Оценка защищенности водной среды при разработке крупных месторождений медно-порфировых руд

Процесс разработки месторождений медных руд неизбежно оказывает влияние на окружающую среду, в том числе на состояние подземных и поверхностных водных ресурсов. Это выражается в образовании депрессионных воронок вокруг карьеров, формировании кислых карьерных, шахтных, подотвальных вод, которые влияют на качество водных ресурсов в районе ведения горных работ. Прежде всего, указанные проблемы связаны с разработкой медно-колчеданных месторождений. Добыча медно-порфировых руд до недавнего времени считалась нерентабельной в связи с низким содержанием полезного компонента в руде и необходимостью большого ежегодного объёма дробления и переработки горной массы. В связи со значительными объемами флотационного обогащения медно-порфировых руд необходимо большое количество воды. При этом значительные объёмы выводятся из водооборота в связи с заполнением порового пространства при складировании хвостов обогащения. В статье рассмотрен опыт по добыче и переработке меднопорфировых руд, в том числе оценке ресурсов подземных и поверхностных вод, степени гидродинамического взаимодействия, развития воронки депрессии подземных вод, а также прогноза химического состава карьерных и подотвальных вод. На основе полученных результатов определены основные принципы для минимизации экологического ущерба при разработке медно-порфировых месторождений, включая необходимость перехвата подотвальных вод для предотвращения попадания их в водные объекты, по возможности организацию внутреннего отвалообразования, использование хвостов обогащения для производства закладочного материала для ликвидации отработанных карьеров.

Гончар Н. В., Четверкин И. А., Вишняк А. И., Стариков И. В. Оценка защищенности водной среды при разработке крупных месторождений медно-порфировых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12-2. — С. 16—26. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_122_0_16.

Гончар Наталья В. — вице-президент по экологической и промышленной безопасности, канд. техн. наук, Заслуженный эколог Российской Федерации, ORCID iD 0009−0002−0180−9592, АО «Русская медная компания», г. Екатеринбург, 620075, Российская Федерация, Gonchar_Nataliya@rcc-group.ru;
Четверкин Игорь А. — директор, ORCID iD 0009−0003−4224−4441, ООО НПФ «ММПИ», г. Екатеринбург, 620014, Российская Федерация, Chetverkin@inbox.ru;
Вишняк Александр И. — главный гидрогеолог, ORCID iD 0009−0005−8839−0959, ООО НПФ «ММПИ», г. Екатеринбург, 620014, Российская Федерация, Vihniak@ yandex.ru;
Стариков Илья В. — начальник отдела сопровождения инвестиционных проектов по экологической и промышленной безопасности, ORCID iD 0009−0006−6289−3109, АО «Русская медная компания», г. Екатеринбург, 620075, Российская Федерация, Starikov_Ilya@rcc-group.ru.

1. Рыбникова Л. С., Рыбников П. А., Наволокина В. Ю. Оценка влияния затопленного Левихинского медноколчеданного рудника на качество поверхностных вод реки Тагил // Проблемы недропользования. — 2019. — № 3. — С. 155−161. DOI: 10.25635/2313−1586.2019.03.155.

2. Рыбникова Л. С., Рыбников П. А. Эколого-экономическая оценка шахтных вод на примере затопленных медноколчеданных рудников Урала // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. — 2016. — № 1. — С. 52−65.

3. Елохина С. Н. Гидрогеологические последствия горного техногенеза на Урале. — Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2013. — 187 с.

4. Петрищев В. П., Артамонова С. В., Дубровская С. А. , Ряхов Р. В., Норейка С. Ю. Ландшафтно-геоэкологические основы формирования техногеосистем медноколчеданных месторождений: монография. — Оренбург: Оренбургский гос. ун-т, 2019. — 156 с.

5. Таций Ю. Г. Эколого-геохимическая оценка загрязнения окружающей среды в зоне действия Карабашского медеплавильного комбината // Вестник Тюменского государственного университета. — 2012. — № 12. — С. 90−96.

6. Калабин Г. В., Титова А. В., Шаров А. В. Модернизация медеплавильного производства комбината ЗАО «Карабашмедь» и динамика состояния природной среды в зоне его влияния // Маркшейдерия и недропользование. — 2011. — № 3. — С. 65−70.

7. Алтушкин И. А., Левин В. В., Сизиков А. В., Король Ю. А. Опыт освоения месторождений медно-порфирового типа на Урале // Записки Горного института. — 2017. — Т. 228. — С. 641−648.

8. Алтушкин И. А., Левин В. В., Гордеев А. И., Пикалов В. А. Особенности освоения Томинского и Михеевского меднорудных месторождений Южного Урала // Цветные металлы. — 2019. — № 7. — С. 21−28.

9. Кривцов А. И., Звездов В. С., Мигачев И. Ф., Минина О. В. Меднопорфировые месторождения. Серия: Модели месторождений благородных и цветных металлов. — М.: ЦНИГРИ, 2001. — 232 с.

10. Wolkersdorfer C. Water management at abandoned flooded underground mines. Fundamentals. Tracer tests. Modelling. Water treatment. Springer, 2008, 465 p.

11. Younger P. L., Jenkins D. A., Rees B., Robinson J., Jarvis A. P., Ralph J., Johnston D. N., Coulton R. H. Mine waters in Wales: pollution, risk management and remediation. Urban geology in Wales. National Museums and Galleries of Wales. Geological Series. 2004, no 23, pp. 138−154.

12. Плотников Н. И., Рогинец И. И. Гидрогеология рудных месторождений. — М.: Недра, 1987. — 227 с.

13. Румынин В. Г. Геомиграционные модели в гидрогеологии. — СПб.: Наука, 2011. — 1158 с.

14. Anderson M. P., Woessner W. W. and Hunt R. J. Applied Groundwater Modeling Simulation of Flow and Advective Transport. Academic Press; Second Edition, 2015, 564 p.

15. Шестаков В. М., Поздняков С. П. Геогидрология. — М.: Академкнига, 2003. — 173 с.

16. Ломакин Е. А., Мироненко В. А., Шестаков В. М. Численное моделирование геофильтрации. — М.: Недра, 1988. — 228 с.

17. Вахрушева З. Г. Некоторые данные о рудах и геохимических ореолах колчеданных месторождений Урала // Геология, геохимия и полезные ископаемые Урала. Межвузовский научный тематический сборник. Вып.1. — Свердловск: Изд-во УПИ, 1977. — С.14−24.

18. Шадрунова И. В., Самойлова А. С., Орехова Н. Н. Закономерности формирования медьсодержащих стоков на горных предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. — № 3. — С. 304−311.

19. Шварцев С. Л., Рыженко Б. Н., Алексеев В. А., Дутова Е. М., Кондратьева И. А., Копылова Ю. Г., Лепокурова О. Е. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода: в 5 томах. Т. 2: Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза / отв. ред. Рыженко Б. Н. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. — 389 с.

20. Рафальский Р. П. Гидротермальные равновесия и процессы минералообразования. — М.: Атомиздат, 1973. — 288 с.

21. Голубев В. С., Кричевец Г. Н. Динамика геотехнологических процессов. — М.: Недра, 1989. — 120 с.

22. Haitjema H. M. Analytic element modeling of groundwater flow. San Diego: Academic Press, 1995, 394 p.

23. Nordstrom D. K. Hydrogeochemical processes governing the origin, transport and fate of 271 major and trace elements from mine wastes and mineralized rock to surface waters. Applied Geochemistry. 2011, no 26, pp. 1777–1791.