Оценка экологического риска при эксплуатации Павловского буроугольного месторождения

© В.П. Лушпей, Е.Е. Соболева, 2016

УДК 622.587

В.П. Лушпей, Е.Е. Соболева

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАВЛОВСКОГО БУРОУГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Приведены результаты сравнительного анализа воздействия на различные экосистемы. Установлены характерные особенности влияния угледобывающего предприятия на гидросферу и на этой основе произведена оценка экологического риска. Ключевые слова: сверхлимитная плата, гидрохимический анализ, карьерные воды, содержание загрязняющих веществ, негативное воздействие, очистные сооружения.

В Дальневосточном регионе по глубине и охвату преобразования экосистем выделяются горное производство и лесозаготовка. Эти отрасли занимают лидирующее положение и в перечне источников негативного воздействия на природную среду [1]. Угледобыча в Дальневосточном регионе на протяжении многих лет базировалась на отработке месторождений подземным способом. Однако, с началом освоения новых угольных месторождений, удельный вес открытой угледобычи в общем объеме вырос с 37% в 1970 г. до 78% в 2013 г. [2]. В этой связи, достоверная оценка экологического воздействия на окружающую среду при эксплуатации угледобывающего предприятия является актуальной проблемой.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

1. Провести сравнительный анализ воздействия на различные экосистемы.

2. Установить характерные особенности влияния угледобывающего предприятия.

3. Разработать и осуществить мероприятия, направленные на смягчение отрицательных последствий угледобычи и улучшение окружающей среды.

Все это позволит эффективно решать проблемы, связанные с обеспечением экологической безопасности.

Таблица 1

Плата за загрязнение окружающей природной среды, тыс. руб.

гот 701? г

1 кв. 1кв, 5 кИ. 4 кн. мтско: X ни. 3 «6- 4 «9- КТОГа:

Выброс вредных веществ а атмосферный г. ъу> 60.507 16,777 73,819 20.604 171.. 707 21,961 20.396 18,31 70.7 91,867

Соросы вредных йещегтй а водные объекты 44,905 1066,764 991.147 777.357 2830,163 71,033 86,556 56.055 471,15 636,79

з] ;> нормативно допустимые сбросы 39.74В 36.789 35,546 9.936 171.519 13.635 16,333 17,057 77.626 60,353

Б| зз сверхлимитные сбросы 5.157 1030,4:5 955.601 717,431 7708,664 2,396 71773 36,998 443,37 556,44

Размещение отходе? 18,804 39,995 25,247 22,334 106,36 133,103 22,437 21,77! 71,017 193,27

Всего плэтл за нгрпзнение окружзющей природной среды 124.216 1123,536 1040,21 770,305 3058.27 176,097 131,864 96.087 512,66 916,93

% сверхлимитны* плзтеюей 4 92 97 93 89 1 51 41 36 61

2013 с 7014 г

1 ни. 2 но. 3 на. 4 КВ. ♦♦ТОГО: 1 КВ. 7 КВ. 3 КЙ 1 кв. ИТОГО:

Выброс вредные веществ в л гт*ос*Ьер ный во зд^л 20,754 74,198 19,787 23,162 37.336 20,36В 19,397 18,684 32,97 37,039

Сбросы вредных веществ в водные сэ&ьенты 114,336 267,703 505,55 16,465 305.633 33,567 105,791 86,338 43,123 333,325

а] за нормативно допустим ы е сброс ы 16,131 15,989 26.087 16.465 76,69; 11,273 20,561 19,215 7,43 г 56,471

0: ээ сверхлимитные сбросы 93,767 зя. ги 179,47 0 828,94 7 88,294 35,31 67,133 31,707 376,354

Размещение ОГЧОДС1В 23,719 38,395 38,35>5 138,101 40,661 40,66 а 40,664 40,664 163,656

Всего плзта II':1 ; он ругающей гтриродноЛ среды 153,371 323,796 563.73 80,042 1131,933 161.219 165,853 145.686 105,76 3 57Й,57

Я сверхлимитны* Платежей 62 76 85 0 73 55 51 46 33 43

В табл. 1 представлено распределение платы за негативное воздействие по различным направлениям, из которого видно, что значительную долю в загрязнение окружающей среды вносят сбросы загрязняющих веществ в водный объект. В среднем за последние четыре года доля сверхлимитной платы составила 68% (рис. 1).

