Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

(термопросадочные явления, солифлюкция, морозное пучение), деградация

ледников, которые могут вызвать сели гляционального происхождения,

прорывы подпрудных морено-ледниковых озёр, пульсации ледников.

Отмеченные процессы и явления в геологической среде, стимулированные

интенсивной и нерациональной хозяйственной деятельностью, осуществляющейся

без учёта специфики легкоранимых горных экосистем, оказывают ощутимое

экологическое влияние не только на геологическую среду, но и на и на

атмосферу, гидросферу, биосферу и в целом на всю природу и жизнь общества.

Об этом свидетельствуют сложная экологическая и социально-экономическая

ситуация, сложившаяся в шахтёрских городках и посёлках Майлуу-Суу, Сумсар,

Шекафтар, Ак-Тюз, Минкуш, Кан, Кок-Янгак, Сулюкта и др. Положение настолько

критическое, что потребовались специальные меры со стороны

правительственных органов для сохранения этих населённых пунктов.

Для обеспечения в дальнейшем их устойчивого развития необходима

реализация комплекса мер, в том числе таких, которые обеспечат

экологическую безопасность.

Общие сведения об отходах горнодобывающей промышленности.

В комплексе геоэкологических проблем, как доставшихся по «наследству»

от советской горнорудной и металлургической промышленности, так и

приобретённых в последние годы после развала СССР на первое место

выдвигается проблема безопасного содержания большого количества отходов

горного производства. Вследствие неэффективной и нерациональной переработки

полезных ископаемых, имевших место в недалёком прошлом, образовались

значительные по объёму отвалы отходов горных пород, некондиционных руд,

металлургических шлаков, созданы хвостохранилища и шламонакопители, которые

содержатся в неудовлетворительном состоянии. По этой причине они не только

загрязняют окружающую природную среду, но и являются потенциально опасными

источниками чрезвычайных ситуаций природно-техногенного характера.

Хвостохранилища представляют собой концентрированные массивы

мелкодисперсных отходов производства, которые в зависимости от вида

перерабатываемых руд содержат радионуклиды, вредные для здоровья соли

тяжёлых металлов (кадмий, свинец, цинк), а также токсичные вещества,

используемые в качестве реагентов при переработке и обогащении руд. К числу

последних относятся цианиды, кислоты, силикаты, нитраты, сульфаты и т.п.

Занимая значительные площади (более 1000 га) хвостохранилища

оказывают отрицательное влияние на состояние окружающей среды, как на

стадии эксплуатации, так и на продолжительных отрезках времени после

консервации хранилищ.

Негативное воздействие хвостохранилищ на окружающую среду в некоторых

районах страны выражается в том, что из-за разрушения ограждающих дамб и

упорных призм, глубокой водной и ветровой эрозии тел хвостохранилищ

(особенно, незаконсервированных), недостаточной герметичности газо- и

гидроизолирующих оболочек хвостохранилищ, неисправности дренажных систем и

защитных сооружений, отсутствие надзора и контроля за состоянием этих

потенциально опасных в экологическом отношении объектов. Некоторые из них

стали, во-первых, источниками систематического загрязнения атмосферы,

поверхностных и подземных вод, гидрографической сети радионуклидами, солями

тяжёлых металлов и другими токсинами (п. Сумсар, пгт. Советский, г. Майлуу-

Суу, Чаувай). Во-вторых, нарушена не только целостность, но и

долговременная геомеханическая и сейсмическая устойчивость ряда хранилищ и

ограждающих их дамб.

Наряду с хвостохранилищами на территории Кыргызстана накоплено

огромное количество отвалов (Рис. 4) – механически раздробленных горных

пород и некондиционных руд, в разной степени подверженных перемещению

ветром, водой и гравитационными силами.

В отвалах «захоронено» свыше 500 мі горных пород и некондиционных руд и они

занимают территорию около 1200 га.

Свыше 90% имеющихся отвалов не рекультивированы, что отрицательно

сказывается на состоянии окружающей среды территорий, прилегающих к

отвалам. Негативное влияние отвалов усугубляется тем, что в условиях

стеснённого гористого рельефа большая часть отвалов размещены в поймах и

руслах рек и ручьёв, в саях, на слабоустойчивых горных склонах.

