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MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA FEDERAZIONE RUSSA

Bilancio dello Stato federale Istituto d'Istruzione istruzione professionale superiore

UNIVERSITÀ STATALE MINERARIA DI SAN PIETROBURGO

Dipartimento di Geoecologia

ASTRATTO

sul tema “L’impatto dell’attività mineraria a cielo aperto sull’ ambiente»

San Pietroburgo 2016

• introduzione
• 1. Impatto dell'attività mineraria sull'ambiente
• 2. Inquinamento ambientale durante l'estrazione a cielo aperto
• 3.Proteggere l'ambiente da impatto negativo miniere a cielo aperto
• 4. Bonifica dei terreni disturbati dall'attività estrattiva a cielo aperto
• 4.1 Bonifica mineraria
• 4.2 Bonifica biologica
• Conclusione
• Bibliografia

introduzione

bonifica dell'inquinamento montano circostante

La produzione mineraria è tecnologicamente interconnessa con i processi di impatto umano sull'ambiente al fine di fornire materie prime e risorse energetiche a vari ambiti di attività economica.

L'estrazione a cielo aperto è un campo della scienza e della produzione mineraria, che comprende una serie di metodi, metodi e mezzi dell'attività umana per la progettazione, costruzione, funzionamento e ricostruzione di imprese minerarie, pozzi, argini e altri oggetti con vari scopi funzionali.

Durante l'estrazione a cielo aperto, una quantità significativa di sostanze inquinanti viene rilasciata nell'aria, tra cui la polvere inorganica è il principale inquinante. La diffusione di questa sostanza porta al progressivo degrado degli spazi verdi, alla diminuzione della loro produttività e alla perdita di sostenibilità. Sotto l'influenza di sostanze “estranee” al corpo, la struttura delle cellule viene interrotta, l'aspettativa di vita degli organismi si riduce e il processo di invecchiamento viene accelerato. Per l’uomo rappresentano un pericolo particolare le particelle di polvere che possono penetrare nella periferia dei polmoni.

Ogni anno l'impatto tecnogenico sull'ambiente ambiente naturale aumenta, poiché le risorse minerarie devono essere estratte in condizioni sempre più difficili - da maggiori profondità, in condizioni di presenza difficili, con un basso contenuto di componenti preziosi.

L'aspetto più importante del problema dell'interazione tra la produzione mineraria e l'ambiente in condizioni moderne C'è anche un feedback sempre crescente, cioè l'influenza delle condizioni ambientali sulla scelta delle soluzioni nella progettazione, nella costruzione delle imprese minerarie e nel loro funzionamento.

1. Impattiproduzione mineraria sull’ambiente

Tutti i metodi di estrazione mineraria sono caratterizzati da un impatto sulla biosfera, interessando quasi tutti i suoi elementi: bacini idrici e aerei, terra, sottosuolo, flora e fauna.

Questo impatto può essere sia diretto (diretto) che indiretto, derivante dal primo. La dimensione della zona di impatto indiretto supera significativamente la dimensione della zona di localizzazione dell'impatto diretto e, di norma, la zona di impatto indiretto comprende non solo l'elemento della biosfera direttamente interessato, ma anche altri elementi.

Nel processo di produzione mineraria si formano e aumentano rapidamente spazi, disturbati da lavorazioni minerarie, discariche di roccia e scarti di lavorazione e che rappresentano superfici brulle, cattiva influenza che si estende alle zone circostanti.

A causa del drenaggio del deposito e dello scarico delle acque di scarico e reflue (rifiuti della lavorazione dei minerali) nei bacini superficiali e nei corsi d'acqua, le condizioni idrologiche nell'area del deposito e la qualità delle acque sotterranee e superficiali cambiano drasticamente. L'atmosfera è inquinata da polveri e gas, emissioni organizzate e non organizzate ed emissioni provenienti da varie fonti, tra cui miniere, discariche, laboratori di lavorazione e fabbriche. Come risultato del complesso impatto su questi elementi della biosfera, le condizioni per la crescita delle piante, degli habitat animali e della vita umana si stanno notevolmente deteriorando. Il sottosuolo, essendo oggetto e base operativa dell'attività mineraria, è quello soggetto agli impatti maggiori. Poiché il sottosuolo appartiene a elementi della biosfera che non hanno la capacità di rinnovarsi naturalmente nel prossimo futuro, la loro protezione dovrebbe includere la garanzia di completezza e complessità di utilizzo scientificamente valide ed economicamente giustificate.

L'impatto dell'attività mineraria sulla biosfera si manifesta in vari settori dell’economia nazionale ed è di grande importanza sociale ed economica. Pertanto, l'impatto indiretto sul territorio associato ai cambiamenti nello stato e nel regime delle acque sotterranee, alla deposizione di polveri e composti chimici derivanti dalle emissioni nell'atmosfera, nonché ai prodotti dell'erosione eolica e idrica, porta a un deterioramento della qualità del terreno nella zona di influenza dell'attività mineraria. Ciò si manifesta nella soppressione e distruzione della vegetazione naturale, nella migrazione e nella riduzione del numero di animali selvatici, nonché nella diminuzione della produttività dell’agricoltura e della silvicoltura, dell’allevamento e della pesca.

SU palcoscenico moderno sviluppo della scienza e della tecnologia nazionale ed estera, i depositi minerali solidi sono sviluppati principalmente in tre modi: aperto (geotecnologia fisica e tecnica aperta), sotterraneo (geotecnologia fisica e tecnica sotterranea) e attraverso pozzi (geotecnologia fisica e chimica). In futuro, l'estrazione subacquea di minerali dal fondo dei mari e degli oceani ha prospettive significative.

2. Inquinamento ambientale durante l'estrazione a cielo aperto

Nelle imprese con estrazione a cielo aperto, le fonti del maggior rischio ambientale sono le emissioni e gli scarichi provenienti dai processi tecnologici nelle cave: dai processi associati all'arricchimento del minerale; dalla superficie degli scarti di produzione.

I processi derivanti dall'impatto delle operazioni minerarie sull'ambiente possono essere ingegneristici, ambientali e sociali. Dipendono dal grado di disturbo e inquinamento del suolo, dei terreni, del sottosuolo, delle acque sotterranee e superficiali e dell'aria, provocando danni economici e sociali che modificano l'efficienza produttiva e richiedono un esame per la sicurezza ambientale delle attività produttive di un'impresa mineraria.

Durante l'estrazione a cielo aperto si verificano disturbi geomeccanici, idrogeologici e aerodinamici. I disturbi geomeccanici sono il risultato dell'impatto diretto dei processi tecnologici sull'ambiente naturale. I disturbi idrogeologici sono associati a cambiamenti nella posizione, nel regime e nella dinamica delle acque superficiali, sotterranee e sotterranee a seguito di disturbi geomeccanici. I disturbi aerodinamici derivano dalla costruzione di discariche alte e scavi profondi e sono anche strettamente correlati ai disturbi geomeccanici.

Le fonti di disturbi geomeccanici includono:

Perforazione delle lavorazioni di apertura e preparatorie;

Estrazione;

Dumping.

