получения пластических масс, изделия из которых равноценны по прочности стали. Синтезируются пластмассы, не уступающие по химической стойкости платине.

В-восьмых, следует указать, что многие отработанные месторождения с усовершенствованием технологии добычи могут дать дополнительные количества минерального сырья.

Таким образом, хотя разведанные запасы руд некоторых цветных металлов относительно невелики, человечество, используя некоторые альтернативные приемы, сумеет обеспечить себя необходимым минеральным сырьем по крайней мере в течение ближайших 50-70 лет.

7.3. Потеря земель. При извлечении твердых полезных ископаемых осуществляется целый комплекс подготовительных, текущих и последующих сопряженных горнотехнических мероприятий. Такие мероприятия приводят к изменению геолого-геоморфологических, гидрологических, гидрогеологических и метеорологических условий в районе добычи и на смежных землях. Выемка и аккумуляция горных масс представляет собой изменение геолого-геоморфологичвских условий, защита горнодобывающих предприятий от затопления - изменение гидрологических и гидрогеологических условий, многие виды работ, при которых запыляется воздух, - изменение метеорологических условий. Все эти мероприятия порождают в свою очередь целый комплекс процессов-следствий, которые также затрагивают атмосферную, гидросферную и литосферную составляющие района добычи полезных ископаемых.

Извлечение полезного компонента из руды, когда он имеет высокую стоимость, осуществляется при ничтожных его содержаниях. Вот какие количества руды и горной массы в среднем приходятся на каждую тонну выплавленного металла: на 1 т железа - 1,9 т, алюминия - 5,84, цинка - 60, свинца - 70, меди - 95, никеля - 200, ртути - 400, серебра - 1300, олова - 2218, вольфрама - 25700, золота - 23200000 и платины - 56125000.

Эти цифры прямо связаны с землеемкостью продукции горных предприятий. Она определяется потерями земель на единицу конечного продукта. По В.И.Костовецкому, добыча 1 млн. т железной руды приводит к нарушению от 14 до 640 га земель, марганцевой руды - от 76 до 600 га, угля - от 2,6 до 43 га, руд для производства минеральных удобрений - от 22 до 97,1 га, нерудных строительных материалов - от 1,5 до 583 га.

В России действует около тысячи шахт и подземных рудников, а также порядка 5000 карьеров, разрезов и приисков по добыче полезных ископаемых. Общая площадь нарушенных земель в стране составляет около 1,5 млн.га. Еще больше площадь земель, занятых хвостохранилищами, складами, промплощадками, подъездными путями к горным предприятиям и др.

Территория отведенная для горнодобывающих работ - это горный отвод. Здесь и на смежных участках проводится особая группа мероприятий с целью уменьшения негативного эффекта всех явлений, возникающих при добыче. Во время действия и после завершения работы предприятия осуществляется рекультивация нарушенных земель.

7.4. Добыча из карьеров. Карьер представляет собой систему уступов. Сверху уступы формируются как правило во вскрышных породах. Ниже их образование происходит по мере добычи полезного ископаемого. При эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов и увеличение выработанного пространства. Вскрышными работами покрывающие породы перемещаются в отвалы, иногда размещаемые в выработанном пространстве. Добычные работы обеспечивают выемку и перемещение полезного ископаемого на промышленную площадку для первичной переработки или для отгрузки потребителю. В некоторых странах, например в ФРГ, нередко практикуется доставка бурого, а иногда и каменного угля с помощью ленточного транспортера от добывающего агрегата непосредственно до сжигающих устройств ТЭС или заводов.

Карьерный способ извлечения полезных ископаемых в связи с возможностями его прогрессивного удешевления все больше вытесняет конкурирующие подземные горные работы. Себестоимость добычи тонны сырой руды открытым способом в 3,5-4 раза ниже, а производительность труда примерно в 3-3,5 раза выше по сравнению с подземным способом ее извлечения. При открытом способе разработки достигается более полная выемка полезных ископаемых.

Возможность создания глубоких карьеров связана с применением высокорентабельной техники. В начале 1980-х гг. в мире открытым способом извлекалось 95% валовой добычи строительных горных пород, около 70% руд, 90% бурых и 20% каменных углей.