В целом неблагоприятная экологическая ситуация с хвостохранилищами и

отвалами на территории Кыргызстана усугубляется ещё и тем, что в силу

недостатка пригодных площадей большинство из них разместилось на

слабоустойчивых горных склонах, в зоне влияния активных тектонических

нарушений и высокой сейсмичности а также в непосредственной близости к

населённым пунктам. Повсеместно распространено неконтролируемое и

несанкционированное изъятие материала отвалов, содержащих радиоактивные и

токсичные элементы, для производственно-хозяйственных нужд, использование

их в качестве строительных материалов. Отмеченные факторы, а также

серьёзные ошибки и просчёты, допущенные на всех стадиях создания этих

объектов. Начиная от выбора площадок проведения инженерно-геологических

изысканий и кончая консервацией и надзором за их состоянием, стали причиной

того, что большинство из них оказались в последние годы в зоне развития

опасных природных, в первую очередь геологических процессов (землетрясения,

оползни, сели, наводнения и др.). Эти процессы могут вызвать разрушение

хвостохранилищ и отвалов с тяжёлыми катастрофическими последствиями для

окружающей среды, объектов экономики и населения.

В Национальном плане по охране окружающей среды (НПО ОС),

разработанном с привлечением иностранных специалистов под патронажем

Всемирного банка, приводится характеристика наиболее проблемных с

геоэкологической точки зрения объектов. В их число включены хранилища

радиоактивных отходов в г. Мин-Куше, Кара-Балте; отходы переработки ртути и

сурьмы в Хайдаркане, Кадамжае, Чаувае; редкоземельных металлов Орловке, Ак-

Тюзе, Кичи-Кемине; золота в Казармане. Однако информация об указанных

объектах в НПООС не детализирована таким образом, чтобы её можно было

использовать для разработки конкретных рекомендаций и проектов по

предотвращению чрезвычайных ситуаций и катастроф природно-техногенного

характера. Кроме того, в НПООС отсутствует информация о наиболее опасных с

геоэкологической точки зрения хвостохранилищах и отвалах РАО в г. Майлуу-

Суу, пос. Шекафтар и отходов переработки полиметаллических руд в пос.

Сумсар, Кан.

Радиационно-опасные отходы горнорудной промышленности.

Атомная промышленность в бывшем СССР создавалась в конце 40-х –

начале 50-х годов и первоначально была ориентирована на выполнение военных

программ. Именно в этот период на юге Кыргызстана, в горном обрамлении

Ферганской долины, была начата разработка урановых руд в посёлках Шекафтар,

Кызыл-Джар, Майлуу-Суу, а затем в Каджи-Сае, Минкуше. На базе наиболее

крупного Майлуу-Суйского уранового месторождения, расположенного в среднем

течении одноимённой реки, принадлежащей бассейну реки Нарын – Сыр-Дарья,

были созданы первые предприятия по переработке урановых руд (Рис. 4).

За 22 года эксплуатации уранового месторождения Майлуу-Суу (с 1946 по

1968 гг.) было получено свыше 10 тыс. т. урана. Радиоактивные отходы,

соответствующие этому количеству урана, а также отходы переработки

уранового сырья, доставлявшиеся в г. Майлуу-Суу из восточной Германии

(ГДР), Чехословакии, Болгарии, Китая, а также их Шекафтара и Табошара

(Таджикистан) заскладированы в 23 хвостохранилищах и 13 отвалах

забалансовых (некондиционных) руд.

Общий объём радиоактивных «хвостов» составляет 2 млн. мі или в массе

– свыше 4 млн. т. По некоторым оценкам, суммарная активность хвостов в

Майлуу-Суу достигает приблизительно 50 тыс. Кюри. Объём отходов,

заскладированных в отвалах четырёх рудников, составляет около 1 млн. мі или

приблизительно 2,5 млн. тонн.

Наряду с радионуклидами в хвостохранилищах содержатся тяжёлые металлы

(свинец, молибден, ванадий), входившие в состав исходной руды, а также

токсичные химические реагенты, применявшиеся при извлечении и обогащении

оксида урана: серная кислота, окислы марганца, сульфаты аммония, мышьяк и

др.