Le principali caratteristiche quantitative delle sorgenti di disturbi geomeccanici sono:

Velocità di avanzamento del fronte lavoro;

Lunghezza o area del fronte di lavoro (lunghezza e larghezza della cava);

Spessore dello strato di terreno disturbato;

Profondità della fossa;

Altezza delle discariche;

Volumi di giacimenti minerari estratti associati a risorse naturali(giornaliero, annuale).

Le fonti di disturbi idrogeologici includono:

Drenaggio dell'area di lottizzazione;

Estrazione.

Le fonti di disturbi aerodinamici includono:

Creazione di discariche rocciose;

Creazione di grandi cavità e depressioni nel rilievo.

Durante l'influenza dell'estrazione a cielo aperto, vari componenti dell'ambiente naturale (litosfera, idrosfera e atmosfera) vengono inquinati. L'inquinamento litosferico è caratterizzato da intasamento superficie terrestre solidi, polvere, inquinamento da idrocarburi, nonché acidificazione e disossidazione del suolo varie soluzioni(sostanze liquide). L'inquinamento idrosferico è causato dalla penetrazione nelle acque superficiali e sotterranee varie sostanze origine sia organica che inorganica. Gli inquinanti atmosferici sono gassosi, vaporosi, liquidi e solidi. L'area dell'inquinamento atmosferico può cambiare direzione in base alla direzione del vento, formando zone di influenza e impatto. La configurazione delle aree di inquinamento atmosferico dipende dai parametri delle fonti di emissioni inquinanti (puntuali, lineari, superficiali), dalle condizioni meteorologiche dell'atmosfera e da una serie di altri fattori.

Le fonti di inquinamento del suolo, del suolo e del sottosuolo includono:

Stoccaggio di materiale sfuso e solubile direttamente sui suoli;

Scarico delle acque reflue a terra;

Stoccaggio dei rifiuti solidi;

Smaltimento degli scarti di produzione nel sottosuolo;

Spolveratura di discariche di roccia o discariche di sterili.

Le fonti di inquinamento delle acque sotterranee e superficiali includono:

Scarico delle acque reflue domestiche e industriali dalla cava;

Dilavamento degli inquinanti dai siti industriali mediante precipitazione;

Ricaduta di precipitazioni contaminate e polveri atmosferiche.

Le fonti di inquinamento atmosferico includono:

Frantumazione e media di componenti utili durante la lavorazione del minerale;

Incendio e spolveramento di discariche rocciose;

Lavori di carico e trasporto;

Operazioni di perforazione e brillamento;

Rilascio di gas dall'ammasso roccioso esploso;

Formazione di polvere durante lo scarico.

Le principali forme di disturbo e inquinamento dell'ambiente naturale durante l'estrazione a cielo aperto di depositi minerali sono presentate nella Tabella 1.

Tabella 1. Principali forme di disturbo e inquinamento durante l'estrazione a cielo aperto

3. Dietroschprotezione dell’ambiente dall’impatto negativo delle attività minerarie a cielo aperto

Protezione dell'aria. Durante l'estrazione a cielo aperto vengono rilasciate nell'aria grandi quantità di polveri minerali e gas, che si diffondono su distanze considerevoli, inquinando l'aria a livelli inaccettabili. La maggiore formazione di polvere si verifica durante massicce esplosioni, durante la perforazione di pozzi senza raccolta di polvere e durante il caricamento di masse rocciose secche con escavatori. Le principali fonti permanenti di polvere nelle cave con veicoli sono le strade, che rappresentano fino al 70-80° di tutta la polvere rilasciata nella cava. Durante massicce esplosioni fino ad un'altezza di 20-300 m, 100-200 tonnellate di polvere e migliaia di metri cubi gas nocivi, una parte significativa dei quali si diffonde oltre le cave fino a diversi chilometri. Con tempo ventoso e secco, una grande quantità di polvere viene spazzata via dalle superfici di lavoro delle cave e soprattutto dalle discariche.

L'inquinamento dell'atmosfera della cava con i gas avviene non solo a seguito di esplosioni, ma anche durante il rilascio di gas dalle rocce, soprattutto durante la combustione spontanea e l'ossidazione dei minerali. nonché come risultato del funzionamento di macchine con motori a combustione interna.

La direzione principale per combattere la polvere e i gas in una cava è prevenirne la formazione e sopprimerla vicino alla fonte. Ad esempio, l’uso di depolveratori sugli impianti di perforazione a rulli riduce le emissioni di polvere da 2000 a 35 mg/s. Il rivestimento delle strade in pietrisco con sostanze che catturano la polvere riduce le emissioni di polvere dell'80-90%. Il periodo per rimuovere la polvere dalle strade quando si utilizza l'acqua è di 1,5 ore; borraccia di alcol solfato - 120 ore e bitume liquido - 160-330 ore.

La riduzione delle emissioni di polveri dalle discariche rocciose si ottiene attraverso la loro bonifica, il rivestimento con soluzioni ed emulsioni abbattitrici e l'idrosemina di erbe perenni.

La polvere sulla superficie delle discariche e degli impianti di stoccaggio dei fanghi provoca danni significativi all'ambiente.

Vengono utilizzati per mettere in sicurezza le superfici delle aree di stoccaggio dei fanghi e delle discariche soluzione acquosa polimeri e poliacrilammide con portata di 6-8 l/m2 oppure emulsione bituminosa con concentrazione del 25-30% con portata di 1,2-1,5 l/m2. L'applicazione dei fissativi può essere effettuata mediante macchine irrigatrici o camion asfaltatori. Può essere utilizzata anche la spruzzatura da elicotteri. La durata normale dei fissativi è di 1 anno.

La presenza di incendi endogeni, cioè gli incendi da combustione spontanea nelle cave e nelle discariche di rocce di scarto sono una delle cause dell'inquinamento da polveri e gas nell'atmosfera. Gli incendi endogeni si verificano nei pilastri di carbone, nei cumuli di carbone e nelle discariche di rocce di scarto a cui viene miscelato il carbone. La combustione spontanea del carbone è facilitata dall'estrazione strato per strato di spessi giacimenti e dall'uso di ammassi rocciosi sciolti come base per i binari ferroviari.

Per sopprimere e prevenire gli incendi, l'acqua viene iniettata nel massiccio del carbone, le pendenze dei banchi di carbone e le superfici delle discariche vengono allagate, sono ricoperte da una crosta di argilla e la tecnologia di estrazione del carbone viene modificata per ridurre il tempo di contatto del carbone esposto cuciture con aria.

La soppressione delle emissioni di polvere e gas derivanti da massicce esplosioni viene effettuata mediante la creazione di una nuvola di acqua-aria da parte di un ventilatore o di un idromonitor. La riduzione del rilascio di gas e polveri si ottiene riducendo il numero di pozzi fatti esplodere, utilizzando idrogel per abbattere le cariche dei pozzi e anche quando si effettuano esplosioni durante la pioggia o la nevicata. L'intensità dell'emissione di polvere durante il funzionamento degli escavatori nel processo di scarico, trasbordo e frantumazione delle rocce è ridotta a causa dell'inumidimento dell'ammasso roccioso e dell'irrigazione mediante soluzioni di tensioattivi.