В гидрогеологическом отношении Павловское буроуголь-ное месторождение (рис. 2) приурочено к Южно-Приморско-

1 сверхлимитная плата за сброс загрязняющих веществ в ЙОДНЫЙ объект

2 норматив полон уст и мал плата

Рис. 1. Доля сверхлимитной платы в общем размере платы за негативное воздействие на окружающую природную среду

Рис. 2. Павловское буроугольное месторождение

му сложному артезианскому бассейну. Сложность гидрогеологических условий района расположения разреза обусловлена в основном наличием р. Абрамовки, протекающей вдоль северной границы поля разреза и имеющей гидравлическую связь с подземными водами.

В границах бассейна в соответствии с геологическим строением и по гидродинамическим признакам выделены следующие водоносные горизонты и комплексы:

• надугольный водоносный комплекс (НВК);

• угольный водоносный комплекс (УВК);

• подугольный водоносный комплекс (ПВК).

Надугольный водоносный комплекс (НВК) (аQIV, N2sf,

N1^) — первый от поверхности — объединяет водоносные горизонты аллювиальных отложений крупных водотоков, суйфун-ских и усть-суйфунских отложений неогена. Отложения НВК распространены на всей площади месторождения. В долинах рек и в логах верхняя часть комплекса представлена аллювиальными четвертичными отложениями — разнозернистыми песками с гравием и галькой, заглинизированными песками, галечниками и глинами. Мощность верхних отложений комплекса от 3 до 10 м.

Угольный водоносный комплекс (УВК) приурочен к угленосным отложениям миоцена, которые на поле разреза представлены усть-давыдовской (павловской) свитой. Мощность

отложений от 10—20 м на востоке до 130 м — в западной части месторождения.

Водоносными породами комплекса являются песчаники и пласты бурого угля, переслаивающиеся с водоупорными аргиллитами и алевролитами.

Подугольный водоносный комплекс (ПВК) приурочен к верхней выветрелой трещиноватой зоне пород фундамента — гранитов и докембрийских сланцев. Имеет повсеместное распространение. Мощность выветрелой зоны, вскрытая скважинами, составляет 50—70 м.

Породы фундамента подвергнуты интенсивному выветриванию. В связи с этим в кровле пород фундамента залегает слой водоупорных цветных и белых каолиновых глин мощностью до 30 м.

Режимными наблюдениями, проводившимися на поле разреза «Павловский-2» в разные периоды строительства и эксплуатации разреза, начиная с 1972 г. и по 2000 г. включительно, установлено наличие гидравлической связи поверхностных вод р. Абрамовки с подземными водами надугольного водоносного комплекса. Инфильтрация поверхностных вод в НВК осуществляется на всем протяжении реки от западной границы депрессии до оз. Барабаши в местах, где аллювиальные пески залегают непосредственно на галечниковых отложениях плиоцена. В результате река Абрамовка является основным источником формирования притока воды в горные выработки разреза.

В период одновременного действия скважинного водопо-нижения и карьерного водоотлива наблюдалось непрерывное снижение уровней подземных вод. В результате к началу 90-х годов на участке в НВК сформировалась депрессионная воронка площадью до 150 км2. На севере границей воронки служит р. Абрамовка, являющаяся контуром питания, западная граница продлилась на расстояние 8 км от рабочего борта до верховьев р. Михайловки.

При отсутствии с 1993 г. скважинного водопонижения по режимным пунктам Абрамовского гидропоста в последние годы наблюдается повышение уровней надугольного водоносного комплекса. В скважине № 6а отмечено повышение уровня на 1,7 м (декабрь 2000 г.) относительно 1993 года. Повышение уровня подземных вод НВК ведет к увеличению водопритока к участкам разреза.

Анализ водопритоков показывает достаточно тесную связь с атмосферными осадками. Спад приходится на зимние меся-

цы, характеризующиеся отсутствием питания. Максимальные водопритоки приходятся на весенне-летний период при поступлении питания.