В США доля открытых горных работ в добыче полезных ископаемых скоро достигнет 90%. Из карьеров поступает 85% общего количества добываемых руд и примерно половина угля. В России разработка месторождений полезных ископаемых карьерным способом быстро увеличивается. В России самый глубокий карьер - Качарский (железорудный) - 720 м, в США - Бингем-Каньон (меднорудный) - 740 м.

При больших вскрышных работах используют драглайны. Агрегат перемещает огромные объемы пустой породы, захватывая ее, перераспределяя и отсыпая с помощью ковша вместимостью до 168 м³. Такие драглайны работают в карьерах США.

Рис.14 Рельеф, образующийся при открытой разработке месторождений различного типа (по Л.В.Моториной, В.А.Овчинникову). Месторождения: поверхностные - а)пологие площадные, б)пологие вытянутые; высотные - в)крутопадающие наклонные; глубинные - г)крутопадающие, д)пологие е)наклонные

При карьерной добыче перемещение горных масс техническими средствами производится: 1) при удалении вскрышных пород с образованием отвалов, 2) при устройстве канав для отвода поверхностных вод с накоплением отвалов, 3) при извлечении полезного ископаемого, 4) при формировании отвалов из хвостов, когда имеет место обогащение руды.

Перечисленные мероприятия приводят к наиболее значительному изменению рельефа. Амплитуда высот между днищами наиболее глубоких выработок и самых высоких отвалов сейчас превысила 1100 м. Особенности выработанных форм рельефа при карьерной добыче определяются условиями залегания залежи (рис. 14). В то же время форма аккумулятивных тел в известной мере зависит от технологии отсыпки пустой породы.

7.5. Дражные разработки. Это специфическая форма открытой добычи полезных ископаемых. Россия обладает самым большим в мире флотом драг. Самые крупные модели драг рассчитаны на глубину черпания до 50 м и весят немногим более 20 тыс.т каждая. Производительность мощных драг составляет 8 млн.м³ горной массы в год.

В комплекс горноподготовительных работ при дражных разработках входят очистка поверхности от растительности, предварительная вскрыша непродуктивных отложений, разваловка отвалов и высокого надводного борта, оттайка мерзлых и сохранение талых пород от зимнего промерзания, мероприятия по обеспечению водоснабжения драги и распределению потоков на подготавливаемых и отрабатываемых площадях.

Переработка горной массы драгами включает подводное черпание, дезинтеграцию, грохочение, гравитационное осаждение полезного ископаемого в водном потоке и раздельное складирование пород различных классов крупности. В процессе добычи россыпного полезного ископаемого драгой создаются следующие формы рельефа: вскрышные отвалы пустой породы, карьеры добычи грунта, плотины, дамбы и собственно дражные элементы рельефа. Последние представляют собой чередование линейно вытянутых валов (гребней) и впадин (пазух). Валы слагаются промытыми грубообломочными фракциями, тогда как впадины заполнены мелкоземом. Однако наиболее тонкий материал либо выносится вниз от места разработок речными водами, либо осаждается в специально создаваемых для очистки воды илоотстойниках.

Добыча россыпных полезных ископаемых другими методами по геологическим результатам во многом похожа на дражную.

7.6. Подземная добыча. Удельный вес добычи полезных ископаемых из подземных выработок в среднем по миру составляет около одной трети. Добыча осуществляется с применением разнообразных высокорентабельных агрегатов. Широко внедряется камерностолбовая система добычи руды цветных металлов вместо менее производительной системы ее слоевого обрушения. На богатых по содержанию металлов месторождениях и участках все шире практикуется разработка с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, что обеспечивает наибольшую полноту выемки запасов и минимальное разубоживание руды. Так, например, разрабатывают богатые месторождения медно-никелевых руд в районе Норильска.

Наряду с традиционной проходкой шахт, начал применяться оригинальный метод спиральных выработок. В Швеции на одном из крупнейших в мире подземном руднике Кируна применен метод вскрытия железорудного месторождения спиральными транспортными выработками со съездами до основного рабочего горизонта 540 м.

Такой же прием осуществлен в Норвегии в районе г. Драмена. Здесь добыча строительного материала осуществлялась не карьерным, а подземным способом по спирали внутри платообразного массива. За 8 лет из винтообразной шахты-туннеля было добыто 200 тыс.м³ строительного материала. В результате шесть витков туннеля высотой 4-6 и шириной 9 м вышли на поверхность плато. Так была построена спиральная автодорога на его живописную вершину. Кроме того, в горе были созданы подсобные камеры, оборудованные под склады и гаражи, и шахта с лифтом, примыкающая к виткам автодороги. Во время строительства по ней спускался добытый стройматериал. Крепить туннель не потребовалось.