Из общего комплекса геоэкологических проблем в районе г. Майлуу-Суу в

настоящее время в связи с активизацией экзогенных геологических процессов

(ЭГП) на первое место выдвигается проблема деградации, а также

потенциального разрушения хвостохранилищ и отвалов радиоактивных отходов

(РАО) при землетрясениях, развитии и активизации оползневых и селевых

процессов и явлений.[21]

Следует отметить, что негативное воздействие на дисгармонию природно-

техногенного комплекса в районе г. Майлуу-Суу, повлиявшего на массовое

образование оползней, оказали производственные объекты законсервированного

горно-химического комбината. Расширение фронта и интенсивности горных

работ, особенно в середине 50-х годов, оказало стимулирующее влияние на

активизацию оползневых процессов. Строительство промплощадок рудников и

перерабатывающих комплексов, создание хвостохранилищ и формирование

отвалов, прокладка дорог и инженерных коммуникаций (ЛЭП, газо- и

водопроводы) с пригрузкой и подрезкой горных склонов, осуществлявшееся без

учёта их предрасположенности к оползневым проявлениям, подземные горные

работы стимулировали развитие оползневых процессов. По состоянию на начало

1999 г. на территории города насчитывалось свыше 50 оползневых очагов

различного типа и масштаба, представляющих собой серьёзную угрозу

гражданским и промышленным объектам, в первую очередь хвостохранилищам РАО.

В силу особенностей сложного горного рельефа местности в районе

Майлуу-Суу при развитии оползневых процессов отмечаются:

. повышенная дальность перемещения оползневых масс, обусловленная

большой крутизной склонов;

. возможность повторных смещений старых оползневых тел и полуотчленённых

массивов;

. формирование многоступенчатых или цепных природно-техногенных

катастроф типа: оползень, перекрытие русла или долины реки,

подтопление, прорыв, катастрофический селевой поток.

Таким образом, основной причиной активизации оползневых процессов в г.

Майлуу-Суу явилось сочетание неблагоприятных факторов: техногенная

нарушенность горных склонов, как подземной, так и поверхностных их частей;

крутосклонность рельефа; наличие зон тектонических нарушений; неглубокое

залегание водоупорных слоёв; обильное выпадение осадков; высокая

сейсмичность района.

Наряду с высокой вероятностью разрушения хвостохранилищ опасными

экзогенными геологическими процессами существует ещё один путь попадания

радионуклидов в воды реки – недостаточная герметичность ложа и дамб

хвостохранилищ. Дело в том, что закладка хвостохранилищ в г. Майлуу-Суу

осуществлялась в первые годы развития атомной промышленности в СССР (1948 –

1956 гг.), которые характеризовались серьёзной недооценкой опасности,

связанной с радиоактивными отходами. По этим причинам выбор площадок под

хранилища РАО, их проектирование, устройство и методы консервации не

отвечали уровню связанной с ними геоэкологической опасности.

Основное количество радионуклидов в случае разрушения хвостохранилищ,

а также из-за их недостаточной гидроизоляции попадает в воды р. Майлуу-Суу.

По своему химическому составу эта вода относится к гидрокарбонатному типу,

что благоприятствует миграции урана на большие расстояния по

гидрографической сети – до 30 ч 80 км. Ионий (Th - 230) и радий в

гидрокарбонатных водах не растворимы и поэтому они мигрируют вместе с

донными осадками.

Наряду с хвостохранилищами на территории г. Майлуу-Суу, в пределах

селе- и оползнеопасных зон, расположены отвалы радиоактивных пород и

некондиционных руд, ранее отработанных подземных рудников Западного

горнохимического комбината. Мощность зарегистрированной дозы гамма

излучения на отвалах варьирует от 60 до 100 мкР/ч., достигая в отдельных

локальных местах уровня 200 – 250 мкР/ч. Несмотря на наличие

соответствующего проекта, рекультивация отвалов не была осуществлена, и в

результате материал отвалов частично использовался для хозяйственных нужд.

Следует отметить, что места размещения хвостохранилищ и отвалов в

бассейне р. Майлуу-Суу входят в район со значительной селеопасностью.

Повторяемость селей в бассейне Майлуу-Суу составляет в среднем раз в 1,5

года. Расходы селевых потоков, которые по своему типу относятся к

грязекаменным, колебались от 8,4 мі/с до 60 мі/с. Сели и паводки,

проходящие в бассейне р. Майлуу-Суу, вызывают деформацию русел, подмыв

хвостохранилищ, отвалов и вынос радиоактивных материалов через территорию

города в Ферганскую долину.