Осушение горных выработок осуществляется с применением карьерного водоотлива и использованием насосного оборудования, а также действующей схемы водоотведения и системы нагорных канав.

Основным источником загрязнения р. Абрамовка являются сбрасываемые сточные воды. Для предотвращения данного

Рис. 3. Схема водоотведения

негативного влияния предусматривается обязательная очистка их перед выпуском.

Карьерные воды, образующиеся в процессе осушения месторождения, сбрасываются по трем выпускам.

Выпуск № 1 — сброс карьерных сточных вод разреза «Пав-ловский-2» производится через пруд-отстойник участка «Центральный» с последующей доочисткой (путем отстаивания) в озере Барабаши. Сброс выпуска № 1 по углублению в рельефе протяженностью 250 м. отводится в р. Абрамовка в черте с. Павловка.

Выпуск № 4 — сброс смешанных (карьерных и поверхностных) сточных вод разреза «Северная депрессия» производится через двухсекционный пруд-отстойник. Далее очищенные сточные воды по старому руслу сбрасываются в р. Абрамовка. Поверхностный сток с территории промплощадки самотеком по естественному уклону собирается в кювет, откуда поступает в пруд-отстойник.

Выпуск № 5 — сброс карьерных сточных вод разреза «Северная Депрессия» производится через нагорную канаву № 8 протяженностью 2,5 км и фильтрующую дамбу, откуда вода поступает в р. Абрамовка.

Схема водоотведения представлена на рис. 3.

За качественным составом сбрасываемых вод ведутся постоянные наблюдения. Анализ выполняется в г. Уссурийске, филиале ФБУ «ЦЛАТИ по ДФО», «Центр лабораторного ана-

Таблица 2

Содержание загрязняющих веществ в сточных карьерных водах

Наименование вещества пдк Выпуск № 1 Выпуск № 4 Выпуск № 5

ср. значение* превышение ср. значение* превышение ср. значение* превышение

рН воды, ед. рН 6,5 - 8.5 6 5,9 5,9

Взвешенные вещества, мг/л 5,95 21,69 3,6 12,23 2,1 21,21 3,6

Азот аммонийный, мг/л 1,5 0,44 0,79 0,84

Фосфаты (Р)г мг/л 0,2 0,02 0,02 0,02

Нефтепродукты, мг/л 0,3 0,07 0,03 0,03

Алюминий (валовый!, мг/л 0,2 0,6 3,0 0,64 3,2 0,59 3,0

Фенолы летучие, мг/л 0,001 0,001 0,001 0,001

Железо растворенное, ОТ/Л 0,1 0,35 3,5 0,74 7,4 0,46 4,6

Медь (валовая), мг/л 0,006 0,005 0,0048 0,0045

Цинк (валовый), мг/л 0,189 0,072 0,109 0,094

* среднее значение за 2011—2014 гг.

Содержание взвешенных веществ в сточных водах, мг/л

25-

20- - —

15----—

ю ------------

о

ПДК Выпуск 1 Выпуск 4 Выпуск 5

Содержание алюминия (валового) в сточных водах, мг/л

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

ПДК Выпуск 1 Выпуск 4 Выпуск 5

Содержание железа растворенного в сточных водах, мг/л

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 о

ПДК Выпуск 1 Выпуск 4 Выпуск 5

Рис. 4. Превышение содержания взвешенных веществ, железа растворенного, алюминия валового

лиза и технических измерений по Приморскому краю». При производственном контроле отслеживается содержание взвешенных веществ, азота аммонийного, фосфатов, фенолов, железа, нефтепродуктов, меди, цинка и алюминия. Результаты химанализа сточных вод за 2011—2014 гг., представленные

Рис. 5. Высычивание воды с рабочего борта разреза «Северная депрессия»

в табл. 2, показывают трехкратное превышение содержания взвешенных веществ, железа растворенного, алюминия валового (рис. 4).

В зонах разгрузки вода выходит в виде нисходящих источников, рассредоточенным высачиванием, маркируется охристым осадком и ржавым налетом на отложениях (рис. 5).

В единичных пробах отмечается аномально высокое содержание железа — до 30 ПДК. Помимо наличия ряда загрязните-

Рис. 6. Заиливание нагорной канавы № 8

лей, для воды характерна кислая реакция среды (отмечаются значения рН до 3,6).

