Изучение экологических проблем и анализ способов снижения негативного воздействия отходов калийных руд на окружающую среду

АННОТАЦИЯ

В работе изучены экологические проблемы и анализ способов снижения негативного воздействия отходов калийных руд на окружающую среду.

ABSTRACT

The paper describes environmental problems and analysis of ways to reduce the negative impact of potash ore waste on the environment.

Ключевые слова: каменная соль, солеотвал, солеотход, переработка калийных руд, противофильтрационная защита, хвостохранилище, негативное воздействие на окружающую среду и грунтовые воды.

Keywords: rock salt, salt dump, salt waste, processing of potash ores, anti-seepage protection, tailing dump, negative impact on the environment and groundwater.

В связи с тем, что добыча и переработка калийных руд сопровождается образованием огромного количества солевых отходов, не исключены отрицательные экологические последствия производственной деятельности и негативное воздействие на окружающую среду, приводящие к серьезным экологическим последствиям. Экологические проблемы при добыче калийных руд и пути снижения негативного воздействия отходов калийных руд на окружающую среду подробно описаны в работах [1-5].

В работе[3-8] приведены негативные последствия при эксплуатации месторождений калийных солей, которые проявляются за счет оседания земной поверхности над отработанным месторождением и отчуждениях площадей плодородных земель на месте укладки отходов калийных руд. Для предотвращения и минимизации засоления плодородных земель рекомендуется рационально размещать солеотвалы и шламохранилища путем районирования территории шахтных полей. Также даны рекомендации по использованию отработанных шламохранилищ в виде основания расширяемых солеотвалов, позволяя значительно уменьшить площади занимаемых отходов и снизить расходы на создание в основании противофильтрационного экрана [7].

В работе [8] разработан способ ликвидации солеотвалов на калийных рудниках за счет закачки в подземный водоносный горизонт образовавшихся на площади рудника ложа солесодержащих вод. Разработка, в основном, направлена на совершенствование метода подземного складирования отходов калийных руд, способа отвалообразования отходов и сокращение площади, занимаемой хранилищем отходов.

В работе [9] разработана технология одновременного складирования галитового и шламового отходов, которая позволяет исключить возможность строительства шламохранилищ и сократить площади земель, отводящихся под хвостовое хозяйство.

Автор [10] рекомендует метод, позволяющий рекультивировать засоленные земли. Данный метод заключается в мелиорации (улучшении) нарушенных земель путем рассоления и создания оптимальных условий водно-солевого баланса для произрастания растений. Рассоление и уменьшение засоленности можно достичь путем биологической рекультивации, направленной на закрепление поверхности почвы корневой системой растений ‒ галофитов, способных нормально функционировать и продуцировать в условиях высокого содержания солей в почве.

Известен способ изоляции солеотвалов на калийных рудниках [11], который включает торкретирование поверхности отвалов гидроизолирующим материалом. Через 30-45 дней после отсыпки солевого отхода в жаркий и засушливый период года его поверхность покрывается глинисто-солевым шламом толщиной 10-20 мм в виде суспензии, который подается в приемный бункер пневмонасоса с соотношением Т:Ж от 1:2 до 1:3. Таким образом, происходит торкретирование шламом поверхности солеотвала.

Также известен способ размещения солеотвала и шламохранилища на одной площадке [12], который включает подачу солеотходов, изготовление на солеотвале пульпы из солеотходов, формирование гидронамывом и заполнение шламом шламохранилища (рис.1.). При этом в предназначенной для солеотвала площади при формировании солеотвала сооружают передовой откос с углом наклона, меньшим угла откоса солеотходов в рассоле. При достижении передовым откосом высоты, превышающей высоту высачивания рассола из солеотвала формируют верхнюю часть откоса солеотвала под углом естественного откоса твердых солеотходов.

1 –солеотвал; 2 – шламохранилище; 3 – конвейерная линия; 4 – отвалообразователь; 4 – насос; 6 – рассолопровод; 7 – вал; 8 – бульдозер; 9 – насыпь из ранее намытого массива; 10 – максимальный уровень шламохранилища

Рисунок 1. Технологическая схема размещения солеотвала и шламохранилища на одной площадке

В работе [13] предложен способ складирования отходов промышленных предприятий с разными фильтрационными свойствами (рис. 2). Согласно данному способу осуществляют послойный намыв и периодическое сооружение дамб из отходов с большим коэффициентом фильтрации по всему периметру на вновь намытых отходах. Непосредственно на отвале готовят пульпу гидронамыва, намывают отвал участками с разделительными валами, на одном участке намывом сооружают дамбы обвалования из отходов с большим коэффициентом фильтрации. На другом участке смесью отходов с большим и малым коэффициентом фильтрации производят намыв отвала и далее возводят разделительные валы. До возведения отвала на заданную высоту по мере заполнения участков смесью производят чередование намыва отвала образуя дамб обвалования.