Таким образом, основным поражающим фактором в случае дальнейшего

развития и активизации опасных природно-техногенных процессов в районе г.

Майлуу-Суу (оползни, сели, разрушение хвостохранилищ и отвалов) может стать

радиоактивное загрязнение поймы реки Майлуу-Суу общей площадью до 50 кмІ с

населением около 30 тыс. человек на территории Кыргызстана, и

густонаселённых площадей на сопредельной территории Узбекистана.

Как уже отмечалось, добыча и переработка уранового сырья в Майлуу-Суу

совпали по времени с начальным этапом развития атомной промышленности. Этот

этап, как показывает анализ последствий деятельности подобных производств

не только по СССР, но и в США, Восточной Германии, характеризовался

серьёзной недооценкой экологической опасности, связанной с радиоактивностью

добываемого и перерабатываемого сырья и его отходов, их влиянием на

окружающую среду, здоровье горняков и населения, а также на жизненно важные

ресурсы – в первую очередь водные. С позиций сегодняшнего дня видно, что

были допущены серьёзные ошибки и просчёты при выборе мест закладки хранилищ

радиоактивных отходов (РАО), методах проектирования, сооружения,

эксплуатации и консервации, обслуживания и контроля.

Опасные приородно-техногенные процессы на высокогорных рудниках (на

примере Кумторского рудника).

В последние годы из-за исчерпания запасов ряда полезных ископаемых,

залегающих в благоприятных горно-геологических условиях, горнодобывающая

промышленность во всём мире, в том числе и в Кыргызстане, вынуждена

переходить к разработке месторождений во всё более сложных условиях. К

таким месторождениям относятся осваиваемые в настоящее время золоторудные

месторождения Кумтор (Рис. 2), Макмал (Рис. 8), Солтон-Сары, Джеруй,

расположенные в труднодоступных высокогорных районах Тянь-Шаня. К примеру,

месторождение Кумтор расположено в крупнейшем в Центральной Азии районе

вечной мерзлоты и ледниковой системы Ак-Шийрак.

Районы разработки перечисленных выше крупных золоторудных

месторождений характеризуются не только экстремальными природно-

климатическими условиями высокогорья, но и повышенной по сравнению с

другими регионами уязвимостью по отношению к техногенным воздействиям,

особенно связанным с добычей и переработкой полезных ископаемых. В

частности, высокогорные экосистемы характеризуются: низкими темпами

восстановления нарушенного природного равновесия, ландшафта при техногенных

воздействиях; замедленным распадом загрязнений и отходов; опасностью

возникновения необратимых процессов и каскадных эффектов. К тому же в

экстремальных условиях высокогорья воздействия на окружающую среду могут

принимать кумулятивный характер, особенно в связи с изменением климата.

Кумулятивные воздействия представляют собой нарастающие совокупным итогом

протекающие совместно изменения в окружающей среде от множественных

воздействий, мероприятий и проектов (строительство и эксплуатация рудников,

дорог, жилых посёлков и т.д.), которые приводят к обострению экологической

ситуации и повышают риск возникновения опасных природно-техногенных

процессов. Как показывает практика деятельности горнодобывающих предприятий

в Кыргызстане, чем более сложными природными и горно-геологическими

условиями характеризуется месторождение, тем более острой и катастрофичной

становится реакция геологической среды на техногенные воздействия[22], тем

большие изменения в окружающей среде вызывает его разработка.

Кроме того, в настоящее время в связи с привлечением к добыче и

переработке руд крупных иностранных компаний и банков отмечается тенденция

увеличения единичной мощности горнодобывающих предприятий. Это вызывается

экономическими соображениями, в частности тем, что удельные

капиталовложения, себестоимость и производительность на крупных

предприятиях имеют лучшие показатели по сравнению с показателями средних и

малых предприятий. В то же время, очевидно, что крупные горнодобывающие

комплексы с их мощной инфраструктурой, масштабами вторжения в недра

оказывают соответственно и более существенное влияние на окружающую среду,

особенно в сложных природно-климатических условиях высокогорья,

отличающихся не только наличием вечной мерзлоты, но и крупных ледников и

снежников.