Расширение габаритов подземных горнодобывающих предприятий идет одновременно с их все большим углублением. На золотых рудниках ЮАР горнопроходческие работы опустились до глубин 3000-3900 м от поверхности. Температура горных пород здесь достигает 47-54^ОС. Золоторудная жила месторождения Кола в Индии отработана до глубины 3231 м. Для работы людей на таких глубинах, а также обеспечения безопасности работ созданы сложные системы охлаждения и вентиляции.

При подземной добыче твердых полезных ископаемых перемещение горных масс человеком определяется: 1) размерами подземных выработок; 2) количеством пустой породы и полезного ископаемого, поступающего на поверхность; 3) объемом выработанной пустой породы, оставляемой в подземном пространстве.

По форме и размерам подземные горные выработки существенно различаются. Имеются, как уже указывалось, спиралеобразные, стволовокамерные и обычные выработки, состоящие из шахтных стволов и отходящих от них штолен и др.

По Л.В.Моториной и В.А.Овчинникову, поверхностные шахтные отвалы подразделяются на четыре группы: 1) платообразные одноярусные, создаваемые с применением автомобильного или железнодорожного транспорта; 2) платообразные террасированные многоярусные, формируемые с применением того же транспорта; 3) гребневидные, насыпаемые с применением подвесной канатной дороги; 4) конические (терриконы), образуемые с помощью скипов или опрокидных вагонеток.

В связи с тем, что вред от породных отвалов, в особенности угольных шахт, становится все больше, закладка пустой породы в подземные выработки увеличивается. Например, в ФРГ и Польше пустая порода из большинства угольных шахт на поверхность не выдается, а закладывается в выработанное пространство. Кроме того, предпринимаются меры по ликвидации терриконов. Для этого в ФРГ, Франции, Польше и Чехии слагающий их материал спускается с поверхности в подземные выработки. Это хороший прием высвобождения земель, дающий более дорогому подземному способу добычи полезных ископаемых право на жизнь!

7.7. Загрязнение воздуха. Ведение горных работ как в карьерах, так и в шахтах вызывает загрязнение воздуха газами и твердыми частицами. Весьма активно происходит разнос вещества по воздуху и его аккумуляция вблизи источников выноса. Большое количество пыли попадает в атмосферу от обогатительных фабриках. Значительными ее источниками являются также вентиляционные потоки воздуха из шахт, буровзрывные работы в карьерах, погрузочно-разгрузочные работы и движение тяжелых автомашин по грунтовым дорогам, некоторые виды переработки руды. Насыщение воздуха пылью происходит за счет развевания открытых отвалов и других оголенных мест.

Серьезные проблемы создает поступление сильно запыленного воздуха из карьеров в результате взрывов, земляных и погрузочно-разгрузочных работ. Один 27-тонный автосамосвал загрязняет за смену до предельно допустимого уровня 3,7 млн.м³ воздуха. При мощных взрывах (до 500-700 т ВВ) масса взрываемых пород обычно составляет 2 млн.т, а объем пылегазового облака - 15-20 млн.м³. Подсчитано, что в условиях Кривого Рога из такого облака в течение 4 часов в радиусе 4 км распространяется на прилегающие земельные угодья от 200 до 500 т пыли с размером частиц 1,5 мкм и менее. Существенно также, что выделяющиеся при взрывах вредные газы требуют для разбавления до безопасных концентраций на каждые 500 кг ВВ 1,7-2,0 км³ свежего воздуха.

По Е.А.Ельчанову и Г.П.Дмитриеву, в мире ежегодно отбивается с помощью взрывов около 10 млрд. м³ горной массы. Нетрудно подсчитать объем суммарного пылегазового облака. Он достигает 75-100 км³ ежегодно. При этом количество разносимой пыли может быть оценено в 1,0-2,5 млн.т.

7.8. Водопонижение как защита от затопления. Наибольшие трудности при горных разработках возникают из-за притока подземных вод. Известны лишь единичные случаи, когда карьерные выемки полностью ограждались водонепроницаемыми перемычками-завесами. Например, на месторождении серы Тарнобжек в Польше была создана кольцевая завеса из искусственного водонепроницаемого материала. Правда, есть идея вести некоторые разработки вообще под водой.

