Огромные отвалы породы, которая была извлечена из шахты вместе с углем, называют терриконами. Это красивое слово происходит от двух французских слов «Terri», означающего «отвал породы» и «Conique» — «конический». Первоначально это слово так и произносили: «терриконик», но позже окончание, принятое за ласкательный суффикс, отпало.

Возможно, что «террикон» - слово красивое, но обозначает оно понятие от красоты далекое. Хотя в старые советские времена терриконы считались символами мощи угольного производства, так же как густой дым из труб заводов считался символом могущества социалистической индустрии.

Терриконы высятся во всех угледобывающих районах: в Донбассе, на севере Франции, в Рурском промышленном регионе Германии. И они совсем не красят эти места. Террикон правильнее всего сравнить с отхожим местом. Только он во много раз хуже, грязнее и опаснее обычной выгребной ямы.

Почему? Попытаемся объяснить.

Терриконы получаются, когда пустую породу, остающуюся после обогащения угля, отсыпают на специально выделенные для этого участки с помощью грузовиков, транспортерами или же по рельсам на вагонетках. В результате многолетнего складирования горы породы поднимаются на высоту около 100 метров (терриконы шахты имени Челюскинцев в Донецке). Террикон Ганиль в Рурском промышленном районе Германии достигает даже высоты в 159 метров. Огромные рукотворные горы занимают площади, исчисляемые сотнями тысяч квадратных метров. Сотни тысяч квадратных метров пустующей площади!

Но терриконы еще и горят. Почему? В угольных породах всегда присутствует минерал пирит, соединение серы и железа. На пиритовой пыли, открытой для воздуха, поселяются колонии бактерий, которые в результате своей жизнедеятельности превращают пирит в чистую серу, окислы железа и в серную кислоту и выделяют при этом много тепла. Эти бактерии называются серными или тионовыми. Жизнедеятельность тионовых бактерий повышает температуру на поверхности отвала до 260°С. При этой температуре сера испаряется и, реагируя с кислородом, содержащемся в воздухе, воспламеняется. Следом за этим загорается и угольная пыль, которой в отвале огромное количество. Загорается и уголь, который находится внутри террикона. При горении температура внутри террикона достигает 1200°С. Свалка превращается в вулкан. Террикон начинает дымиться, а внутри него начинаются самые разнообразные химические реакции, которые практически невозможно регулировать.

Падающая сверху влага не только не гасит зажегшийся террикон, но добавляет жару. Скапливающаяся внутри концентрированная серная кислота, когда в нее попадает вода, нагревается, испаряется и этот жгучий пар, прорывается наружу. Происходит как бы извержение вулкана. Иногда терриконы взрываются, и это настоящая катастрофа.

А в сухое время года терриконы пылят. В пыли, которую ветер несет с террикона, содержатся такие вредные элементы, как никель, свинец, медь, цинк, марганец...

В общем, вредность и опасность терриконов приводят к необходимости их рекультивации. Это серьезная техническая проблема. Ее можно решать одним из четырех путей. Во-первых, засыпать породу с отвалов обратно в шахты. Это экологичный, но трудоемкий способ. Его цена будет выше стоимости добычи угля. Во-вторых, терриконы озеленяют. Поверхность террикона засаживают неприхотливыми породами деревьев, которые могут расти на камнях, например, акацией. Затем засаженные рукотворные горы превращают в парки или аттракционы. Третий способ - вывоз террикона на другое, свободное, место. Но этот способ не работает практически нигде. В промышленно развитых странах на счету каждый квадратный километр. Четвертый способ - продажа материалов, составляющих террикон в качестве ценного сырья. Или хотя бы в качестве балласта при постройке автомобильных дорог.

Есть и экстравагантные предложения. Например, один из донецких художников предложил продавать терриконы состоятельным людям. Пусть строят внутри них гробницы, вроде тех, которые строили себе древнеегипетские фараоны внутри пирамид.