Tutela delle risorse idriche. La riduzione e il trattamento delle acque reflue sono misure chiave per proteggere le risorse idriche. Le operazioni minerarie, di norma, comportano lo scarico di grande quantità acqua contaminata ottenuta durante il drenaggio del giacimento, a seguito del drenaggio dalla cava, del drenaggio di discariche e di impianti di stoccaggio dei fanghi. correnti degli impianti di lavorazione.

Le acque sotterranee, entrando in contatto con le rocce, acquisiscono maggiore acidità e aumentano il contenuto di ioni metalli pesanti zinco, piombo e sali vari. Le precipitazioni atmosferiche, passando attraverso il corpo della discarica, acquisiscono le proprietà dell'acqua di miniera.

Per purificare l'acqua contaminata vengono utilizzate chiarificazione, neutralizzazione e disinfezione. La chiarificazione dell'acqua si ottiene mediante decantazione o filtrazione. La sedimentazione viene effettuata in vasche di decantazione dell'acqua di vario design, la filtrazione viene effettuata utilizzando filtri riempiti con sabbia di quarzo, ghiaia frantumata e brezza di coke. Se l'acqua contaminata contiene particelle fini e colloidali che non si depositano nemmeno in un flusso fermo e non vengono trattenute nei filtri, vengono aggiunti coagulanti, convertendo piccole particelle in scaglie relativamente grandi.

La riduzione della quantità di acque reflue si ottiene nei processi tecnologici attraverso l'uso di acqua riciclata e attrezzature e tecnologie di arricchimento più avanzate. e in fase di drenaggio del deposito - a causa dell'isolamento del campo di cava o di parte di esso dalle falde acquifere mediante la creazione di cortine impermeabili. Per fare ciò, attorno all'area isolata vengono realizzate fosse strette e profonde (fessure) che vengono riempite con materiale impermeabile.

Nella pratica moderna vengono utilizzate trincee anti-infiltrazione o fessure di sbarramento con una larghezza di 0,3-1,2 me una profondità fino a 100 m, che vengono riempite con miscele di terreno argilloso non indurenti o materiali indurenti a base di cemento. Spesso vengono utilizzate pellicole sintetiche.

Nei fianchi delle cave, rappresentati da rocce fratturate, molto porose o sciolte permeabili, è possibile realizzare cortine antilitranioni iniettabili utilizzando pozzetti ravvicinati nei quali vengono iniettate soluzioni cementizie o silicatiche per l'iniezione. Questo è uno dei modi più economici per contenere le acque sotterranee.

Un altro modo per ridurre la portata della violazione del regime idrologico è drenare i campi con la reiniezione dell’acqua. La cava è protetta dall'afflusso di acque sotterranee da file di pozzi di riduzione dell'acqua, dietro di essi, in direzione dei confini del campo di cava, sono installate file di pozzi di assorbimento. A causa dell'emergere della circolazione dell'acqua (pompaggio dai pozzi di riduzione dell'acqua - scarico nei pozzi di assorbimento - filtrazione e pompaggio ripetuto dai pozzi di riduzione dell'acqua), l'afflusso di acqua dal bacino circostante viene ridotto o addirittura eliminato, il che porta al generale preservazione del regime idrologico nel territorio adiacente. In questo caso, una condizione importante è il rigoroso rispetto dell'equilibrio tra pompaggio e iniezione di acqua, poiché la creazione di vuoto nei pozzi di assorbimento può causare un afflusso di acqua da orizzonti profondi e interrompere il regime idrologico dell'area.

Tutela delle risorse del territorio. Nell'estrazione a cielo aperto, le rocce che ricoprono i depositi minerali sono, di regola, sedimenti terziari e quaternari, nella parte superiore dei quali si trova uno strato di terreno con uno spessore compreso tra 0,1 e 1,8 m. argille, argille sabbiose, argille, sabbie e altre rocce sciolte. Lo spessore delle rocce sottostanti può raggiungere le decine di metri. In base alla loro idoneità allo sviluppo biologico, si dividono in tre gruppi: potenzialmente fertili, indifferenti e tossici, cioè rispettivamente adatti, inadatti e inadatti alla crescita delle piante.

Il suolo è una formazione naturale speciale, la proprietà più importante che è la fertilità. I suoli si formano sui prodotti dell'erosione delle rocce, molto spesso sedimenti quaternari sciolti. Di lunga durata, per centinaia e migliaia di anni. crea l'interazione delle rocce con piante e organismi viventi, l'attività biologica di microrganismi e animali tipi diversi suolo

Lo strato di terreno è caratterizzato da un complesso di prodotti agrochimici. indicatori fisici, meccanici e biologici: contenuto di humus (humus) e nutrienti(fosforo, azoto, potassio), acidità pH. contenuto di solfati di sodio, magnesio e cloruro solubili in acqua, densità, capacità di umidità, permeabilità all'acqua, contenuto di frazioni inferiori a 0,01 mm. numero di microrganismi.

La qualità dei suoli nelle diverse aree naturali varia in modo significativo. Ad esempio, i terreni di castagno scuro delle steppe secche hanno un contenuto di humus di 250 t/ha. e lo spessore dello strato di humus è di 30 cm Il terreno podzolico della zona forestale ha uno spessore dello strato di humus di soli 5-15 cm.

Ci sono due strati di terreno: fertile e semifertile o potenzialmente fertile. Uno strato si dice fertile se presenta determinate caratteristiche e, soprattutto, un contenuto di humus pari almeno all'1-2%. Lo spessore di questo strato, a seconda del tipo di terreno, varia da 20 a 120 cm, ad esempio nei terreni fradici e podzolici lo spessore dello strato fertile è di 20 cm e nei terreni chernozem è di 60-120 cm. i terreni dello strato fertile, di regola, vengono rimossi separatamente e utilizzati a scopi agricoli per la formazione e il miglioramento dei seminativi.

Lo strato potenzialmente fertile è la parte inferiore della copertura del suolo con un contenuto di humus dello 0,5-1%. Viene utilizzato per creare terreni per la fienagione e il rimboschimento. e anche come substrato per terreni fertili. Il suo spessore è compreso tra 20 e 50 cm.

I suoli sono un prodotto prezioso e praticamente non rinnovabile. La completa rimozione del terreno durante l'attività estrattiva e il suo successivo utilizzo, compresa l'applicazione su terreni bonificati, rappresentano un fattore importante recupero rapido terre disturbate e localizzare l’impatto negativo delle attività minerarie a cielo aperto sull’ambiente.

I lavori per rimuovere lo strato fertile vengono eseguiti con le ruspe. ruspe, livellatrici ed escavatori. In alcuni casi, il trasporto idraulico viene utilizzato per trasportare la massa di terreno su lunghe distanze e depositarla sulla superficie dell'area ripristinata.

L'indicatore principale della tecnologia di rimozione del suolo è la perdita dovuta a scavo incompleto durante il trasporto (1-1,2%), durante lo stoccaggio e il trasbordo in magazzini temporanei (0,8-1,5%), quando lo si applica alla superficie di una discarica, quando si lavora in condizioni sfavorevoli condizioni climatiche, a seguito della diluizione e del deterioramento della qualità biologica del suolo.

