Гірнича промисловість – це комплекс галузей виробництва з розвідки родовищ корисних копалин, їх видобутку з надр землі та первинної обробки – збагачення.
В Україні дуже розвинений видобуток кам’яного та бурого вугілля, нафти, газу, залізних та марганцевих руд, руд кольорових та рідкісних металів, самородної сірки, калійних солей, кам’яної солі та ін.
Фінансові показники гірничодобувної галузі є одними з основних в економіки країни.
Використання якісних та надійних матеріалів на всіх етапах функціонування гірничодобувного підприємства сприяють підвищенню його конкурентоспроможності, екологічної безпеки, а також вирішенню проблеми охорони навколишнього середовища.
На сьогоднішній день геосинтетичні матеріали дозволяють вирішувати найскладніші інженерні завдання, забезпечуючи їх економічність і екологічність.
Отже, розглянемо можливість та доцільність застосування геосинтетиків на різних етапах розробки родовища корисних копалин.
1.Етап будівництва транспортної зони та інфраструктури. Ефективні під’їзди, відкатні шляхи, споруди регулювання поверхневих стоків і дренажні системи необхідні для забезпечення безперебійної роботи рудника. Використання геосинтетиків, а саме бетонних матів та георешіток дозволяє виконувати роботи зі зміцнення під’їзних доріг до родовищ корисних копалин, зміцнення укосів та фіксації схилів підвищеної крутості.
2. Етап експлуатації. На даному етапі необхідно використовувати протифільтраційні та дренажні системи для запобігання проникненню шкідливих речовин у природний ґрунт та забруднення водоносних горизонтів.
Хвостосховища, призначені для зберігання великих обсягів відходів гірничодобувної промисловості, становлять серйозну загрозу для навколишнього середовища, особливо якщо вони спроекто
вані, побудовані та експлуатуються без дотримання нормативних вимог. Загальний обсяг хвостів у хвостосховищах у всьому світі оцінюється у сотні млрд. тонн, причому лише в Україні – понад 25 млрд. тонн.
У разі високої токсичності матеріалів, що зберігаються на об’єктах, розташованих поблизу житлових районів і без належного дотримання заходів безпеки, аварії можуть призвести до тривалого забруднення ґрунтів, підземних і поверхневих вод, значних збитків для інфраструктури, здоров’я та життя місцевого населення.
Руйнування дамб хвостосховищ супроводжуються неконтрольованими розливами рідких хвостів, небезпечними викидами токсичних речовин. Негативні наслідки таких інцидентів на людину та довкілля, у тому числі транскордонне перенесення забруднень, стали результатами недавніх аварій у Європі. В останні два десятиліття вони відбулися на хвостосховищах у Байя-Марі (Румунія, 2000 р.), на хвостосховищі відходів алюмінієвих руд у Колонтарі (Угорщина, 2010 р.), на хвостосховищі компанії Talvivaara Mining Company (Фінляндія, 2). Серйозних збитків навколишньому середовищу було завдано внаслідок пилення хвостів алюмінієвого виробництва неподалік м. Миколаїв (Україна, 2011 р.).
Нині підвищуються вимоги до безпеки хвостосховищ. Дуже велика увага приділяється влаштуванню протифільтраційних екранів хвостосховищ, шламонакопичувачів ГЗК, екрануванню протипаводкових валів, ставків-накопичувачів, відстійників, резервуарів промислових водойм і т.д.
Згідно з висновками міжнародних експертів, підтвердженими багаторічними дослідженнями та спостереженнями – найефективнішими матеріалами для влаштування протифільтраційних екранів на сьогоднішній день є композитні матеріали на основі бентонітових матів та полімерних геомембран.
Зважаючи на досвід провідних країн світу в питаннях екранування об’єктів різного ступеня складності – компанія «ПСМ» рекомендує використовувати такі матеріали для влаштування протифільтраційних екранів.
Для екранування об’єктів без прямого впливу на екран стовпа рідини (полігони ТПВ, накопичувачі твердих промислових відходів) – рекомендуємо використовувати бентонітові мати з заводською ламінацією полімерною мембраною товщиною 0,4 мм. Паяти мембрану немає потреби. У разі очікуваного впливу на протифільтраційний екран хімічно агресивного середовища – необхідне застосування хімічно стійкого, ламінованого матеріалу «Resistex»/ «ActiMat R». При цьому обов’язково провести попереднє випробування параметрів матеріалу під впливом конкретного складу сольового фільтрату накопичувача.
Для екранування об’єктів з прямою дією на екран стовпа рідини (водосховища, накопичувачі рідких відходів) – рекомендуємо використовувати комбінацію бентонітових матів з розташованою поверх них полімерною геомембраною товщиною не менше 1,5 мм. Полотна мембрани мають бути спаяні між собою за допомогою спеціального обладнання.
Також геосинтетичні матеріали застосовують для дренажу води, фільтрату та газу на полігонах ТПВ, хвостосховищах, шламосховищах ГЗК та інших накопичувачах (дренажні мати Draintube).
Застосування геосинтетичних матеріалів має такі переваги:
– найвищий ступінь захисту об’єктів від протікань;
– багатофункціональність системи – екранування, стічний дренаж, газовий дренаж, фільтрація, захист систем полімерного покриття;
– заміна дорогих природних матеріалів геосинтетичною системою;
– зменшення витрат на будівництво;
– збільшення корисного обсягу накопичувачів;
– підвищення стійкості земляних конструкцій;
– однорідність продукції, що досягається за рахунок промислового виготовлення;
– влаштування з використанням найпростіших механізмів або вручну;
– швидкий монтаж системи за рахунок великих розмірів рулонів;
– всесезонність застосування матеріалів.
3. Етап відновлення. Закриття рудника та відновлення екосистеми – один із найважливіших етапів гірничих робіт. На цій стадії відбувається рекультивація території, порушеної гірничими роботами, повернення їх у господарський оборот.
Біологічна рекультивація відвалів полягає в основному в нанесенні на шлам шару родючого ґрунту або потенційно родючих ґрунтів з подальшим створенням на них рослинного покриву.
Ідеальним технічним рішенням для рекультивації шламосховища є застосування комбінації бентонітового мату та дренажної системи Draintube. При використанні цього рішення ми отримуємо повноцінний протифільтраційний екран, механічний захист від пошкоджень та дренажну систему.
Для захисту укосів від ерозійних процесів застосовують різні типи геосинтетиків, залежно від умов та необхідного кінцевого результату. Це можуть бути георешітки різних типів, протиерозійні мати, бетонні мати різних конструкцій.
Як бачимо будівництво, функціонування та рекультивація гірничодобувного підприємства тісно пов’язані із застосуванням геосинтетичних матеріалів.
Переваги геосинтетиків перед природними матеріалами визнані провідними інженерами та проектними організаціями у багатьох країнах світу, зокрема в Україні.