1 – солеотвал; 2 – конвейерная линия; 3 – разделительные валы; 4 – рассолосборник; 5 – бульдозер; 6 – контурный вал

Рисунок 2. Способ складирования отходов промышленных предприятий с разными фильтрационными свойствами

Известен способ формирования откоса солеотвала при совместном складировании солеотходов и шламов обогатительных фабрик калийных предприятий [14]. Согласно данному способу создают внутреннюю и внешнюю обваловку из солеотходов, а также емкости на солеотвале для размещения шлама (рис. 3). На участках создают внутренние и внешние борта солеотвала с оставлением расстояния между ними для возведения внешней обваловки. Производят гидронамыв солеотходов на участке до внутреннего борта с добавлением шлама в пульпу. Далее возводят внутреннюю обваловку из намытого массива с добавлением шлама и выдерживают угол внутреннего борта, который должен быть больше угла естественного откоса солеотходов. На участке между внутренним и внешним бортами производят гидронамыв солеотходов без шлама, а из намытого массива возводят внешнюю обваловку.

1 –внешняя обваловка; 2 – участок между внутренней и внешней обваловками; 3 – внутренняя обваловка; 4 – радиальные обваловки; 5, 6, 7 – участки гидронамыва; 8 – внутренний угол борта солеотвала; 9 – внешний угол борта солеотвала

Рисунок 3. Технологическая схема формирования откоса солеотвала при совместном складировании солеотходов и шламов обогатительных фабрик калийных предприятий

Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что при добыче калийных руд необходимо производить работы так, чтобы формируемые новые ландшафты, солеотвалы, хвостохранилища и др. могли в дальнейшем использоваться с максимальным эффектом и низким воздействием на окружающую среду. Одним из путей решения проблемы сокращения отрицательного воздействия на окружающую среду размещаемых на дневной поверхности солеотходов является увеличение емкости и высоты солеотвалов без расширения площади его основания и внедрение рекультивационных работ с изоляцией поверхности солеотвалов. До настоящего времени рекультивационные работы солеотвалов в промышленном масштабе в Республике Узбекистан не осуществлялись.

Список литературы:

1. Отчет по панели №1. Пояснительная записка ГДК-26-2009 17. Горнодобывающий комплекс Дехканабадского завода калийных удобрений. – Дехканабад, 2017. – 104 с.
2. Каримов Ё.Л., Якубов С.И., Муродов Ш.О., Нурхонов Х., Латипов З.Ё. Экологические аспекты Дехканабадского рудного комплекса по добыче калийных руд // Горный вестник Узбекистана. ‒ Навои, 2018. ‒ №3. ‒ С. 23-27.
3. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Жумаев И.К., Шукуров А.Ю., Нарзуллаев Ж.У.Рекомендации по применению технологии противофильтрационной защиты солеотвала и рассолосборника №1 // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – №12(81). – С. 34-38
4. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Разработка технологии закрепления солевых отходов рудника Тюбегатанского горно-добывающего комплекса. // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – №12(81). – С. 59-63
5. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Моделирование и установление координатов центра масс отвала и хвостов тюбегатанского калийного месторождения. // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №2(83). – С. 25-29
6. Норов Ю.Д., Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Повышение эффективности использования хвостохранилища для размещения солеотходов обогатительной фабрики Дехканабадского завода калийных удобрений // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2020. – №4. – С. 45-48.
7. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Технология проходки выработок на Тюбегатанском месторождении калийных солей. // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. Минск – Тула – Донецк 29-30 октября 2019 г
8. Современные проблемы науки и образования. Проблемы освоения крупнейших калийных месторождений мира [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.science-education.ru/106-7513 – Дата доступа: 06.11.2014.
9. Патент РФ №2355887 от 20.05.2009 г. Способ ликвидации солеотвалов на калийных рудниках / Б.А.Крайнев, С.П.Дьяков, А.И.Шумахер, В.В.Белкин. Заявитель ОАО«Уралкалий».
10. Патент РФ №273735. Способ изоляции солеотвалов на калийных рудниках / Белкин В.В., Платыгин В.И., Кузнецов Н.В. Опубл. 10.04.2006 г. в бюл. изобр. №10.
11. Патент РФ №2316651. Способ размещения солеотвала и шламохранилища на одной площадке / Борзаковский Б.А., Коньшин А.А., Наконечный С.С., Тимаков В.М., Кололеев Н.В., Пантелеев Б.И., Сабиров Р.Х.Опубл. 10.02.2008 г. в бюл. изобр. №4.
12. Патент РФ №2349396. Способ складирования отходов промышленных предприятий с разными фильтрационными свойствами / Борзаковский Б.А., Кололеев Н.В., Пантелеев Б.А., Чернышов В.Ю. Опубл. 20.03.2009 г. в бюл. изобр. №8.
13. Патент РФ №2594498. Способ формирования откоса солеотвала при совместном складировании отходов обогатительных фабрик калийных предприятий / Комаров Ю.А., Князев В.В. . Опубл. 20.08.2016 г. в бюл. изобр. №23.
14. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83)/ Под.общ. ред. Ржаницина Б.А. и Курденкова Л.И. Утверждено приказом НИИОСП им. Н. М. Герсеванова от 1 февраля 1985 г. ‒ №15.