I terreni fertili e semifertili rimossi vengono immagazzinati separatamente in cumuli per un lungo periodo (10-15 anni o più) e utilizzati secondo necessità.

I terreni contenenti humus più fertili, se conservati in cumuli alti e per un lungo periodo di tempo, deteriorano la loro qualità: l'altezza del cumulo non deve essere superiore a 5 m per i terreni fertili e non superiore a 10 m per quelli semifertili. I magazzini devono trovarsi su aree piane, elevate e asciutte o disporre di un efficace sistema di drenaggio. Si consiglia di proteggere i depositi del terreno dall'erosione dell'acqua e del vento mediante la semina di erbe.

La diluizione del suolo si verifica più spesso durante la lavorazione delle rocce sottostanti nel processo di rimozione dello strato di terreno, così come quando si copre la superficie delle discariche con terra, nel caso in cui non siano ben pianificate e quando il loro ritiro non sia completamente terminato.

4. Bonifica dei terreni disturbati dall'attività estrattiva a cielo aperto

La bonifica è un insieme di opere volte a ripristinare la produttività e il valore dei terreni, nonché a migliorare le condizioni ambientali. Le bonifiche in cava comprendono opere minerarie, di bonifica, agricole e di ingegneria idraulica.

Come risultato dei lavori di bonifica possono essere creati terreni adatti all'agricoltura e alla silvicoltura, l'organizzazione di aree ricreative, la costruzione di bacini artificiali per scopi diversi e l'edilizia residenziale e industriale.

La bonifica viene effettuata in due fasi: la prima estrattiva e la seconda biologica.

4 .1 Bonifica mineraria

Le bonifiche tecniche minerarie sono un complesso di operazioni minerarie effettuate per preparare i terreni disturbati all'utilizzo in vari settori dell'economia nazionale.

La bonifica tecnico-mineraria comprende lo scavo, lo stoccaggio e lo stoccaggio di terreni idonei alla bonifica, la preparazione (progettazione, bonifica) di discariche, la preparazione ingegneristica di aree di terreno ripristinate, l'applicazione di terreno sulla superficie di discariche e ripristinate appezzamenti di terreno, formazione della configurazione richiesta di pendii di discariche e miniere, livellamento delle sponde dei bacini artificiali creati, lavori per ripristinare la fertilità del suolo spostato, lavori di ingegneria, costruzione e ingegneria idraulica durante lo sviluppo di territori ripristinati per aree edilizie e ricreative e altre opere varie.

La bonifica mineraria viene effettuata, di norma, contemporaneamente allo sviluppo del giacimento e il lavoro sulla sua produzione è incluso nel generale processo tecnologico. Sono soddisfatti organizzazioni specializzate, nelle grandi imprese con officine e aree speciali.

A questo proposito, i sistemi minerari a cielo aperto e i loro meccanizzazione integrata Oltre all’efficienza e alla sicurezza, per garantire un uso razionale del territorio devono essere soddisfatti alcuni requisiti:

L’attività mineraria dovrebbe essere quella meno intensiva in termini di territorio, vale a dire il consumo di risorse terrestri per unità di materie prime minerali estratte dovrebbe essere minimo;

Durante lo sfruttamento del giacimento, il regime di disturbo e ripristino del territorio dovrebbe essere il più favorevole. garantire un intervallo di tempo minimo tra questi processi;

La formazione di spazi minati e discariche ricoperte deve soddisfare i requisiti di bonifica in conformità con la direzione accettata per l'ulteriore utilizzo del terreno dopo il suo ripristino.

Le condizioni più sfavorevoli per la bonifica dei terreni disturbati si verificano quando si estraggono depositi in pendenza e ripidi utilizzando sistemi di estrazione profonda. In questo caso, per bonifica va intesa la riconversione delle discariche esterne in condizioni idonee all'uso agricolo o forestale, e lo spazio minato di una cava (profondità da 100 a 300-500 m) in una condizione idonea alla pesca bacini o zone di riposo dei lavoratori.

4 .2 Bonifica biologica

La bonifica biologica è l'attuazione di una serie di misure per ripristinare e migliorare la struttura dei suoli, aumentarne la fertilità, sviluppare i corpi idrici, creare foreste e spazi verdi.

Gli interventi di bonifica biologica sono strettamente legati agli interventi di bonifica tecnica mineraria e una parte significativa, soprattutto quella iniziale, è svolta dalle imprese minerarie (officine di bonifica). Solo dopo aver effettuato lavori agricoli industriali sperimentali e altri lavori che hanno dato risultati positivi, le aree ripristinate vengono valutate e trasferite ad organizzazioni agricole, forestali e di altro tipo. La bonifica mineraria è soggetta non solo alle discariche di rocce di scarto, ma anche ai terreni occupati durante il periodo di attività da imprese, cave, siti industriali, varie comunicazioni e discariche di sterili.

Nello sviluppo di campi orizzontali, la quota maggiore di bonifica è costituita da discariche interne (70-80%), nello sviluppo di campi ripidi - discariche esterne (30-40%). Bonifica dei terreni disturbati occupati da cave e insediamenti industriali in fase di esercizio. strade, ecc., mira non solo a ripristinarle, ma anche a creare un paesaggio che soddisfi le esigenze dell'equilibrio ecologico dell'ambiente. Tali lavori sono finalizzati principalmente all'eliminazione di scavi vari in montagna, rilevati, livellamenti e movimenti di terra, ecc. miglioramento dei suoli ricoprendoli con uno strato fertile.

Inoltre, è necessario realizzare misure di protezione antierosione, vari lavori di ingegneria, edilizia e idraulici per creare sistemi di drenaggio, bacini artificiali e aree ricreative. L'opera comprende anche la bonifica del territorio e diverse opere agrotecniche per la valorizzazione dei terreni bonificati. La bonifica tecnico-mineraria delle discariche comprende la pianificazione dei lavori di livellamento e livellamento dei pendii, quindi l'applicazione di uno strato fertile di terreno.

La complessità ed il costo della bonifica dipendono in gran parte dalla conformazione della discarica e dalla sua struttura. Pertanto, molto prima dei lavori di bonifica, nella progettazione delle discariche e durante il processo di scarico, è necessario tenere presente lo scopo della loro bonifica.

Il metodo di formazione delle discariche deve essere selettivo, prevedendo una struttura di discarica in cui alla base della discarica ci siano rocce rocciose e tossiche, sopra altre indifferenti, quindi potenzialmente fertili. Strati di rocce tossiche devono essere sovrapposti e, in alcuni casi, sottostanti strati di rocce argillose neutre, impedendo la contaminazione dei terreni fertili superiori e la contaminazione geochimica della base della discarica nell'area circostante.

Il piano non dovrebbe consentire lo smembramento delle discariche. Si dovrebbe dare la preferenza alle discariche concentrate vasta area e la forma corretta, che sono più adatte per un ulteriore sviluppo. I rilievi su tutta la zona dovrebbero essere calmi. Se le rocce sono soggette a combustione spontanea o processi ossidativi attivi, è necessario lavorare per prevenirli.