«На территории ДНР насчитывается 521 террикон. Все они стоят на учете у городских властей. Из них горящих терриконов — 48, из этих 48-ми 43 не имеют хозяина, о 146-ти терриконах вообще нет данных», – сообщил DNR LIVE депутат Народного Совета ДНР Виктор Неер (фракция «Свободный Донбасс»).

Почему у нас есть терриконы, а на Западе нет?

Терриконы образовались после Первой мировой войны.

«После закрытия шахт терриконы бросали. А в Украине их передавали «Укрреструктуризации», у которой на обслуживание терриконов не хватало средств», — отметил В.Неер.

На Западе терриконов нет, потому что они ведут выемку с технологией полной закладки.

По словам В.Неера, в Республике нет возможности применить технологию полной закладки породы, так как для этого требуется специальное оборудование. Также Виктор Неер отметил, что на данный момент рассматривается вопрос относительно передачи терриконов в собственность РП «Донбассуглереструктуризация».

Чем опасны терриконы?

Вследствие горения терриконы загрязняют атмосферу: из-за большого давления некоторые вещества начинают тлеть с выделением вредных газов. Однако их концентрация достаточно мала, чтобы навредить случайному прохожему. При этом, длительное и регулярное нахождение вблизи террикона может привести к необратимым последствиям.

В. Неер подчеркнул, что терриконы наносят серьезный вред природе и здоровью людей.

«Чтобы посадить на терриконе деревья, предварительно нужно подготовить землю. — рассказал депутат. — В Кривом Роге дети болеют силикозом, потому что пыль, которая образуется от терриконов, попадает в легкие. Это требует серьезного решения, государственного подхода».

В почве под терриконами изменены кислотно-щелочной баланс и физико-механические свойства. Растворение урана приводит к повышению радиоактивности породы терриконов. Коническая форма отвалов, большая крутизна их склонов (до 45°) способствует смыванию токсичной породы и катастрофическим эрозионным процессам.

Терриконы загрязняют воздух продуктами горения, создают угрозу проседания почвы в районе шахтных выработок и под терриконами. Если концентрация пыли довольно большая, то это может вызвать хронический бронхит или обострить уже имеющиеся заболевания, например, бронхиальную астму.

Стоит отметить, что уровень опасности терриконов можно снизить с помощью озеленения.

В статье Романа Побережнюка в 90-м номере газеты «Московский комсомолец в Донбассе» сообщается, что территорией максимального загрязнения считается зона в радиусе 500 м вокруг террикона. Горящие терриконы выбрасывают в воздух вредные вещества, провоцирующие заболевания верхних дыхательных путей и аллергические реакции. Угарный газ, будучи тяжелее воздуха, стелется по земле – при высокой его концентрации человек может задохнуться.

Как утилизировать терриконы?

Экологи уже занимаются разработкой программ по снижению негативного влияния терриконов, в том числе вместе с учеными ДонНУ и ботанического сада они продолжают работу по их рекультивации и озеленению.

В настоящее время известны следующие способы утилизации терриконов: получение строительных материалов и углеудобрений, производство бокситов и алюминиевых сплавов, отделение магнитных железосодержащих соединений, выделение германия и редкоземельных элементов из терриконов. После измельчения породы или отходов вторичной добычи, их можно использовать, включая в состав асфальта, бетонных изделий в качестве наполнителя.

«Сейчас стоит вопрос о создании экологического фонда, чтобы туда поступали штрафы. Это позволит финансировать такие программы, высаживать там деревья. Чтобы террикон оброс деревьями, туда нужно предварительно завозить землю. Была идея засыпать овраги, но они горят и происходит разложение. В идеале – использовать их как закладочный материал, но у нас на это нет средств. Нужно совместно с экологами разработать программу и решить: может какие-то разровнять, сравнять с землей, засыпать овраги, сверху подготовить почву и будет земля. Радиоактивные элементы находятся на допустимом уровне. Как можно использовать некоторые стройматериалы? Извлекать редкоземельные металлы, но они в небольших количествах и промышленного интереса не представляют», — прокомментировал ситуацию с терриконами депутат В.Неер.

США, Польша, Германия давно используют технологии переработки терриконов: смешивают породу с песком, другими добавками и закладывают выработанное пространство. Породная масса отвалов шахт содержит до 46% угля, до 15% глиноземов (сырья для получения алюминия и силумина) и до 20% оксидов кремния и железа.

Относительно дешевый метод извлечения металлов – при помощи электростатического сепаратора. Порода измельчается до состояния порошка и сыплется между двумя электродами под высоким напряжением.

Как заработать на терриконах?

Сырье из отвалов и готовая продукция из этого сырья всегда востребованы. Изделия из силумина необходимы для нужд химической, газовой и нефтяной промышленности.

Германий используется в производстве бытовых пластмасс, в металлургии и электротехнической промышленности, в медицине, оптике, гелиоэнергетике. Стоимость германия превышает $1 тыс. за кг.

Скандий незаменим в авиационной и космической промышленности, автопроме, криогенной технике, галогеновых лампах и зубном протезировании. Стоимость скандия колеблется в пределах $42-45 тыс. за кг.

Сфера применения галлия – производство смазочных и клеящих материалов, конструирование полупроводниковых лазеров, термоэлементов для солнечных батарей. Стоимость галлия в настоящее время составляет около $1,3-1,5 тыс. за кг.

В 2001 году Российско-Британский консалтинговый центр предложил создать две электростанции на основе технологии сжигания породы терриконов с незначительным добавлением угля. Это позволило бы переработать 100 млн тонн пустой породы, которая нынче горит и отравляет атмосферу.

В 1975-1976 годах на шахте им. Горького работала установка по закладке породы. Компания «Герц» изобрела еще один способ переработки терриконов: использовать породу в качестве грунта и стройматериала. Один из самых удачных примеров – утилизация 30-метрового террикона на границе Донецка и Макеевки.

Существует еще один способ использования терриконов – разобрать их до основания, применив в промышленности все составляющие породного отвала. Предусматривается извлечение из терриконов алюминия, германия, скандия, галлия, иттрия и даже циркония. Разделение сырья на фракции электростатическим методом. Стоимость сырья, полученного из одного террикона среднего объема, составляет около $100 млн.

Пока что самый оправданный и надежный способ применения терриконов – постепенное использование их для дорожного строительства. В 2008 году чуть больше месяца понадобилось, чтобы сравнять с землей 900 тыс. тонн породы. Сейчас на месте бывшего террикона в Донецке стоит гипермаркет «Metro Cash & Carry». На шахте им. А.Ф. Засядько решили не «строить» очередной террикон, а засыпать породой большую балку, как бы выравнивая рельеф.

В конечном итоге, если утилизировать террикон, на его месте появляется облагороженная территория, пригодная для строительства или сельского хозяйства. Но, конечно же, вопрос о том, куда девать выработанную породу должен возникать и решаться еще на этапе проектирования шахт.

4.1. Основные теории самовозгорания терриконов

Самовозгорание - неотъемлемый этап преобразования углесодержащих горных пород при их попадании на земную поверхность и длительном хранении в окислительных условиях .

Рис. 4.1. Угольное самовоспламенение в терриконах (согласно Wessling , 2008 г.)
Тепло, выделяемое при окислении угля, приводит к его самонагреванию и возгоранию только при наличии благоприятных внешних условий .

Таблица 4.1

Температуры самовоспламенения угля

Объем, мл	Фракция А	Фракция Б
31	138	140
100	124	129
400	113	112
800	110	110

Самовоспламенение вызвано экзотермической реакцией между углем и кислородом и связанным выпуском тепловой энергии; если кислород достаточно поставляется, но энергия не удалена, то реакция становится самоускоряющийся, пока не происходит горение (Wessling и др., 2008 г.).

Одной из первых теорий, объяснявших явление самовозгорание угля, была пиритная (выдвинутая Ю. Либихом в 1860 г.).

В 1861 г. Гундман высказал предположение, что основной причиной явлений самоокисления и самовозгорания служит примешанный к углю пирит .

Некоторые исследователи (особенно в Англии и Америке) придерживаются этого взгляда и до сих пор. В частности, Парр нашел, что угли с высоким содержанием пиритной серы, действительно, обладают особенной склонностью к самовозгоранию. Грэм также приписывает решающую роль при процессе самовозгорания содержащимся в угле сернистым соединениям железа - пириту и марказиту. Вальтер, Биленберг и Гаусвальд думают найти подтверждение пиритной теории в легкой возгораемости полукокса из угля, содержавшего много сульфата железа.

Однако, многие ученые указывают, что далеко не все угли с высоким содержанием сернистого железа способны самовозгораться. В подмосквоном угольном бассейне встречаются, например, богхеды с большими включениями пирита, но не склонные к самовозгоранию на воздухе. На поверхности кусков такого богхеда через несколько месяцев появляется сульфат железа там, где был пирит, но сам уголь остается без видимых изменений .

Грэм выдвинул еще пиритно-фузитную теорию, согласно которой особенно опасным в отношении самовозгорания компонентом угля является фузит с содержащимся в нем мелко раздробленным пиритом. К этому мнению присоединяются А.М. Гладштейн и М. Берма. Путилин А. высказывает также компромиссный взгляд. Он признает значение пирита, но считает, что «роль пирита при самовозгорании угля, повидимому, заключается в распылении и начальном подогревании угля».

Ф. Муллерт пишет: «Резюмируя, можно сказать, что причина самовозгорания углей заключается в способности образовавшегося вне доступа воздуха органического угольного вещества поглощать из воздуха кислород , присутствие же пирита и марказита играет при этом второстепенную роль» .

Выясняя причины самовозгорания, необходимо в основном обратить внимание на вещества, составляющие органическую массу угля, которых нужно изучить по отношению к окислению :

а) петрографические компоненты угля;

б) химические соединения, составляющие уголь;

в) отдельные атомные группы, из которых состоят молекулы этих соединений.

В соответствии с таким подходом первичный тепловой импульс при возникновении эндогенных пожаров обусловлен окислением кислородом воздуха пирита, содержащегося в углях. Так, при увлажнении угля происходит взаимодействие пирита с водой и растворенным в ней кислородом. Окисление серы может повысить температуры 1 т угля содержащем ее 1% на 117 0 К.

Самовозгорание угля в терриконах является следствием химического цикла связанного с высокой концентрацией соединения серы, которая в соединении с влагой образует сернистое соединение, вступающие в окислительную реакцию с породами и включениями угля с выделением тепла .

Однако, как показали дальнейшие исследования, данный фактор также не является решающим.

Процессу самовозгорания углей способствует наличие в них серного колчедана. Серный колчедан, окисляясь, выделяет тепло и разрыхляет верхние слои кусков угля, открывая новые поверхности для окисления .

Тепловому самовозгоранию предшествует относительно длительный период самонагревания дисперсного твердого материала. Самовозгорание (самовоспламенение) - это возникновение горения при отсутствии источника зажигания .

Такой процесс осуществляется при резком возрастании скорости экзотермических реакций (например, окисления) в объеме материала, когда скорость выделения тепла больше скорости его рассеивания.

Окисление угля в очаге самовозгорания происходит по следующим реакциям, протекаю щим для антрацитовых углей при Т = 600-800 ° С :
2 С + О 2 = 2СО + 570,24 кДж/моль. (10)

2 СО + О 2 = 2СО 2 + 960,58 кДж/моль. (11)

Самовозгорание сначала происходит в зоне максимальных температур или в «горячей точке», в затем горение распространяется на соседние участки.

Обычно самовозгорание проявляется в форме тления, т.е. беспламенного горения материала при недостатке кислорода в зоне горения . При тлении в газовой фазе в зоне высоких температур не происходит образования горючей смеси из продуктов разложения материала и кислорода воздуха. Поэтому здесь и нет пламенного горения.

При достаточном количестве кислорода тление может перейти в пламенное горение (наблюдаемое обычно в поверхностных слоях материала, более интенсивно аэрируемых).

В данном случае газообразные и парообразные продукты термического разложения материала горят пламенем с излучением большого количества тепла. При этом поступающий кислород почти полностью расходуется на горение выделяющихся продуктов пиролиза над поверхностью твердого материала.

Конические и хребтовидные отвалы обычно загораются практически сразу, зачастую еще в момент отсыпки и продолжают гореть в течение 10-20 лет после ее завершения.

Самовозгорание пород терриконов угольных месторождений, представляет собой довольно сложный процесс, который обусловлен рядом генетических и внешних факторов.

Примером этого является террикон, горные породы в который попадали непосредственно с ленты транспортера и в дальнейшем не уплотнялись. Поэтому терриконы данного класса имеют высокую пористость, достигающую 30 %.

Именно этот фактор при прочих равных условиях (наличие значительных количеств горючего материала, способность к самовозгоранию и т.п.) обеспечивает активную газовую продувку практически всего объема террикона, что с неизбежностью приводит к масштабным и длительным процессам горения.

Под воздействием ветра очаги возгорания быстро увеличиваются и усиливаются.

В настоящее время достаточно детально исследован механизм самовозгорания породной массы. Часть исследователей [ 32 -34 ] считают, что единственной причиной самовозгорания угля является взаимодействие его с кислородом атмосферного воздуха. Однако в работе приводится высказывание одного из специалистов Либиха, касающееся того, что самовозгорание каменных углей обуславливается содержанием в них сернистого железа в тонкораспыленном виде, а присутствие воды и воздуха является ближайшим условием самовозгорания.

Исследования российских и зарубежных ученых показывают, что в настоящее время общепризнанной теории объясняющей процессы самовозгорания угля пока не существует, но все большее число исследователей отдают предпочтение теории комплекса «уголь - кислород», где увязываются процессы генерации, отвода тепла и самовозгорания.

Трудности в развитии этой теории состоят в недостатке данных о факторах опасности самовозгорания, которые не позволяют, в частности, решить уравнение теплового баланса. Об этом же свидетельствует анализ причин возникновения эндогенных пожаров, обусловленных несовершенством методов прогноза и превентивных мер эндогенной пожароопасности .

В соответствии с тепловой теорией самовозгорания угля, критическая температура не является константой и зависит как от вещественного состава угля, так и от условий формирования очага возгорания (определяемые его формой и параметрами, а также – притоком воздуха и характеристикой теплообмена с окружающей средой). Так, критическая температура самонагревания колеблется от 403 0 К для бурых углей до 453 0 К для каменных углей, а для антрацитов она превышает 573 0 К.

После достижения в очаге температуры самовозгорания (на 130-150 0 К превышающей температуру самонагревания) наступает стадия горения. Интенсивность тепловыделения при этом определяется химической активностью угля, а вот накопление температуры и разогрев угля – от характера темплообмена.

В настоящее время были выделены следующие типы горения :

Открытое горение;

Горение хорошо аэрируемых близ поверхностных частей отвальной массы;

Глубинное горение (тление);

Горение газов внутри отвалов;

Горение асфальтобетонных кор на поверхности вершинной части отвала.

В настоящее время существует несколько теорий самовозгорания угля и углесодержащих пород.

Была предпринята попытка объяснить аномально высокую склонность антрацитов к самовозгоранию с позиции комбинированного сульфидно-флюидогенного механизма окисления органического вещества.

Для реализации этого механизма необходимо выполнение следующих условий :

1. 
   Преобладающее содержание в угле шаровидных форм дисульфидов железа радиально-лучистого строения, окисление которых сопровождается максимальным экзотермическим эффектом по сравнению с сульфидами других морфологических типов (Кизильштейн и др., 1978);
2. 
   Присутствие в породном отвале угля и углевмещающих пород из локальных зон флюидогенно-тектонической нарушенности с эффектами декриптации в интервале температур 160-240 °С, обусловленными взрывообразным выделением углеводородсодержащей флюидной фазы (Труфанов и др., 1996 г.);
3. 
   Наличие на декриптограммах эффектов высокотемпературной эмиссии флюидогенной фазы, высвобождающейся из терригенных минеральных компонентов вблизи зоны пиропластического состояния, соответствующей по своим параметрам температуре воспламенения антрацита (800-850 °С).

При последовательной реализации отмеченных особенностей, процесс окисления угля будет носить лавинообразный характер и приведет, в конечном итоге, к полному выгоранию органического вещества в отвале с образованием высокотемпературных «горельников» - экзоглиежей.

Существование очага пожара обеспечивает концентрическую зональность температурного поля с перепадом температур от максимальных (более 1300 °С) в ядре очага горения до 100-200 °С во внешних зонах.

Существуют еще теории самовозгорания - фенольная и уголь - кислородных комплексов .

Все эти теории сводят процесс горения к реакции взаимодействия углерода с кислородом, которая при полном сгорании до углекислоты протекает с экзотермическим эффектом 405,46 Дж/моль.

Даже, несмотря на различные объяснения причин появления теплового импульса, эти теории объединяет акцентирование на преимущественно химических аспектах реагирования кислорода с углем и имеющимся в нем примесях (пирите и т.д.).

Из составных частей ископаемых углей легче окисляются гуминовые вещества, от гуминовых кислот до остаточных углей гумусового происхождения, построенных, вероятно, сходно с гуминовыми кислотами.

Легко окисляются также некоторые битумы, но как раз те, которые по своим свойствам похожи на гуминовые вещества, например, извлекаются основным реагентом пиридином и не растворяются в нейтральном хлороформе, т.е. обладают кислым характером.

Гуминовые кислоты имеют в своих молекулах довольно много фенольных гидроксилов, которые, по-видимому, сохраняются в основном и при превращении в более сложные продукты. Фенольных групп, во всяком случае, заметно больше, чем непредельных.

Из всех достаточно изученных органических соединений легче всего окисляются как перманганатом калия, так, насколько можно пока видеть, и свободным кислородом, фенолы.

Некоторое влияние на понижение температуры саморазогрева оказывает степень измельченности угля. Чем сильнее уголь измельчен, тем большую поверхность окисления он имеет.

На процесс самовозгорания оказывает влияние и величина влажности угля. В этом случае влага выполняет роль катализатора, ускоряя химические процессы, а также приводит к растрескиванию угля и образованию микротрещин. Увеличивается активная поверхность угля и растет поглощение им кислорода. Влага смывает с поверхности угля образуемые окисленные пленки.

Кроме этого скорость самовозгорания угля в насыпных массивах зависит от температуры окружающей среды: с повышением температуры процессы окисления становятся более интенсивными, а теплоотдача в окружающую среду уменьшается.

Роль органических микрокомпонентов в процессе самовозгорания углей вызывает до настоящего времени наиболее противоречивые суждения у исследователей: от абсолютного игнорирования до выдвижения этого фактора в качестве одного из важнейших .

Печук И.М. и Маевская В.М. при исследовании связи склонности углей Донецкого бассейна к самовозгоранию с их петрографическим составом установили, что петрографические микрокомпоненты неодинаково поглощают кислород .

Как видно из графиков (рис. 4.2) фюзинит при температуре до 100 °С больше поглощает кислорода и выделяет CO и CO 2 , чем витринит, а с повышением температуры свыше 100 °С способность фюзинита поглощать кислород становится меньше, чем у витринита.

Рис.4.2. Зависимость скорости сорбции кислорода от содержания витринита в углях Донецкого бассейна :

а - пласт Кураховский; б – пласт Александровский; 1 - витринит; 2 – фюзинит
Эти ученые выдвинули предположение, что фюзинит увеличивает проницаемость угля и, соответственно, скорость окисления только тогда, когда он образует скопления.

Если же он погружен в витренизированное вещество, то его присутствие не ускоряет сорбцию кислорода даже у матовых углей.

Было установлено, что вокруг скоплений фюзинита происходит интенсивное окисление витринита: он становится трещиноватым и стенки трещин приобретают окисленный «бордюр» пониженного рельефа и пониженные отражательные способности. Поэтому содержание в угле фюзинита не может служить показателем его химической активности и склонности к самовозгоранию .

Штах Э., Маковски М.Т. и др. придерживаются иного мнения: «витринит независимо от степени метаморфизма всегда наиболее восприимчив к самопроизвольному возгоранию» .

Подтверждением этой мысли явились исследования петрографического состава углей различной стадии метаморфизма Еремина И.В. и др. , которые показали, что с увеличением содержания микрокомпонентов группы фюзинита и уменьшением содержания витринита склонность угля к самовозгоранию повышается.

Микрокомпоненты группы фюзинита дают импульс развитию процесса самовозгорания угля. С другой стороны, микрокомпоненты групп фюзинита и лейптинита более устойчивы к окислению, чем витринит.

В дальнейшем было установлено, что химическая активность угля увеличивают только крупные включения фюзинита . Мелкие же его включения (микринит), погруженные в основную витренизированную массу угля, незначительно влияют на скорость сорбции кислорода.

Причем, при изучении аншлифов угля под микроскопом было обнаружено, что в месте включений фюзинита в витринит происходит его интенсивное окисление и в нем, по мере окисления угля, образуется сеть микротрещин.

Таким образом, было доказано, что фюзинит увеличивает химическую активность угля вследствие того, что делает его более пористым и тем самым создает пути для проникновения кислорода внутрь угольного массива. На этом основании Крикунов Г.Н. предложил петрографический метод для оценки химической активности углей, состоящей в подсчете в аншлифе суммарного количества фюзинизированных компонентов для углей Карагандинского бассейна .

Исследования самовозгорания углей в Подмосковном бассейне подтвердили тезис о главной роли фюзинита как инициатора самовозгорания. Особенностью подмосковных углей является довольно низкое содержание в них микрокомпонентов группы гуминита и сравнительно высокое – группы фюзинита.

В частности, угли, содержащие 80-90 % гуминита, менее всего распространены. Они слагают тонкие прослои от 0,05 до 0,15 м и составляют от 1 до 5 % от общего количества различных типов углей, слагающих данный пласт. Широкое распространение в этом бассейне имеют угли с содержанием гуминита от 45 до 60%. Их разновидности встречаются на всех месторождениях и достигают 25-30% общей мощности пласта. Они залегают во всех горизонтах в виде слоев мощностью 0,1-0,3 м. Содержание фюзинита в этих углях колеблется от 12 до 21% .

Основная геоэкологическая опасность терриконов обусловлена процессами горения углесодержащей породной массы.

Огонь охватил даже, как казалось, давно перегоревшие породные отвалы. Если раньше, по словам очевидцев, из глубин терриконов просто валил дым, то нынче полыхают костры. И это в условиях Арктики - вечной мерзлоты...
А тем временем в Донбассе горят сотни терриконов! Над многими, особенно в сырую погоду, стоит бело-желтая мутная завеса. Почему каждый год горят терриконы? Кто и как их тушит? Что должно случиться, чтобы отвалы из источника опасности превратили в источник ценного сырья?
ПОД ТЕРРИКОНАМИ ТЯЖЕЛО ДЫШАТЬ

В шахтерском крае из 582 терриконов горят аж 132! – сообщил корреспонденту “МК в Донбассе” завотделением коммунальной гигиены облСЭС Роман Родына.

