Кузбасс разработка открытым способом

Влияние открытого способа угледобычи на окружающую среду Кузбасса

ВЛИЯНИЕ ОТКРЫТОГО СПОСОБА УГЛЕДОБЫЧИ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ КУЗБАССА

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кузбасс – крупнейший из эксплуатируемых сегодня угольных бассейнов в России, в котором добывается более 40% угля России. Его запасы оцениваются в 690 млрд. тонн низкозольных каменных углей

Угольная промышленность создает мощное техногенное воздействие на окружающую среду. Каждая тонна добытого угля сопровождается сбросом 2,5 м3 загрязненных сточных вод, размещением 2,16 м3 вскрышных (вмещающих) пород; каждые 1000 т добычи – выбросом в атмосферу 2,17 т вредных веществ, нарушением 0,55 га земель. Ведущим способом добычи угля является открытый способ. Доля добычи угля экономичным открытым способом составила 2/3 от общего объема добычи угля.

Во всем мире поверхностная добыча угля полностью уничтожает существующие виды растительности, разрушает генетический профиль почвы, вытесняет или уничтожает диких животных и среды их обитания, ухудшает качество воздуха, изменяет текущий процесс землепользования, а также в некоторой степени, постоянно изменяет общий профиль земной поверхности [1].

Загрязнение воздушного бассейна в процессе открытой добычи и переработки угля происходит за счет буровзрывных и вскрышных работ, транспортировки, ветровой эрозии с поверхности отвалов, эндогенных пожаров и т. д. Основными загрязняющими веществами являются пыль неорганическая, угольная пыль, сажа и зола углей.

Производство массовых взрывов на угольных разрезах приводит в среднем к выбросу в атмосферу 6-8 м3 вредных газов, до 200 т пыли. В витающей пыли содержится около 9,0-11,7 % свободной двуокиси кремния. По дисперсности большинство пылевых частиц (82,9-97,3 %) имеют размер до 5 мкм. Содержание диоксида серы увеличивается в 40 раз. Радиус загрязнения в районе разрезов составляет 3500-4000 м [2].

Добыча угля может также негативно сказаться на гидрологии в любом регионе. Ухудшение качества вод связано с проникновением токсичных микроэлементов, повышением содержаний растворенных твердых веществ в подземных водах, а также с увеличением количества наносов, разгружаемых в водные потоки. Создание угольных отвалов может привести к отложению вредных компонентов в водных потоках и к выщелачиванию воды из этих отвалов, содержащей большое количество токсичных микроэлементов. К настоящему времени гидрографическая сеть угледобывающих районов Кузбасса значительно сокращена. Загрязненные стоки угольных предприятий составляют свыше 30% общего сброса загрязняющих веществ[3].

Влияние горных работ на речной сток осуществляется увеличением разгрузки подземных вод в реки за счет шахтного или карьерного водоотлива, который по Кузбассу составляет более 1 млн. м3/сут. При этом уменьшаются запасы подземных вод. Происходит иссушение зоны горных работ, образуются депрессионные воронки, размеры которых зависят от геологических, гидрогеологических условий и продолжительности разработки месторождения. Общая площадь депрессионных воронок в Кузбассе превышает 2 тыс. км2

Площадь нарушенных при угледобыче земель, по статистическим данным, к 2011 составила 63,7 тыс. га, из них 42 тыс. га нарушены открытыми горными работами. При использовании земельных ресурсов происходит уничтожение растительного, почвенного покрова, почвообразующих слоев литосферы и геологического фундамента ландшафта. На поверхности глубинные горные породы создают специфичный техногенный ландшафт с низкой биогенностью. Значительная часть ландшафтных нарушений при открытой разработке угольных месторождений представляется в виде внешних породных отвалов вскрышных пород, расположенных за пределом карьерных полей. Вынесенные на поверхность громадные массы глубинных горных пород постепенно «растекаются» на прилегающие территории, загрязняя их тяжелыми металлами, сернистыми, фенольными и другими токсичными для человека продуктами окисления глубинных горных пород [4].

Процессы естественного восстановления растительных покровов, почв и рельефов нарушенных земель протекают медленно или неэффективно. Нарушения земной поверхности, как правило, не исчезают и становятся устойчивыми техногенными формированиями. Нарушенные земли подлежат искусственному восстановлению.

«Современная рекультивация есть набор технологических приемов, позволяющих сформировать на месте нарушенных земель участки территории (местообитания, ландшафты, поля рекультивации) с заданными в виде технического задания в рабочем проекте рекультивации параметрами хозяйственной и/или почвенно-экологической эффективности». Такое определение дали ученые института почвоведения и агрохимии СО РАН, подводя итоги 30-летнего опыта научных исследований – , и .

Целью рекультивации нарушенных горными работами земель является создание и ускорение формирования в условиях техногенного экотопа новых почвогрунтов и устойчивых фитоценозов с определенным уровнем плодородия и продуктивности.

Рекультивацию проводят в два этапа: технический и биологический.

Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировка отвалов, придание удобной для использования формы, насыпание плодородных грунтов, создание подъездных путей и т. д. Этап технической рекультивации должен проходить в процессе эксплуатации карьера.

В ходе биологической рекультивации обеспечивают формирование почвенного слоя, оструктуривание почвы, накопление гумуса и питательных веществ и доведение свойств почвенного покрова до состояния, отвечающего требованиям сельскохозяйственных культур, намечаемых к возделыванию [5].

Воздействие открытого способа угледобычи на окружающую среду можно характеризовать как сильное и катастрофическое. Пример снижения угледобычи в Кузбассе со 159 млн. тонн (1988 г.) до 102,7 млн. тонн (2000 г.) показал, что экологические проблемы угольной промышленности стали более актуальными в связи с ликвидацией убыточных и нерентабельных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. Проведение природоохранных мероприятий на предприятиях по экспертным оценкам снижает нагрузку до 30-40% на природные сферы.

Литература и источники

1. Пашкевич массивы и их воздействие на окружающую среду/ . – С-П.: Наука, 2000. — 230 с.

2. Об экологической безопасности угледобывающих районов Кузбасса / // Региональные проблемы устойчивого развития природоресурсных регионов и пути их решения: тр. IV Всерос. науч.-практ. конф. – Кемерово: Изд-во ИУУ СО РАН, 2003. – Т.2. – С.196-206.

3. Мироненко загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах/ , , . — М.: Недра, 1988. — 279 с.

4. Хорошилова, – регион техносферы с высоким уровнем негативного воздействия на человека / , , . – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008 – 108 с.

5. Сметанин и обустройство нарушенных земель. – М.: Колос, 2000. – 96 с.

Научный руководитель – д. б.н., профессор , ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Источник

Чем обусловлена низкая себестоимость добычи угля в Кузнецком угольном бассейне

Кузнецкий угольный бассейн является бесспорным лидером по объемам залежей каменного угля в России. Кроме того, способ добычи твердого топлива на Кузбассе экономически выгодный, ввиду низкой себестоимости и сравнительно малых капитальных затрат.

География Кузнецкого угольного бассейна

Сибирь богата полезными ископаемыми и, прежде всего, каменным углем. В ее южной части располагается самое крупное месторождение – Кузнецкое. Благодаря ему вся Кемеровская область именуется Кузбассом – это ее второе официальное название. Месторождение находится в небольшой котловине, между Алтайским хребтом, Кузнецким нагорьем Алатау и горно-таежным регионом Горная Шория.

Угольный бассейн расположен в зоне с резким континентальным климатом, который характеризуется частыми колебаниями температур, из-за чего осложняется добыча природных ископаемых. Регион разрабатывается уже не одно десятилетие, вследствие чего был сильно изменен ландшафт.

• дата открытия – 1721 год;
• протяженность – 800 км вдоль Транссибирской магистрали;
• площадь бассейна – 26 тысяч км 2 ;
• количество шахт – 50 и 33 разреза;
• балансовые запасы – 600 млрд тонн;
• объемы залежей коксующих углей – 643 млрд тонн;
• доля некачественных углей (не соответствующих мировым критериям) – около 50%;
• средняя мощность пластов – 14 м;
• средняя глубина шахт – 315 м;
• доля объема добычи – 40%;

Распределение балансовых запасов углей Кузнецкого угольного бассейна

• зональность – невысокая – 4–6%;
• содержание серы – до 0,65% (низкое);
• калорийность – 8,6 ккал (высокая);
• удельная теплота сгорания – до 8500 ккал/кг.

Как работает угольный разрез

Как добывается уголь на Кузбассе

На Кузнецком месторождении разработка пластов угля осуществляется двумя основными способами:

Подземный способ предполагает строительство шахт, глубина некоторых доходит до 400 метров. Это самый затратный вариант, но при глубоком залегании нет альтернативы. Около 70% всех углей добывается в шахтах. Остальные – открытым, карьерным способом. На той территории бассейна, где угольные пласты залегают неглубоко, открываются разрезы.

Угольные разрезы Кузбасса

Снимаются верхние слои почвы, а с помощью техники вывозится угольная порода. Если слой рыхлый и его толщина небольшая, то используются только бульдозеры для вскрышных работ. Если порода залегает толстым слоем и имеет высокую плотность, то используют экскаваторы, драглайны, предварительно могут проводиться взрывные работы. Грузовые автомобили, вагоны и прочая автотехника используется для транспортировки добытого твердого топлива.

Сегодня в обслуживание разрезов вовлечены:

Работа техники на Кузнецком угольном бассейне

• 450 экскаваторов;
• 80 электровозов;
• 300 бульдозеров;
• 900 думпкаров;
• 120 подъемных кранов;
• более сотни буровых станков и большегрузных автомобилей.