После прохождения сбрасываемых вод вокруг отвала «Ближний» наблюдается резкое увеличение загрязняющих компонентов (проба П010 рис. 2). Одним из факторов такого процесса, является, вероятно, поступление инфильтрующейся воды через вскрышные породы автоотвала, обогащающие воду в канале. Визуально в русле, имеющем слабый ток воды, наблюдается заиливание дна и изменение цвета воды (рис. 6). Вышеизложенное свидетельствует о том, что действующие очистные сооружения (пруды-отстойники, водоотводные канавы, фильтрующая дамба) в настоящее время уже не выполняют свою функцию.

Задачи на 2015 год

Основной экологической проблемой, связанной с угледобычей в районе, является значительное понижение уровня грунтовых вод в результате понижающих откачек, нарушение естественного потока, прежде всего надугольного водоносного горизонта. В результате этого происходит смешение вод разного состава и изменение химического состава водоносного горизонта, что может отразиться не только на водах р. Абрамовка, расположенной в непосредственной близости, но возможно и более удаленных объектах, в том числе и оз. Ханка.

На фоне возрастающих требований природоохранного законодательства к промышленным объектам и в связи с увеличивающимися размерами платы за сбросы проблема приобретает наибольшую остроту и требует разработки новых решений.

В настоящее время руководством ОАО «СУЭК» взято направление на всестороннее совершенствование системы экологической безопасности в соответствии с лучшей мировой практикой. Именно поэтому значительные инвестиции Компания выделяет на строительство очистных сооружений и проведение экологического мониторинга окружающей среды.

В соответствии с проектными решениями на новые очистные сооружения будут поступать карьерные воды с северной части разреза «Павловский-2» и южной части разреза «Северная депрессия». При изменении схемы водоотведения к планируемым очистным сооружениям по прогнозу будет поступать объем 367 м3/ч в нормальный период и 956 м3/ч в период интенсивных дождей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александрова Т.Н. Развитие методов оценки и управления эколо-го-технологическими системами при рудной и россыпной золотодобыче и использовании вторичного сырья в дальневосточном регионе, дисс.... докт. техн. наук. — Хабаровск, 2008.

2. Шахтерская слава «Приморскуголь» — 70 лет (1943—2013), юбилейный альбом. — Владивосток, 2013. гатш

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Лушпей Валерий Петрович — доктор технических наук, профессор, e-mail: lvp-2012@mail.ru,

Соболева Елена Евгеньевна — аспирант, ведущий инженер по охране окружающей среды (эколог) РУ «Новошахтинское» ОАО «Приморскуголь», e-mail: SobolevaEE@suek.ru, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 622.587

V.P. Lushpey, E.E. Soboleva ESTIMATION OF ECOLOGICAL RISK DURING EXPLOITATION OF PAVLOVSKOGO LIGNITE DEPOSIT

The results of comparative analysis of the impact on various ecosystems. Installed characteristic features of the impact of mines on the hydrosphere, and on this basis the assessment of environmental risk.

Key words: excessive fee, hydrochemical analysis, quarry waters, maintenance of con-taminents, negative influence, treatment facilities.

AUTHORS

Lushpey V.P.1, Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: lvp-2012@mail.ru, Soboleva E.E.1, Graduate Student, Leading Engineer on Environmental Protection (Ecologist), Novoshakhtinskoe Mine, Primorskugol JSC, e-mail: SobolevaEE@suek.ru, 1 Far East Federal University, Vladivostok, Russia.

REFERENCES

1. Aleksandrova T.N. Razvitie metodov otsenki i upravleniya ekologo-tekhnologich-eskimi sistemami pri rudnoy i rossypnoy zolotodobyche i ispol'z,ovanii vtorichnogo syr'ya v dal'nevostochnom regione (Development of estimation methods for the ecology-and-pro-duction control in gold placer mining using secondary raw materials in the Russian Far East region), Doctor's thesis, Khabarovsk, 2008.

2. Shakhterskaya slava «Primorskugol'» — 70let (1943—2013), yubileynyy al'bom (Miner's Glory: Primorskugol is 70 (1843—2013), anniversary album), Vladivostok, 2013.

_A