Per ottenere buoni risultati di bonifica Grande importanza hanno processi di ritiro delle discariche e di stabilizzazione della loro superficie, che dura in varie condizioni da sei mesi a 5 anni.

Il ritiro delle discariche interne di rocce sciolte, scaricate dall'escavatore o dai complessi di scavo-discarica, si verifica più intensamente durante il primo anno e mezzo o due e dura più a lungo, maggiore è l'altezza della discarica.

La stabilizzazione delle discariche rocciose esterne viene effettuata più velocemente, nella prima fase - 1,5-2 mesi. Tuttavia, in autunno-estate, il ritiro riprende, compaiono zone di fratturazione e fenomeni di frana, pertanto la formazione dello strato di terreno avviene non prima che dopo 10-12 mesi. I lavori di livellamento della discarica devono garantire la creazione di un rilievo superficiale della discarica che consenta l'utilizzo di macchine agricole, garantisca la stabilità a lungo termine dei pendii e impedisca l'erosione idrica. Vengono utilizzati i seguenti tipi di layout: layout solido, parziale e terrazzato.

Con una pianificazione continua, la pendenza della superficie non dovrebbe essere superiore a 1-2° per le colture agricole e non superiore a 3-5° per il rimboschimento.

La pianificazione parziale consiste nel tagliare i crinali delle discariche e creare aree larghe 8-10 m, che consentano la piantumazione meccanizzata delle foreste.

Ai lati delle discariche alte vengono solitamente realizzati terrazzi larghi 4-10 m con pendenza trasversale di 1-2° verso la discarica e utilizzati per la piantumazione di arbusti e boschi. L'altezza dei terrazzi è di 8-10 m, l'angolo di riposo è di 15-20°. Il livellamento delle pendenze delle discariche viene effettuato utilizzando bulldozer ed escavatori secondo lo schema “dall'alto verso il basso”.

Nel processo di bonifica tecnica mineraria si opera non solo per ricoprire le aree ripristinate con uno strato di terreno fertile, ma anche per creare uno strato fertile attraverso la lavorazione parziale del terreno, la fitomeliorazione, cioè la coltivazione di rocce semifertili piantando piante che migliorano il terreno e applicando fertilizzanti.

La pratica dimostra che su un numero di discariche non è necessario applicare uno spesso strato di terreno, ma è possibile limitarsi alla crescita eccessiva o allo sporco minimo sotto forma di uno strato di terreno spesso 5-10 cm.

Gli argille quaternarie simili a loess e una serie di altre rocce sciolte migliorano significativamente le loro proprietà fertili sotto l'influenza di cereali e legumi, fertilizzanti e altre misure agrotecniche. Dopo 6-8 anni di processo di formazione del suolo, possono essere considerati terreni fertili.

Conclusione

Le attività produttive del complesso minerario hanno un impatto significativo sull'ambiente: tonnellate di sostanze nocive vengono rilasciate nell'atmosfera, metri cubi di acque reflue inquinate vengono scaricate nei corpi idrici e un'enorme quantità di rifiuti solidi viene immagazzinata sulla superficie del terra.

È necessario uno sviluppo diffuso della ricerca ecologico-mineraria volta a sviluppare e implementare il monitoraggio di quella parte della biosfera esposta all’attività mineraria; principi e metodologia per la valutazione economica dell'efficacia delle misure per un uso razionale risorse minerarie e tutela dell'ambiente; tecniche e tecnologie di produzione mineraria a bassi rifiuti e, successivamente, senza rifiuti.

Già ora, nella pratica mondiale dell'estrazione a cielo aperto, sono stati raggiunti buoni risultati e è stata accumulata una vasta esperienza nei lavori di bonifica. Si può notare in particolare che oggi la bonifica è diventata parte di periodi importanti nello sviluppo dell'attività mineraria a cielo aperto. Durante il funzionamento costituisce un elemento produttivo integrale delle operazioni di estrazione e al termine delle operazioni di estrazione, un periodo decisivo che garantisce una protezione ambientale affidabile.

Attualmente, le conseguenze dell'impatto negativo delle imprese sull'ambiente sono compensate dai pagamenti che ciascuna di esse effettua per i danni causati alla natura. L'importo dei pagamenti è determinato dalla quantità di sostanze nocive rilasciate e dalla loro classe di pericolo.

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L'inizio dello sviluppo della ricchezza mineraria negli Urali meridionali risale all'età del bronzo. Il rame iniziò ad essere estratto circa 4mila anni fa. La più grande miniera antica a noi nota oggi era Kargalinsky, situata vicino a Orenburg. Qui, gli antichi minatori estraevano arenarie minerali contenenti minerali di rame come calcopirite, Bornite e malachite. Il contenuto di rame in questi minerali raggiungeva l'8-10% o più.

La scala dell'estrazione minerale aumenta ogni anno. Ciò è dovuto non solo ad un aumento del consumo di alcuni minerali e rocce, ma anche a una diminuzione del contenuto di componenti utili in essi contenuti. Se prima negli Urali, in Regione di Chelyabinsk sono stati lavorati minerali polimetallici con un contenuto di elementi utili del 4-12%, ma ora si stanno sviluppando minerali di bassa qualità, dove il contenuto di elementi preziosi raggiunge appena l'1%. Per ottenere una tonnellata di rame, zinco, ferro dal minerale, è necessario estrarne molto di più dalle profondità più razza rispetto al passato.

Qualsiasi metodo di estrazione mineraria ha un impatto significativo sull'ambiente naturale. Particolarmente influenzato parte in alto litosfera.

Con qualsiasi metodo di estrazione, si verificano una rimozione e un movimento significativi della roccia. L'integrità di un certo volume di rocce viene compromessa, la loro fratturazione aumenta e compaiono grandi cavità e vuoti.

Il pompaggio dell'acqua da cave e miniere crea estesi crateri depressivi, zone con livelli di falda acquifera diminuiti. Durante l'estrazione in cava, i diametri di questi crateri raggiungono i 10-15 km, l'area è di 200-300 kmq.

La perforazione di pozzi minerari porta anche alla connessione e alla ridistribuzione dell'acqua tra falde acquifere precedentemente abbandonate, allo sfondamento di potenti flussi d'acqua nei tunnel e nei fronti della miniera, il che complica notevolmente la produzione.

L’impoverimento delle acque sotterranee nell’area mineraria e il drenaggio degli orizzonti superficiali influenzano notevolmente le condizioni del suolo, la copertura vegetale, la quantità di deflusso superficiale e causano cambiamento complessivo paesaggio.