Однако подавляющее большинство карьеров и все шахты защищаются от притока подземных вод путем их откачки. Самые значительные мероприятия такого рода проводятся в бассейне р.Рейн (район г.Кельна). Здесь при отработке пластов бурого угля открытым способом откачивается в среднем до 1 км³ подземных вод в год. Очень значительные работы по водопонижению проводятся при добыче рудных полезных ископаемых. Площадь, охваченная водопонижением в районе КМА, достигла 250 тыс.га.

При наличии депрессионных воронок изменение уровня подземных вод наблюдается вокруг них в пределах всех подразделений рельефа - днищ долин, склонов и водораздельных пространств. Следовательно, охрана действующих карьеров и шахт от затопления с помощью откачек приводит к коренному нарушению круговорота воды в таких районах.

7.9. Нарушение состояния поверхностных вод. Водоотбор и связанное с ним понижение уровня подземных вод приводит к уменьшению подземного стока в реки и водоемы. При значительных водопонижениях в пределах депрессионных зон во всех поверхностных источниках истощаются запасы воды, снижается водность рек, падает уровень озер и водохранилищ, высыхают болота, исчезают родники, ручьи и мелкие реки.

Сброс откачиваемых и сточных вод приводит к значительному увеличению водности ручьев и речек. Сток малых и средних рек в межень благодаря этому местами возрастает в 1,5-3 и более раз. В частности, в районе КМА, по данным В.И.Казьмина, за счет откаченных подземных вод, особенно из недренируемых водоносных горизонтов, резко увеличилась водность некоторых рек. Так, например, среднегодовой сток р. Оскольца увеличился на 21-108%, р. Черни на 20-30%. И это произошло несмотря на то, что обе реки “подвешены" на значительных участках над депрессионными воронками уровня подземных вод и существенную долю своих вод (до 1/5) теряют в результате инфильтрации. Искусственное увеличение расходов воды в некоторых реках приводит к повышению на отдельных участках уровней подземных вод, затоплению и подтоплению земель.

Сброс шахтных и карьерных вод приводит к сильному загрязнению подземных и поверхностных вод. Показательно, что в составе откачиваемых в стране вод примерно половина имеет минерализацию более 1 г/л, а одна четверть - содержание сульфатов свыше 3 г/л. Исследования 1980-х гг. в Донбассе показали, что с водами из шахт (55 млн. м³) в реки поступало более 200 тыс.т растворенных солей. Причем ионы сульфата составляли около 22 тыс.т, сильные. кислоты (в пересчете на Н₂SO ₄) - 5 тыс.т.

При смешении шахтных и речных вод рН падает с 7,9 до 3,6, минерализация возрастает более чем в 2 раза, а содержание сульфатов - в 3 раза. Резко увеличивается и содержание взвешенных частиц. Поверхностные воды, загрязненные шахтными, причиняют большой экологический и материальный ущерб. В районе КМА в естественных водах рек Черни и Оскольца содержится 12-90 мг/л взвешенных частиц, а в шахтных водах от 13 до 1030 мг/л. В сбрасываемых водах в повышенных концентрациях содержатся нефтепродукты и тяжелые металлы.

Очень сильно загрязняются реки взвешенными наносами ниже дражных полигонов. Мутность дражных стоков обычно равняется 15-20 г/л, что превышает бытовую мутность в сотни раз. В сбрасываемых водах присутствует такое количество механических взвесей, которое сопоставимо с массой наносов, поступающих во все реки России из природных источников.

7.10. Процессы в литосфере. Массированное наступление горнодобывающей промышленности на недра Земли вызывает проявление широкого спектра процессов на поверхности и внутри литосферы. Часть их возникает как прямой результат действия механизмов, взрывов, растворяющих веществ и микроорганизмов, с помощью которых осуществляется добыча. Поведение пород, слагающих уступы, борта и отвалы на карьерах зависит от географических, геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и горнотехнических условий. В подземных выработках антропогенные процессы проявляются в виде обрушения кровли или стенок, осыпания и оползания материала последних, а также в форме деформаций вмещающих пород. Помимо всего, значительную роль играют ускоренные человеком поверхностные экзодинамические процессы.