Открытый способ довольно экономный, а добытое сырье имеет низкую стоимость. Но разработка карьеров наносит значительный урон окружающей среде, изменяет ландшафт и загрязняет воздух – пыль разносится на несколько километров. Самые крупные угольные разрезы кузбасского бассейна:

• Сибиргинский;
• Красногорский;
• Черниговец;
• Кедровский.

Гидравлическая добыча угля подземным способом

Более прогрессивный способ добычи – гидравлический. Но его можно применять только при наличии значительного количества подземных вод. Порода разрушается и поднимает на поверхность под воздействием струй воды. Технологии такой разработки шахт постоянно совершенствуются и сегодня используются следующие виды подачи воды:

Самый распространенный способ добычи твердого топлива – подземный. Шахты, дающие миллионы тонн угля:

• им. Кирова;
• Распадская;
• Капитальная.

Техника для добычи угля

Для добычи используются следующие виды техники:

• комбайны для очистных работ – 365 единиц техники;
• скребковые и ленточные конвейеры – более 12000 единиц;
• проходческие комбайны – 200 единиц;
• электровозы – 1740 единиц;
• механизированные комплексы – 180 штук;
• 450 погрузочных машин.

Большинство процессов полностью автоматизированы. Но, тем не менее, доля ручного труда остается высокой. Шахты отличаются высокими показателями травматизма, а также нередки случаи обвалов. Поэтому подземный способ считается самым небезопасным.

Основные экономические показатели добычи угля на Кузбассе

Угольная промышленность Кузбасса дает России 12% национального продукта. Оказывает положительное воздействие, как на экономику региона, так и на страны в целом.

Добыча угля в Кузбассе

Основные экономические показатели Кузнецкого угольного бассейна:

• доля залежей в общих объемах страны – 60%;
• доля объема добычи – 40%;
• количество добытого угля – 215,2 миллион тонн в 2015 году;
• динамика прироста – с 1998 года наблюдается стабильный рост: в среднем на 5–8 миллион тон в год;
• экспорт – в 2015 году увеличился на 41%;
• собственное потребление (Кемеровской области и Западной Сибири) – 86 миллиона тонн.

Качество углей в Кузбасском бассейне разное – более 50% имеют неоднородный состав и в таком виде непригодны для дальнейшего потребления. Для переработки такого сырья созданы высокотехнологичные заводы, которые позволили увеличить объем обогащенного сырья с 40% (в 2000 году) до 73% (в 2015). Самый прогрессивный перерабатывающий завод – Кузбассразрезуголь – дает 90% обогащенного угля. Использование современных технологий и механизация процессов влияет на стоимость конечного продукта – снижает ее.

Прогноз добычи угля в РФ

Экспорт кузбасского твердого топлива и других полезных ископаемых Западной Сибири осуществляется в 85 стран мира. При этом значительная часть (90%) всех перевозок производится железнодорожным транспортом. Это дает широкие возможности развития для еще одной сферы экономики – транспортной. Инвестиции, вложенные сегодня на модернизацию основных фондов, принесут снижение стоимости и повышение эффективности использования ресурсов в долгосрочной перспективе.

Чем обусловлены низкие затраты на добычу кузбасского угля

Стоимость горной продукции складывается из множества показателей. Учитываются не только текущие затраты, но и прошлые. К прошлым можно отнести:

• затраты на геолого-разведывательные мероприятия;
• опытные испытания;
• строительство шахт, перерабатывающих заводов;
• организация инфраструктуры – строительство дорог, создание условий для жизни работникам.

Добыча угля по акционерным обществам и компаниям Кузбасса

Текущие затраты включают в себя следующие группы:

• содержание и эксплуатация основных фондов – зданий, сооружений, машин и механизмов;
• модернизация машинного парка;
• заработная плата работникам;
• социальные отчисления на страхование;
• организация сбыта продукции;
• приведение земель, на которых осуществлялась выработка, в пригодное состояние для хозяйственного использования;
• инвестиции в геолого-разведывательные мероприятия, а также подготовительные работы по освоению новых месторождений;
• мероприятия по охране труда и создание безопасных условий работы для сотрудников.

Процентное соотношение по добыче угля на месторождениях РФ

Кузбасский уголь имеет низкую себестоимость за счет разработки карьеров бассейна открытым способом. Он не предусматривает строительство и обслуживание шахт. Первоначальная стоимость карьерного угля на 35% ниже, чем добытого подземным способом.

Добыча угля в России (по способам добычи)

Открытый способ предусматривает использование труда меньшего количества работников. На 33 разрезах занято на 50% меньше людей, чем для обслуживания 50 шахт. Это автоматически сокращает и отчисления на социальное страхование.

Для открытого способа используется меньшее количество машин и механизмов – это также сокращает затраты примерно в два раза. Снижается потребление топлива, электричества, амортизационные расходы.

На стоимость одной тонны каменного угля влияет и общий объем производства. Чем он больше, тем меньшие будут затраты. Поскольку общие капитальные вложения распределяется на большее количество конечного продукта.

Видео: Угольная промышленность

Источник