La realizzazione di grandi cave e campi minati si accompagna all'attivazione di diversi processi ingegneristici-geologici e fisico-chimici:

Si verificano deformazioni delle sponde della cava, frane e smottamenti;

C'è un cedimento della superficie terrestre sopra i campi minati esauriti. Nelle rocce può raggiungere decine di millimetri, in rocce sedimentarie deboli - decine di centimetri e persino metri;

Nelle aree adiacenti alle attività minerarie si stanno intensificando i processi di erosione del suolo e di formazione dei burroni;

Nelle miniere e nelle discariche, i processi di alterazione vengono attivati ​​più volte, l'ossidazione intensiva dei minerali minerali e la loro lisciviazione avviene, molte volte più velocemente che in natura, avviene la migrazione elementi chimici;

Entro un raggio di diverse centinaia di metri, e talvolta chilometri, si verifica la contaminazione del suolo con metalli pesanti durante il trasporto, il vento e la distribuzione dell’acqua; i suoli sono anche contaminati da prodotti petroliferi, rifiuti edili e industriali. Alla fine, attorno alle grandi città minerarie viene creata una terra desolata dove la vegetazione non può sopravvivere. Ad esempio, lo sviluppo della magnesite a Satka ha portato alla morte delle foreste di pini in un raggio fino a 40 km. La polvere contenente magnesio è entrata nel terreno e ha modificato l'equilibrio acido-alcalino. I terreni sono passati da acidi a leggermente alcalini. Inoltre, la polvere di cava sembrava cementare gli aghi e le foglie delle piante, provocandone l'impoverimento e l'aumento degli spazi morti. Alla fine, le foreste morirono.

L'acqua pompata dalle miniere spesso contiene miscele di argilla, sabbia, acidi e sali, che quando rilasciati nei fiumi, torrenti, paludi (molto spesso le acque delle miniere e delle cave finiscono qui) ne causano l'inquinamento. Una cosa simile è accaduta a Karabash, dove il minerale estratto dalla miniera, dopo la frantumazione e l'arricchimento, è stato scaricato nel fiume Sak-Elgu e nel torrente Atkus. Le conseguenze di questo congedo si avvertono ancora oggi, decenni dopo.

L'attività di grandi miniere è accompagnata da emissioni di polveri e gas nell'atmosfera dovute a esplosioni di quantità significative di ammonal e altri esplosivi. Pertanto, durante la decomposizione della pirite, viene rilasciato calore che provoca un incendio nelle discariche. I terriconi bruciano per mesi e talvolta anni, rilasciando anidride solforosa e monossido di carbonio. diossido di carbonio e una serie di altri composti con cloro, fluoro, azoto. I cumuli di rifiuti in fiamme inquinano intensamente l'atmosfera.

Il disturbo tecnogenico dei paesaggi naturali e della vegetazione sul territorio delle imprese minerarie e nelle loro immediate vicinanze copre vaste aree. Nelle principali aree minerarie della regione (Satka, Karabash, Kopeisk, Korkino) si tratta di decine di chilometri quadrati. L'eccessivo inquinamento da gas e polvere porta al disseccamento delle chiome degli alberi e ad altre malattie.

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Nel processo di estrazione e lavorazione dei minerali, gli esseri umani influenzano il grande ciclo geologico. Innanzitutto, l’uomo converte i depositi minerali in altre forme di composti chimici. In secondo luogo, l’uomo distribuisce i precedenti accumuli geologici sulla superficie terrestre e li estrae dalle profondità. Attualmente vengono estratte annualmente circa 20 tonnellate di materie prime per ogni abitante della terra. Di questi, il 20% va a prodotto finale, e il resto della massa si trasforma in rifiuti. Si perde fino al 50-60% dei componenti utili.

Impatto dell'attività mineraria su litosfera :

1 - creazione di cave, discariche;

1 - l'inquinamento atmosferico si verifica con metano, zolfo, ossidi di carbonio a seguito di incendi di gas e petrolio;

2 - il contenuto di polvere nell'atmosfera aumenta a causa dell'incendio delle discariche durante le esplosioni nelle cave, che influisce sulla quantità di radiazione solare, temperatura e precipitazioni;

3 - impoverimento delle falde acquifere, deterioramento della qualità delle acque sotterranee e superficiali.

Per l'uso razionale delle riserve di materie prime minerali insostituibili necessario:

1 - estrarli dal sottosuolo nel modo più completo possibile (l'irrigazione delle formazioni petrolifere aumenta significativamente il recupero del petrolio; l'acqua viene pompata all'interno. Aumenta la pressione interstrato, a seguito della quale il petrolio più leggero si riversa nei pozzi di produzione),

La protezione degli uccelli insettivori e delle formiche rosse della foresta è allo stesso tempo la protezione della foresta dai parassiti.

Spesso in natura si sviluppano relazioni di natura opposta, quando la protezione di un oggetto provoca danno a un altro. Ad esempio, la protezione degli alci in alcuni luoghi porta alla loro sovrappopolazione e ciò provoca danni significativi alla foresta a causa del danneggiamento del sottobosco. Danni significativi alla vegetazione di alcuni parchi nazionali L'Africa è portata dagli elefanti, che popolano questi territori in abbondanza. Pertanto, la protezione di ciascun oggetto naturale deve essere correlata alla protezione di altri componenti naturali. Pertanto, la conservazione della natura deve essere globale.

La protezione e l'uso della natura sono, a prima vista, due azioni umane dirette in modo opposto. Tuttavia, non vi è alcuna contraddizione tra queste azioni. Questi sono due lati dello stesso fenomeno: il rapporto dell'uomo con la natura. Pertanto, la domanda che a volte viene posta - proteggere la natura o utilizzarla - non ha senso. La natura deve essere utilizzata e protetta. Senza questo, il progresso è impossibile società umana. La natura deve essere protetta nel processo del suo uso razionale. Ciò che è importante è un equilibrio ragionevole tra il suo utilizzo e la sua protezione, che è determinato dalla quantità e dalla distribuzione delle risorse, condizioni economiche paese, regione, tradizioni sociali e cultura della popolazione.

In generale, le tecnologie minerarie causano i seguenti tipi di disturbi ambientali:

geomeccanico- spaccatura delle rocce a seguito di esplosioni, cambiamenti del terreno, deforestazione, deformazione della superficie terrestre;

idrologico- cambiamenti nelle riserve, modelli di traffico, qualità e livello delle acque sotterranee, rimozione di sostanze nocive dalla superficie e dal sottosuolo della terra nei serbatoi;

chimico- cambiamenti nella composizione e nelle proprietà dell'atmosfera e dell'idrosfera (acidificazione, salinizzazione, inquinamento dell'acqua e dell'aria);

fisico e meccanico- inquinamento ambientale dovuto a polveri, cambiamenti nelle proprietà del suolo, ecc.;

Inquinamento acustico e vibrazioni del suolo.

Le cause dei disturbi idrologici sono:

Le normative, come forma di violazione, si manifestano sotto forma di bacini idrici e canali d'acqua. Causato dalla necessità di drenare la superficie sovrastante il deposito,

Si osserva paludi intorno a discariche con una superficie di oltre 200 ettari,

L'allagamento è tipico dei casi in cui la produzione ha un eccesso di acqua e non la utilizza completamente nel ciclo dell'acqua. L'acqua viene scaricata sul suolo, nei corsi d'acqua e nei bacini artificiali, e ulteriori aree di terreno vengono allagate. Altrove ciò può comportare logoramento,

Il drenaggio avviene mediante drenaggio delle acque sotterranee mediante opere e pozzi. In ciascuna cava l'imbuto di depressione della falda raggiunge un diametro di 35 - 50 km,

Le inondazioni si verificano quando vengono sepolti i rifiuti industriali liquidi.