Выветривание и почвообразование. Породы, обнаженные при образовании выработок и сгруженные в отвалы, в поверхностном слое подвергаются интенсивному выветриванию.

Ю.Д.Матвеев, проводивший натурные наблюдения за выветриванием неизмененных осадочных пород в свежих стенках карьеров, пришел к выводу, что этот процесс в умеренном поясе осуществляется с начальными скоростями порядка нескольких десятков сантиметров в год. Однако со временем, по мере оформления профиля коры выветривания скорость разрушения пород постепенно снижается.

Поверхностное преобразование материала отвалов происходит по-разному, в зависимости от их состава и гидротермических условий месторождения. Отвалы, на поверхности которых развиты фитотоксичные породы, могут в течение десятилетий служить ареной физического и химического выветривания. Однако, оставаясь безжизненными и оголенными, они служат источником сноса вредных веществ.

Почвообразование на галечниках, слагающих отвалы от промывки россыпных полезных ископаемых и вследствие этого утративших основную массу мелкозема, идет очень медленно. Наблюдения А.В.Накарякова и С.С.Трофимова на Среднем Урале показывают, что основные особенности почвообразования на галечниковых отвалах определяются главным образом количеством и свойствами остатков мелкозема. При достижении 40-70-летнего возраста почвы на отвалах по контрастности, выраженности генетических горизонтов становятся близкими к зрелым почвам окружающих ландшафтов, но характеризуются карликовостью, сжатостью всего профиля. Мощность таких почв, формирующихся по буроземному типу почвообразования, обычно не превышает 10 см. В то же время при зарастании отвалов, сложенных рыхлыми дисперсными породами, на них быстро развивается почвенный профиль, лишь по некоторым признакам отличающийся от зонального.

Поверхностный смыв и намыв. Плоскостному и ручейковому смыву подвергаются стенки выемок и склоны отвалов. Имеющиеся количественные оценки ускоренной эрозии на этих поверхностях рельефа свидетельствуют о ее большой интенсивности. По измерениям Л.В.Моториной на Кимовском и Ушаковском углеразрезах Тульской области модуль смыва с отвалов колеблется от 1384 до 7959 м³/га×год, а средний показатель за 10-15 лет составляет 2000-2500 м³/га×год. Происходящий при этом вынос ионов Н⁺, Fе⁺², SO₄^--2 оказывает отрицательное воздействие на почву и урожайность на примыкающих к отвалам пахотных угодьях. Разнос продуктов смыва значителен. Величина затеков составляет на Ушаковском разрезе от 6,4 до 14,4, а на Кимовском - от 8,4 до 31,2% от всей площади отвалов.

Детальное изучение размыва склонов отвалов проведено в Польше, в Верхне-Силезском угольном бассейне. Отвалы сложены грубообломочными породами с преобладанием щебня и дресвы. На 10 репрезентативных участках выявлены два типа эрозионных форм - промоины, прорезающие склоны отвалов на всем протяжении, и рытвины, приуроченные к бровкам склонов. Рост промоин приводит к параллельному отступлению склонов со скоростью 1,73 см/год, а рытвины выполаживают прибровочные части склонов со скоростью 0,5-0,9 см/год. При затухании эрозии смыв происходит преимущественно в средней части склонов (0,4-0,7 см/год). Рекомендуется для предупреждения размыва придавать склонам отвалов выпуклую форму без выраженной бровки.

На отвалах карьеров на западе Северной Дакоты (США) проведено экспериментальное изучение ускоренной эрозии. Отвалы образованы суглинистыми породами вскрыши. Производилось искусственное дождевание - в течение двух часов отвалы подвергали воздействию 64 мм осадков, а в случае исследования почвозащитной роли соломы в дозе 4,5 т/га - осуществлялось дополнительное получасовое дождевание той же интенсивности. Исследования велись на стоковых площадках размером 4х22 м с уклонами от 2°30¢ до 10°. На вскрышных породах, покрытых гумусированным слоем, смыв доходил до 74 т/га, тогда как на породах без покрытия его значение было 18 т/га. Смыв с участка пастбища с ненарушенным растительным покровом при тех же условиях опыта составил всего 0,2 т/га. Таким образом, при образовании отвалов поверхностный смыв усиливался в 90-370 раз. Соломенная мульча снижала смыв на 84% - на участках с нанесенным гумусированным слоем и на 93% - на участках без этого слоя. На основании проведенного эксперимента установлены масштабы усиления смыва на площадях, занятых отвалами, и сделано заключение о необходимости противоэрозионной защиты их при рекультивации.

