Техногенные месторождения территорий Уральского федерального округа и проблема землепользования

Вопросы комплексного использования минерального сырья и переработка отходов горного и металлургического производств с каждым годом привлекают все большее внимание ученых и практиков горного дела. При этом максимальное извлечение всех видов природного сырья должно производиться при минимальном ущербе окружающей среде, в том числе земельным ресурсам. Разработка природных кладовых минерального сырья на Урале продолжается четвертое столетие. Одновременно как вспомогательный ресурс используется земная поверхность со свойственным ей почвенно-растительным покровом, что определяет эколого-экономический аспект недропользования в целом.

Большинство крупных горнообогатительных комбинатов страны, в том числе и в УрФО, запроектированы и функционируют как монопредприятия, добывающие железную или марганцевую руду, комплексные руды цветных металлов с извлечением одного, редко – дух компонентов. Вскрышная толща, включая вмещающие породы, отсыпаются в породные отвалы. Отходы обогатительного передела в виде хвостов мокрого и сухого обогащения складируются в отвалы – хвостохранилища. Все эти объекты в совокупности с карьерным пространством занимают значительную территорию, формируя техногенный ландшафт. Размеры территорий такого ландшафта на крупных предприятиях составляют тысячи

гектаров, требующих проведения рекультивации [1, 2]. Однако природные ресурсы истощаются, совершенствуются технологии их добычи и переработки в направлении комплексного использования сырья. Эта проблема, поставленная в XX веке академиками нашей страны Ферсманом А.Е. [3], Мельниковым Н.В. [4] и др. исследователями, получает развитие в настоящее время в направлении извлечения ценных компонентов из бывших отходов производства, оцененных как техногенные месторождения. Это характерно, в частности, для высокоиндустриальной Свердловской области [5]. Объективной необходимостью такого направления деятельности может быть и намечающееся превышение годовых объемов потребления отдельных видов сырья над приростами запасов [6].

Развитие идей оптимизации недропользования на определенном этапе использования запасов недр завершилось разработкой основных категорий и понятий о сырье техногенном. В частности, «Техногенные месторождения» (ТМ) – техногенные образования, по количеству и качеству содержащегося минерального сырья пригодные для эффективного использования в сфере материального производства в настоящее время или в будущем (по мере развития науки и техники) [7]. Целесообразность вовлечения в производство отходов определяется геолого-минералогическими оценками их запасов, которые могут быть значительны [8]. Об этом косвенно свидетельствуют продолжающие возрастать объемы заскладированно-го сырья, особенно на действующих предприятиях с открытым способом разработки, одновременно демонстрируя формирование техногенного ландшафта. Главными составляющими его в горнорудных районах являются не только аккумулятивные формы рельефа в виде отвалов вскрышных пород и отходов обогащения, но и выработанные пространства карьеров. Выборочные показатели трансформации земной поверхности от деятельности горных предприятий с открытым способом разработки приведены в таблице. Количественные характеристики их опре- деляются условиями залегания месторождений и производительностью горно-обогатительных комплексов, а качественный состав отходов – геолого-минералогическими показателями конкретного месторождения (производства) и технологиями получения конечного продукта.

Таблица. Укрупненная схема техногенных образований - возможных техногенных месторождений и использование земель

Завершающим этапом горного производства, связанного с изъятием и нарушением земель, является рекультивация как направление рационального использования земель в горном деле, закрепленное законами РФ о Земле и охране окружающей среды, о Недрах, государственными стандартами и отраслевыми инструкциями, периодически корректируемыми. Исследования состояния этого процесса в районах освоения минеральных ресурсов показали, что объемы проведения рекультивационных работ значительно отстают от величин нарушения земель, а выполнение ее на объектах ТМ имеет особенности (см. рис.).

Рис. Схема трансформации объектов нарушения земель в районах горнометаллургических комплексов в аспекте последующей рекультивации

Появление ресурсов категории «техногенное месторождение» вызывает необходимость корректировки действующей нормативно-методической базы, определяющей стадии, и сроки восстановления нарушенных земель [9, 10], в частности:

• -    разделения земель выделенных предприятию для добычи основного сырья на две категории:

• а)    нарушенные, отработанные до проектных контуров, подлежащие рекультивации только после установления отсутствия реальной ценности заскладированных масс для повторной переработки;

• б)    нарушенные, оцененные как территории с запасами техногенного сырья, подлежащие повторному использованию горным производ-ствоми рекультивации после завершения нового периода извлечения минеральных компонентов.

• -    пересмотра срока пользования земельным отводом в сторону увеличения на проектный период отработки техногенного сырья без изъятия дополнительных площадей.

Отвалы – ТМ с тонкопылевидными отходами как экологически опасные объекты подлежат временной рекультивации на период до отработки выявленных запасов. Наиболее оптимальным направлением рекультивации их следует считать санитарно-гигиеническое, выполняемое по принципу «минимального зем-левания» с возможным использованием для формирования рекультивационного слоя нетрадиционных органоминеральных составов.

Выводы: основой оптимального землепользования должно быть комплексное использование минерального сырья из природных и ТМ, осуществляемое структурами многоотраслевого горного предприятия. Экологоэкономическая значимость предлагаемой коррективы определяется повторным использованием нарушенных земель для добычи техногенного сырья из объемов ранее заскладиро-ванной горной массы и отходов обогащения. Возврат земель в повторное народнохозяйственное использование возможен только после завершения процесса извлечения из горной или металлургической массы других выявленных, но ранее не извлекаемых ценных компонентов. Наличие двух стадий добычи – природного сырья и сырья из отходов производства, является вынужденным, хотя и перспективным направлением извлечения минеральных ресурсов. Увеличение периода изъятия и нарушения земель завершается на заключительном этапе формированием двух категорий земель – нарушенных и деградированных, подлежащих восстановлению по окончанию природопользования по индивидуальным проектам, учитывающим особенности объектов.

Статья подготовлена в рамках Междисциплинарного проекта Президиума Уральского отделения РАН «Освоение недр Земли: инновационное научнотехнологическое развитие горно-металлургического комплекса Урала»