Impatto dell'estrazione mineraria a cielo aperto

Nelle aree di estrazione mineraria a cielo aperto si verifica la deforestazione, la vegetazione viene disturbata e vaste aree di terreno agricolo vengono inutilizzate a seguito di operazioni di sbancamento e stoccaggio di rocce sulla superficie della terra. Pertanto, il volume del lavoro di strippaggio (rimozione delle rocce che ricoprono e racchiudono il corpo minerale) nelle cave industria del carboneè di 848 milioni di m3/anno, minerale di ferro - 380, materiali da costruzione - 450. La profondità delle cave di minerale ha raggiunto 450 -500 m, cave di carbone 550 - 600 m (nel giacimento di minerale di ferro di Krivoy Rog - 800 m). L’impatto dell’attività mineraria a cielo aperto sull’ambiente è illustrato nella Fig. 4.4.

Riso. 4.4. Impatto dell'attività mineraria a cielo aperto sull'ambiente

Le cave raggiungono spesso una profondità di 400 - 600 m e di conseguenza una grande quantità di roccia viene trasportata in superficie. Le aree occupate dalle discariche sono molte volte più grandi dell'area della cava. Sulla superficie delle discariche vengono scaricati strati profondi di roccia, per lo più tossici. Ciò impedisce la crescita delle piante e, dopo le piogge, l'acqua che sgorga dalle discariche avvelena fiumi e terreni. Approssimativamente si può ipotizzare che per l'estrazione a cielo aperto di 1 milione di tonnellate/anno di minerali siano necessari circa 100 ettari di terreno. Ad esempio, sugli appezzamenti di terreno 5 dell'impianto minerario e di lavorazione di Krivbass con superficie totale Più di 20mila ettari immagazzinano ogni anno quasi 84 milioni di m3 di rocce di copertura e più di 70 milioni di tonnellate di sterili provenienti dagli impianti di lavorazione. Non solo il suolo e la copertura vegetale vengono disturbati su vaste aree, ma anche la superficie della terra viene disturbata sia dai lavori minerari che dalle discariche. In Ucraina, le maggiori violazioni dell'ambiente naturale si sono verificate a Krivoy Rog: qui sono stati distrutti più di 18mila ettari di terreno (Fig. 4.5).

Riso. 4.5. Immagine satellitare della cava di minerale di ferro di Krivoy Rog

I cambiamenti causati dal disturbo della superficie influiscono negativamente sulle sue caratteristiche biologiche, erosive ed estetiche. È nell’attività mineraria a cielo aperto che l’impatto geotossicologico dell’attività mineraria sugli esseri umani è più evidente. La produttività dei terreni agricoli è in calo. Pertanto, nell'area dell'anomalia magnetica di Kursk, vicino alle cave in un raggio di 1,5-2 km, la resa dei campi è diminuita del 30-50% a causa dell'alcalinizzazione dei suoli a pH = 8, dell'aumento delle impurità metalliche nocive in loro e una riduzione dell’approvvigionamento idrico.

Nel processo di estrazione a cielo aperto, le principali fonti di inquinamento comprendono massicce esplosioni e il funzionamento di attrezzature e automobili minerarie. Le massicce esplosioni in una cava sono classificate come fonti periodiche di inquinamento, poiché di solito si verificano una volta ogni 2 settimane. La carica esplosiva raggiunge le 800 - 1200 tonnellate e la quantità di massa rocciosa esplosa è di 6 milioni di tonnellate. Circa 200 - 400 tonnellate di polvere vengono rilasciate nell'atmosfera. È considerata 1 tonnellata L'esplosione di un esplosivo produce 40 m3 di CO2, inoltre vengono rilasciati ossidi di azoto.

Quasi tutte le operazioni minerarie sono accompagnate dalla formazione di polvere. Pertanto, nel processo di spostamento della roccia con un escavatore, l'intensità dell'emissione di polvere è di 6,9 g/s, nel processo di caricamento del carbone con un escavatore rotante - 8,5 g/s. Le autostrade sono fonti permanenti di generazione di polvere. In alcune cave rappresentano il 70-90% di tutta la polvere. Quantità significative di polvere vengono rilasciate nell'atmosfera durante le operazioni di carico e scarico. L'intensità dell'emissione di polvere durante il processo di estrazione del carbone con un escavatore è di 11,65 g/s e durante il caricamento sui vagoni ferroviari - 1,15 g/s. A causa dell'uso di un gran numero di veicoli, di vaste aree sotto miniere a cielo aperto e di potenti e massicce esplosioni, l'inquinamento atmosferico nelle miniere a cielo aperto è molto maggiore che nelle miniere sotterranee.

L'estrazione idromeccanizzata provoca un significativo inquinamento dell'idrosfera, poiché tutte le tecnologie idromeccanizzate sono associate all'uso dell'acqua, al suo inquinamento e al ritorno dell'acqua inquinata alla rete idrologica generale. Di conseguenza, i fiumi e i bacini idrici vengono inquinati dalle acque torbide che si formano nel processo di estrazione idromeccanizzata, i pesci abbandonano i bacini idrici e vaste aree dei bacini artificiali vengono escluse dalle zone di riproduzione e la pianura alluvionale viene persa. Le aree perdute vengono ripristinate per la deposizione delle uova circa 10 - 15 anni dopo la fine dello sviluppo. Ma dato che la stragrande maggioranza dei giacimenti viene estratta entro 25 - 50 anni, le aree del bacino idrografico contaminato sono escluse dalla riproduzione degli stock ittici per 45 - 70 anni. Per l'estrazione e il lavaggio delle sabbie e delle altre rocce vengono utilizzate quantità diverse di acqua e l'inquinamento è diseguale, il che vari gradi incide sull'entità della diluizione e della perdita dei minerali, soprattutto nel caso di diluizione con rocce contenenti argilla fine, difficilmente separabili e precipitabili dalle acque torbide scaricate dagli impianti di lavaggio.

