Вугільні підприємства стоять в одному ряду з найбільшими промисловими забруднювачами навколишнього середовища. При цьому шкода екології наноситься не тільки безпосередньо в процесі видобутку, але і багато років після її припинення. Джерелом такого забруднення є терикони. Однак просто рекультивувати гірські відвали недоцільно, адже терикони є багатими джерелами цінної сировини і палива для багатьох технологічних процесів.
Всі існуючі способи підземного видобутку вугілля пов'язані з обов'язковою освітою на поверхні землі породних відвалів. Щорічно в процесі підземного видобутку вугілля в Україні на поверхню піднімається близько 40 млн куб м породи, яка складується у відвали. За даними НПО "Механік", за двісті років розробки вугільних родовищ в країні вже утворилося понад 1100 териконів, під якими зайнято 6300 гектарів родючої і придатною для промислового і житлового будівництва землі.
Шкідливий вплив териконів на навколишнє середовище пов'язане також з тим, що породним відвалам притаманне самозаймання з виділенням в атмосферу шкідливих газів і пилу, аж до вибуху териконів.
В середньому з одного палаючого відвалу за добу виділяється близько 10 т окису вуглецю, 1.5 т сірчистого ангідриду і значна кількість домішок інших газів. Породні відвали надають токсичну дію на весь живий організм - що містяться в них цинк, мідь, свинець, кадмій, нікель негативно впливають на центральну нервову систему людини, порушують роботу нирок, печінки, змінюють формулу крові, викликають онкологічні захворювання. Ступінь небезпеки залежить від валового вмісту токсичних компонентів і знаходження їх в гранично допустимих для грунтів і геохімічного фону нормах.
Таким чином, головним завданням в національному масштабі сьогодні має стати зниження шкоди, якої завдає навколишньому середовищу гірська промисловість, а точніше, - зменшення впливу териконів на екологічну ситуацію в країні.
Порівняльна характеристика вмісту мікроелементів в гірській породі шахт ДХК "Краснодонвугілля"
Комора цінної сировини
Сьогодні найбільш поширеним методом боротьби з шкідливим впливом териконів на навколишнє середовище є їх рекультивація. Однак даний метод з економічної точки зору не приносить ніякої вигоди, а навпаки, є енергетично і фінансово досить витратним.
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 / 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 / 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 / кг.
Хімічний склад гірської породи на прикладі ДХК "Краснодонвугілля"
В даний час в світі існує кілька варіантів використання відвальної породи в якості сировини і палива для промисловості, розроблені різні програми їх утилізації. Зокрема, в Росії відходи вуглевидобування прирівняні до корисних копалин.
Особливість горілих порід полягає в їх високої мікропористості і адсорбційної активності, завдяки чому вони є хорошими наповнювачами для різних мастик. Фізико-механічні властивості таких порід дозволяють використовувати їх як сировину для будівництва тротуарів та автошляхів, а також в якості наповнювачів в звичайних бетонах.
Горілі породи териконів придатні для виготовлення керамзиту, насипних ґрунтів і цегли. Так, вже зараз світова будівельна промисловість все частіше орієнтується на виробництво цегли саме з відвальних порід. Така цегла має високі показники міцності, морозостійкості і водонепроникності.
Крім того, з відвальної породи можна виробляти плити, перекриття, стінні панелі, сходові марші, ліфтові шахти та іншої будматеріал. При цьому використання в якості сировини відходів вуглевидобувної промисловості дозволяє здешевити вартість будівництва, як мінімум, на 15-20%.
Вміст вугільних відвалів цілком може замінити енергетичний або буре вугілля. Сучасні технології їх переробки дозволяють використовувати відвальні породи вугільної промисловості в якості палива.
Існує ще один альтернативний спосіб використання териконів - розібрати їх дощенту, застосувавши в промисловості все, без винятку, складові породного відвалу. Так, заступник директора з наукової роботи Макіївського НДІ з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ) Анатолій Мнухін розробив унікальний проект, згідно з яким на базі шахт, що закриваються будуть побудовані міні-заводи по комплексній стовідсоткової переробки накопиченої породної маси.
Проектом передбачається вилучення з териконів стратегічно важливих для країни алюмінію, германію, скандію, галію, ітрію і навіть цирконію. Поділ сировини на фракції планується проводити електростатичним методом, що в десятки разів дешевше і екологічніше, ніж приминение традиційних технологій використання величезних сепараторів зі спеціальними технічними рідинами. Для подрібнення гірської маси пропонується використовувати так званий електровзрив.
Екскаватор буде навантажувати породу на стрічковий конвеєр, доставляти в виробниче приміщення до дробарці і далі до Железоотделители (магнітна сепарація). Таким чином, спочатку відділяється залізо та його сполуки. Потім - сплав алюмінію з кремнієм, далі - рідкоземельні елементи: германій, скандій, галій.
Те, що залишається в кінці утилізаційного циклу (15-20% загальної кількості породи), - сировина для будматеріалів. В кінцевому підсумку на місці терикону з'являється облагороджена територія, придатна для будівництва або сільського господарства. А переробний комплекс в складі кількох мобільних блоків переїжджає на нове місце.
Наявність на шахтах залізничних і автомобільних під'їзних шляхів, приміщень промислового та побутового призначення, енергетичного комплексу дозволяє значно скоротити витрати і терміни введення в роботу такого міні-заводу. Крім цього, створення підприємства забезпечить роботою жителів покинутих шахтних селищ.
Незважаючи на всі переваги методу, проект досі так і залишився лише на папері. Все чим допомогла держава - це дозволило займатися роботою за рахунок власних коштів, - констатував А.Мнухін.
Природно, процес переробки териконів пов'язаний з деякими ризиками. Наприклад, найбільш відомий вітчизняний переробник промислових териконів компанія "Еко-Інвест" (дочірнє підприємство ЗАТ "Данко") не так давно оголосила про своє банкрутство.
На початковому етапі роботи щорічно з відвалів витягувалися близько 10 тис т концентрату. Для поступового нарощування потужностей підприємство взяло кредит в розмірі 1 млн грн в одному з українських банків, при цьому віддавши в заставу свій основний актив - установку з переробки породних мас.
Таким чином, все вищевикладене вказує на актуальність і важливість проблеми переробки та повної утилізації відходів вуглевидобувної галузі. Однак, як показав досвід, без підтримки держави освоїти настільки ризикована, але в той же час прибутковий напрямок, досить складно.