Само по себе наличие ледников, мерзлых грунтов и криогенных

(мерзлотных) явлений (солифлюкции, термокарста, курумов, каменных глетчеров

и т.д.), связанных с промерзанием-оттаиванием, являются скорее показателями

сложности, а не опасности территории. Тем не менее, в процессе техногенных

воздействий повреждение многолетнемёрзлых грунтов и пород, различные по

природе нагрузки на ледники могут приводить не только к необратимым

отрицательным долгосрочным экологическим последствиям, но и к развитию и

интенсификации опасных природно-техногенных процессов: обрушению курумов,

каменных глетчеров, в том числе отвалов, внезапным их подвижкам или резкому

изменению скоростей солифлюкции, опасным ледниковым процессам (внезапные

подвижки ледников, прорывам моренно-ледниковых озёр, гляциальным селям и

т.п.).

Распространённость, типы и потенциальную опасность таких мерзлотных и

ледниковых процессов и явлений рассмотрим на примере Кумторского

золоторудного месторождения, эксплуатация которого совместными усилиями

кыргызско-канадского предприятия «Кумтор оперейтинг компани» начата в

1997г.

Отличительной особенностью этого месторождения является то, что оно

расположено в сложных геолого-географических и суровых природно-

климатических условиях высокогорья, на высотах 3,7-4,1 тыс. км. н. у. м.

Рудное тело и зона минерализации частично перекрыты языками ледников

«Лысый» и «Петрова». Комплекс инженерных сооружений Кумторского рудника

(Рис. 2), включающий объекты с высоким потенциалом геоэкологического риска

– карьер, накопители и отвалы пустой породы и забалансовой руды,

обогатительную фабрику, хвостохранилище и очистные сооружения, размещён в

зоне вечной мерзлоты, у истоков водной системы рек Арабель-Кумтор-Тарагай,

т.е. в районе, где зарождается и формируется ледниковый и речной сток

важнейшей водной артерии Центральной Азии – реки Нарын – Сырдарья.

Сейсмичность района составляет 8 баллов по шкале Рихтера с повторяемостью

таких землетрясений 1-2 раза в 1000 лет.

На первом этапе добыча руды ведётся открытым способом с применением

для отбойки, разрушения и экскавации горных пород буро-взрывных работ,

которые являются мощным источником техногенного воздействия на окружающую

среду. При извлечении золота на обогатительной фабрике используется

ядовитые цианосодержащие и другие потенциально токсичные реагенты.

Суммарное производство золота при полной отработке карьера на глубину 545

м. в течение 11 лет составит 170 тонн. Объём хвостохранилища, в котором

будут складироваться отходы переработки и обогащения руды, составит свыше

100 млн. мі. Для сравнения отметим, что суммарный объём 45 хвостохранилищ

всех законсервированных и действующих предприятий по переработке

минерального сырья в Кыргызстане едва превышает 70 млн. мі.

Анализ последствий техногенного воздействия на уязвимую среду горных

экосистем в процессе добычи и переработки минерального сырья в

перечисленных горнопромышленных районов свидетельствует о том, что на всех

этапах: проектирования, сооружения, эксплуатации и рекультивации

большинства объектов были допущены серьёзные ошибки и просчёты, которые

стали причиной необратимой деградации окружающей среды в локальном и

региональном масштабах, стимулировали развитие и активизацию широкого

спектра опасных природно-техногенных катастрофических процессов.

Во избежание подобных ошибок при освоении месторождений в ещё более

сложных и суровых условий высокогорья необходимо, чтобы инженерная

деятельность по освоению минеральных ресурсов осуществлялась на основе

детального анализа всех природных и техногенных факторов, с учётом динамики

возможного изменения природно-климатических условий.

В этой связи ещё на стадии разработки технико-экономического

обоснования и проектирования были выполнены работы по обследованию

территории рудника Кумтор с целью определения характера распространения

различных экзогенных геологических процессов и оценка их опасного

воздействия (риска) на объекты и персонал рудника. Всего на территории

рудника Кумтор выделено 16 видов ЭГП. По степени опасности и по характеру

развития эти процессы разделяются на две основные группы:

1. ЭГП внезапного и быстропротекающего характера: обваливание снега и

льда, водоснежные потоки, грязевые и грязекаменные потоки, обвалы и

осыпи горных пород.

2. ЭГП с медленным и длительным характером развития: крип, солифлюкция,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17