Ускоренная аккумуляция вещества в районах добычи полезных ископаемых связана как с процессами размыва, так и с высокой мутностью сбрасываемых технологических вод. Осадконакопление идет как в стоячих водоемах на дне брошенных карьеров, так и в русле и на пойме рек. Кроме того, продукты смыва с отвалов в виде шлейфа распространяются на прилегающие к ним земли.

В затопленных карьерах скорость аккумуляции очень высока. Так, на открытых разработках в бассейне ручья Бивер-Крик, в штате Кентукки (США), мощность донных осадков в таких водоемах варьировала от десятков сантиметров до 1 м. Седиментация осуществлялась в течение 4-6 лет. На плесах рек Черни и Осколец (район КМА) толщина слоя ила ниже сбросов шахтных вод достигает 0,4-0,6 м.

О масштабах ускоренной аккумуляции на дне долин можно судить по такому примеру. Между 1849 и 1914 гг. на западном склоне хребта Сьерра-Невада велась интенсивная гидравлическая разработка россыпей, и в р.Сакраменто и ее притоки было сброшено более 1,13 км³ наносов. Это вызвало ускоренную аккумуляцию на днищах долин, включая низовья р.Сакраменто. Пострадал и залив Сан-Франциско, площадь которого за 120 лет сократилась с 1233 до 1096 км², т.е. на 11%. Правда, в заполнении мелководий залива наносами виновата не только добыча золота в его бассейне, но и бесконтрольная распашка земель. Оба мероприятия были причиной поступления в залив обломочного материала объемом примерно в 1,7 км³ .

Образование культурного слоя. Чаще всего оно происходит стихийно. Например, в штате Иллинойс (США) вокруг заброшенных шахт обычно развит почти сплошной культурный слой, состоящий из пустой породы и имеющий мощность от 1 до 3 м.

Овражная эрозия. Она проявляется при сбросе шахтных и бытовых вод в районе горнодобывающих предприятий. Оврагообразование широко распространено и обычно имеет значительные скорости порядка 10-20 м в год и более.

Оползни. Это наиболее опасная и широко распространенная форма разрушения откосов выемок и уступов отвалов. В практике горных работ известны оползни объемом в сотни тысяч и десятки миллионов кубических метров. Иногда оползни перед отвалами перекрывали площади, в десятки раз превышающие занятые самими отвалами. Оползанию нередко предшествуют другие явления, например, оплывание или пластическое течение подстилающих пород. Нередко оползание идет одновременно с оплыванием. В этом случав имеют место сложные оползни - оползни оплывания, пластического течения и др.

По объему сползших масс различают оползни мелкие (сотни-тысячи м³), средние (десятки тысяч м³), крупные (сотни тысяч м³) и очень крупные (миллионы м³). Помимо оползней на участках выемки и отсыпки горных масс развивается ряд других процессов.

Обрушения и обвалы. К ним принадлежат быстрые смещения и падения блоков и пачек пород, оторвавшихся от уступов или бортов карьера. Обрушения нередко начинаются с оскользней по подрезанным откосам карьера и поверхностям ослабления.

Осыпи. Осыпание происходит в форме смещения и падения мелких обломков и зерен пород, отделившихся в результате выветривания. Осыпи, вызванные или усиленные действием вибрации, называется осовами.

Оплывины. В условиях значительного обводнения в бортах карьеров, сложенных фильтрационно неустойчивыми породами, наблюдается их оплывание. Оно особенно интенсивно в период вскрытия и в начале разработки месторождения, когда дренирующее действие карьера и водопонизительных устройств еще не проявилось в полной мере. Оплывание - одно из наиболее распространенных и важных видов фильтрационного разрушения откосов из несцементированных и обводненных пород.

Просадки. Это явление выражается в виде вертикального опускания прибортовых участков высокопористых рыхлых горных масс без образования сплошной поверхности скольжения.

Уплотнение пород. Консолидация пород бортовых массивов происходит за счет снятия эффекта гидростатического взвешивания и устранения действия фильтрационного давления при осушении обводненных месторождений полезных ископаемых. Уплотнение пород отвалов под действием их собственного веса сопровождается уменьшением их пористости и влажности.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: