В останні роки велику проблему в масштабі всього людства набули відходи його власної життєдіяльності. Втручання суспільства в природні процеси призводить до забруднення навколишнього середовища. Як наслідок, забруднюються ґрунти, поверхневі і грунтові води, річки, формуються антропогенні форми рельєфу, спотворюються природні ландшафти, умови проживання фауни, зникають екологічні ніші для багатьох видів ссавців, включаючи людину.
Ні для кого не секрет, що важливою екологічною проблемою для Донецького регіону є вплив процесів вуглевидобутку. Наявність великої кількості териконів надає згубний вплив на стан навколишнього середовища і на саму людину, являючи собою справжню проблему для всього регіону.
На території Донбасу налічується понад 1,5 тис. Териконів, в кожному з них в середньому тисячі сто сорок чотири м3 породи. Терикони розкидані по всій території Донбасу на площі 800 га. Вони займають значні території і чинять негативний вплив на атмосферу, грунти, поверхневі і підземні водні джерела, викликають ерозію. Тому проблема утилізації териконів зараз є актуальною.
Проблемам використання териконів і утилізації гірничих виробок присвячені роботи таких вчених і громадських діячів, як В. Демчишин,
Л. Івченко, Л. Козлов, А. Мнухін, С. Третьяков та ін.
Незважаючи на значну кількість публікацій і громадське обговорення проблеми териконів, в практичній площині вдається не так і багато. У зв'язку з цим виникає причина повернення в даній тематиці.
Величезні гори, створені з відпрацьованої гірської породи, вже давно є предметом спору місцевих вчених, промисловців і політиків. Для одних терикон - майже непотрібне сміття, для інших - цінний ресурс. У складі териконів присутній порода, яку можна промити, спресувати в брикети і використовувати для підприємств, які працюють з вугіллям. За окремими оцінками, ціна терикону може досягати більше 150 тис. Доларів, в залежності від обсягу породи. Такий потенціал викликає інтерес з точки зору утилізації териконів і отримання певних економічних преференцій.
Відходи видобутку природних ресурсів і залишки сировини, не використаної в процесі виготовлення основної продукції, не завжди повністю втрачають господарську значимість і часто теж можуть бути використані в якості сировини для виробництва тієї чи іншої продукції. Відвальна порода вугільних шахт теж відноситься до таких відходів. В даний час відомі такі способи її утилізації, як отримання будівельних матеріалів і углеудобреній, виробництво бокситів і алюмінієвих сплавів, відділення магнітних залізовмісних сполук з териконів, виділення германію з териконів, виділення рідкоземельних елементів з териконів.
Після подрібнення породи або відходів вторинної видобутку, до фракції 10-80 мкм, може використовуватися для включення до складу асфальту, бетонних виробів в якості наповнювача.
Сировина з відвалів та готова продукція з цієї сировини завжди затребувані. Вироби з силуміну (труби, запірна арматура, фітинги і т.д.) необхідні для потреб хімічної, газової та нафтової промисловості.
Германій, метал з дуже високим електричним опором, використовується у виробництві побутових пластмас, як каталізатор в металургії та електротехнічної промисловості, в медицині, оптиці, геліоенергетики. Германієві скла і лінзи застосовують в приладах нічного бачення, у військових системах наведення. Вартість германію перевищує 1 тис. Дол. США за кг.
Скандій, м'який метал, який в чистому вигляді досить легко піддається обробці (куванні, прокатці, штампування), незамінний в авіаційній і космічній промисловості, автопромі (мотори), кріогенної техніки, галогенних лампах і навіть в зубному протезуванні. Добавки скандію в сталь і чавун підвищують їх якість до статусу "Спецметалл високої міцності". Вартість скандію коливається в межах 42-45 тис. Дол. США за кг.
Сфера застосування галію досить специфічна - виробництво мастильних і клеять матеріалів, конструювання напівпровідникових лазерів, термоелементів для сонячних батарей. Цікаво, що світова потреба галію перевищує його видобуток. Вартість галію в даний час складає близько 1.3-1.5 тис. Дол. США за кг.
На базі шахт, що закриваються необхідно створювати підприємства для розбору териконів. Перелопативши відвал, просто витягти з його породи германій, а потім везти її на завод для виплавки алюмінію недоцільно. Наявність на шахтах залізничних і автомобільних під'їзних шляхів, приміщень промислового та побутового призначення, енергетичного комплексу дозволить скоротити витрати і терміни введення в роботу планованого виробництва. Крім цього, створення підприємств дасть роботу жителям шахтних селищ.
Процес переробки териконів можна організувати в такий спосіб. Екскаватор буде навантажувати породу на стрічковий конвеєр, доставляти в виробниче приміщення до дробарці і далі - до Железоотделители (магнітна сепарація). Так, спочатку відділяється залізо та його сполуки. Потім з породи виділяється сплав алюмінію з кремнієм. Слідом - германій, скандій та інші рідкісні метали. Решта відходи (15-20% загальної кількості породи) придатні для виробництва будматеріалів. Технологія вилучення рідкісних елементів з шахтної породи повністю відпрацьована і додаткових досліджень не вимагає.
На одному териконі реально заробити 100 млн. Дол. США, а в Донбасі їх налічується понад тисячу.
В кінцевому підсумку на місці терикону з'являється облагороджена територія, придатна для будівництва або сільського господарства. Звідси випливає, що ми повинні навчитися використовувати всі наявні ресурси, і використовувати їх ефективно.
Економічні проблеми: постійне подорожчання сировини, що витягується з надр землі, в зв'язку з розробкою родовищ на все більш значних глибинах; виснаження запасів корисних копалин; зниження продуктивності праці і зменшення темпів видобутку корисних копалин у зв'язку з постійним погіршенням гірничо-геологічних умов.
Екологічні проблеми: виключення з господарського обороту великих площ земель, зайнятих териконами; знищення або зниження якості земель через пилових заметів з відвалів; забруднення навколишнього середовища (грунтів, поверхневих і підземних вод, повітря) важкими металами і солями.
Залучення в переробку сировини гірських відвалів забезпечує:
скорочення витрат на пошуки нових і розвідку експлуатованих родовищ;
збереження ресурсів в надрах, так як запасів корисних копалин, що накопичилися в териконах, досить, щоб задовольнити потреби на багато десятиліть вперед;
підвищення продуктивності праці за рахунок рентабельної переробки вже видобутої сировини, що є готовим полупродуктом і знаходиться поблизу діючих підприємств;
поліпшення умов праці, так як техногенні родовища розташовані на поверхні, на відміну від все більш глубокозалегающих звичайних родовищ корисних копалин;
виробництво дешевих будматеріалів;
звільнення займаних відвалами земель, ліквідація джерел забруднення навколишнього середовища.
Сьогодні увага промисловців як далекого, так і ближнього зарубіжжя знову звернено до породним відвалам вугільних шахт. Широкий спектр різних хімічних сполук і елементів (германій, рідкоземельні елементи, глинозем, залізна руда та інші) при високій доступності, низькій ціні і практично необмежених обсягах вихідної сировини (породи) робить перспективним цей напрямок.
Вищевикладене вказує на актуальність і важливість проблеми переробки та повної утилізації відходів вуглевидобувної галузі. Однак, як показує досвід, без підтримки інвесторів освоїти настільки ризикована, але в той же час прибутковий напрямок, досить складно.
Донецький національний університет