La natura del rilievo e il livello di presenza di acqua di scarico vengono presi in considerazione quando si progetta un sistema di estrazione minerale. Influenzano anche le conseguenze ambientali dell'attività mineraria: il posizionamento delle discariche, la diffusione di polveri e gas, la formazione di crateri depressivi, il fenomeno carsico, il comportamento delle acque sottodiscariche e molto altro ancora. I metodi e l'entità dell'estrazione del minerale cambiano nel tempo.
L'estrazione industriale di minerali, a partire dal XVIII secolo, fu effettuata utilizzando l'estrazione verticale: pozzi profondi (fino a 10 m), pozzi. Dallo scavo verticale, se necessario, si passavano a diversi scavi orizzontali, la cui profondità era determinata dal livello della falda freatica. Se iniziavano a riempire una miniera o un pozzo, la produzione si interrompeva a causa della mancanza di attrezzature per il drenaggio. Tracce dell'antica attività mineraria si possono osservare ancora oggi nelle vicinanze di Plast, Kusa, Miass e di molte altre città e paesi della zona mineraria della regione. Alcuni di essi sono ancora oggi scoperti e non recintati, il che rappresenta un certo pericolo. Pertanto, fino al XX secolo, l'ampiezza verticale dei cambiamenti nell'ambiente naturale associati all'estrazione delle materie prime minerali superava appena i 100 m.
Con l'avvento di potenti pompe che drenano l'acqua da lavori, escavatori e veicoli pesanti, lo sviluppo delle risorse minerarie viene sempre più effettuato utilizzando l'estrazione a cielo aperto.
Negli Urali meridionali, dove la maggior parte dei depositi si trova a una profondità fino a 300 m, predomina l'estrazione mineraria da cava. Fino all'80% (in volume) di tutti i minerali viene estratto nelle cave. La miniera più profonda della regione è la miniera di carbone Korkinsky. La sua profondità alla fine del 2002 era di 600 metri, ci sono grandi cave a Bakal (minerali di ferro bruno), Satka (magnesite), Mezhozerny (minerale di rame), Verkhniy Ufaley (nichel), Magnitogorsk e Maly Kuybas (ferro).
Molto spesso le cave si trovano in aree urbane, alla periferia dei villaggi, il che compromette gravemente la loro ecologia. Molte piccole cave (diverse centinaia) si trovano nelle zone rurali. Quasi ogni grande impresa rurale ha la propria cava con un'area di 1-10 ettari, dove vengono estratti pietrisco, sabbia, argilla e calcare per le esigenze locali. In genere, l'estrazione mineraria viene effettuata senza osservare alcuno standard ambientale.
Nella regione sono molto diffusi anche i lavori minerari sotterranei (campi minati). Nella maggior parte di essi oggi l’estrazione mineraria non viene più praticata; sono esauriti. Alcune miniere sono inondate dall'acqua, altre sono piene di roccia di scarto scaricata al loro interno. L'area dei campi minati esauriti nel solo bacino della lignite di Chelyabinsk è di centinaia di chilometri quadrati.
La profondità delle miniere moderne (Kopeisk, Plast, Mezhevoy Log) raggiunge i 700-800 m, mentre le singole miniere di Karabash hanno una profondità di 1,4 km. Pertanto, l'ampiezza verticale dei cambiamenti nell'ambiente naturale nel nostro tempo, tenendo conto dell'altezza delle discariche e dei cumuli di rifiuti negli Urali meridionali, raggiunge i 1100-1600 m.
I giacimenti d'oro nelle sabbie fluviali sono stati sviluppati negli ultimi decenni utilizzando draghe: grandi lavatrici in grado di prelevare rocce sciolte da profondità fino a 50 M. L'estrazione in piccoli giacimenti viene effettuata idraulicamente. Le rocce contenenti oro vengono erose da potenti getti d'acqua. Il risultato di tale attività mineraria è un “deserto artificiale” con strati di terreno spazzati via e una completa assenza di vegetazione. Troverete questi paesaggi nella valle del Miass, a sud di Plast. La scala dell'estrazione minerale aumenta ogni anno.
Ciò è dovuto non solo ad un aumento del consumo di alcuni minerali e rocce, ma anche a una diminuzione del contenuto di componenti utili in essi contenuti. Se prima negli Urali, nella regione di Chelyabinsk, venivano estratti minerali polimetallici con un contenuto di elementi utili del 4-12%, ora vengono estratti minerali di bassa qualità, dove il contenuto di elementi preziosi raggiunge a malapena l'1%. Per ottenere una tonnellata di rame, zinco e ferro dal minerale è necessario estrarre dagli abissi molta più roccia che in passato. A metà del XVIII secolo, la produzione totale annua di materie prime minerali nella regione ammontava a 5-10 mila tonnellate. Alla fine del XX secolo, le imprese minerarie della regione lavoravano 75-80 milioni di tonnellate di roccia all'anno.
Qualsiasi metodo di estrazione mineraria ha un impatto significativo sull'ambiente naturale. La parte superiore della litosfera è particolarmente colpita. Con qualsiasi metodo di estrazione, si verificano una rimozione e un movimento significativi della roccia. Lo sgravio primario viene sostituito dallo sgravio tecnogenico. Nelle zone montuose ciò porta ad una ridistribuzione dei flussi d'aria superficiali. L'integrità di un certo volume di rocce viene danneggiata, la loro fratturazione aumenta e compaiono grandi cavità e vuoti. Grande massa le rocce vengono spostate in discariche la cui altezza raggiunge i 100 metri o più. Spesso le discariche si trovano su terreni fertili. La creazione di discariche è dovuta al fatto che i volumi dei minerali minerali rispetto alle rocce ospitanti sono piccoli. Per ferro e alluminio è del 15-30%, per i polimetalli - circa 1-3%, per i metalli rari - meno dell'1%.
Il pompaggio dell'acqua da cave e miniere crea estesi crateri depressivi, zone con livelli di falda acquifera diminuiti. Durante l'estrazione in cava, i diametri di questi crateri raggiungono i 10-15 km, l'area - 200-300 mq. km.
L'affondamento dei pozzi minerari porta anche al collegamento e alla ridistribuzione dell'acqua tra falde acquifere precedentemente separate, allo sfondamento di potenti flussi d'acqua nei tunnel e nei fronti della miniera, il che complica notevolmente la produzione.
L’esaurimento delle acque nella zona mineraria e il drenaggio degli orizzonti superficiali influenzano notevolmente le condizioni dei suoli, la copertura vegetale, la quantità di deflusso superficiale e causano un cambiamento generale nel paesaggio.
La realizzazione di grandi cave e campi minati si accompagna all'attivazione di diversi processi ingegneristici-geologici e fisico-chimici:
— si verificano deformazioni delle sponde della cava, frane e smottamenti;
— Il cedimento della superficie terrestre si verifica sui campi minati sfruttati. Nelle rocce può raggiungere decine di millimetri, in rocce sedimentarie deboli - decine di centimetri e persino metri;
— nelle zone adiacenti ai giacimenti minerari si stanno intensificando i processi di erosione del suolo e di formazione di burroni;
— nelle miniere e nelle discariche, i processi di alterazione vengono attivati ​​più volte, i minerali minerali vengono intensamente ossidati e lisciviati e gli elementi chimici migrano molte volte più velocemente che in natura;
— in un raggio di diverse centinaia di metri, e talvolta chilometri, si verifica la contaminazione del suolo con metalli pesanti durante il trasporto, il vento e la distribuzione dell’acqua; i suoli sono anche contaminati da prodotti petroliferi, rifiuti edili e industriali. Alla fine, attorno alle grandi miniere viene creata una terra desolata in cui la vegetazione non può sopravvivere. Ad esempio, lo sviluppo della magnesite a Satka ha portato alla morte delle foreste di pini in un raggio fino a 40 km. La polvere contenente magnesio è entrata nel terreno e ha modificato l'equilibrio acido-alcalino. I terreni sono passati da acidi a leggermente alcalini. Inoltre, la polvere di cava sembrava cementare gli aghi e le foglie delle piante, provocandone l'impoverimento e l'aumento degli spazi morti. Alla fine, le foreste morirono.