Рекордсменами по их количеству считаются Донецк, Макеевка, Шахтерск, Торез. И практически везде вокруг шахт расположены поселки. Как известно, люди живут под терриконами.

Дым, гарь и запах серы ветер несет на жилища, страдаем от приступов удушья, мигрени, - сокрушаются донетчане.

Таких жалоб, как нам стало известно в экоинспекциях и районных СЭС целые купы.
По словам санитарных врачей, санитарно-защитные зоны редко где выдержаны. Чтоб вы знали, территорией максимального загрязнения считается зона в радиусе 500 м вокруг террикона.

Горящие терриконы выбрасывают в воздух сернистый ангидрид и пыль, провоцирующие заболевания верхних дыхательных путей и аллергические реакции. Вредят здоровью и диоксид азота с сероводородом, – объяснила “МК в Донбассе” начальник отдела контроля атмосферного воздуха Госуправления по охране окружающей природной среды в Донецкой области Ольга Суворова. – Угарный газ, будучи тяжелее воздуха, стелется по земле – при высокой его концентрации человек может задохнуться...

Казалось бы, хуже уже некуда. Ан нет: большинство терриконов обладают радиоактивным фоном!

Согласно совместным исследованиям с МакНИИ, порода содержит в малых концентрациях радиоактивные вещества - германий, радон... – заявил нам профессор Петр Пашковский, первый замдиректора по научной работе НИИ горноспасательного дела и пожарной безопасности “Респиратор”. - Какова величина гамма-излучения?! Если народ живет под терриконами, значит там не Чернобыль.

УСПЕЮТ ЛИ ПОТУШИТЬ

Одна шахта обычно выдает на-гора от двух до пяти терриконов. Пока предприятие работает, оно отвечает за отвалы, которые эксплуатирует. Терриконы закрывающихся шахт находятся на содержании государства. Но хватает и бесхозных.

Проверку состояния и эксплуатации терриконов шахт и обогатительных фабрик Донецкой области недавно провела Госинспекция по надзору над охраной недр теруправления Госпромгорнадзора. На всех без исключения проверенных предприятиях (а таковых было 110) обнаружены нарушения - чаще всего не выполняются мероприятия по защите от огня и тушению отвалов. В результате всем руководителям шахт выданы предписания, в 30 случаях работы на терриконах приостановлены, а лица, ответственные за их ведение, оштрафованы.
Как считают ученые и экологи причин плачевной ситуации несколько.
Во-первых, каждый террикон нужно насыпать по специально разработанному проекту НИИ “Респиратор” - главной организации, где обязаны пройти оценку все проекты по формированию терриконов в Донбассе.
- Но всего около 20 % проектов прошли экспертизу, – говорит профессор Петр Пашковский. К тому же проекты редко предоставляют на экспертизу по экобезопасности.

Во-вторых, каждый слой породы нужно отделять метровыми барьерами противопожарного материала (оптимально – глиной), от качества которого будет зависеть судьба террикона. Но для этого, по данным Госуправления, зачастую вместо глины используют перегоревшую породу.

Если полностью перегорела, нет проблем, - комментирует Ольга Суворова. - Но кто с уверенностью это подтвердит? Анализы редко делают, а любую покрасневшую породу ошибочно считают перегоревшей.

В-третьих, каждую весну и осень шахты обязаны проводить температурную съемку - проверять терриконы на наличие очагов горения. Однако, по словам профессора, “иногда годами никто ничего не делает”. При этом экологи утверждают - “если упустить время, терриконы уже не потушить”.

Усугубляет ситуацию то, что породу могут складировать, плохо отделяя от угля. Кстати, конический террикон обязательно загорится, если достиг высоты 35 метров. Что интересно, раньше их насыпали в высоту аж до 80 м. Сейчас, правда, такие отвалы уже не городят.

НАРОД ЗАПЛАТИТ ЗА ВСЕ

Ситуацию с горящими терриконами в администрациях предприятий обычно объясняют недостаточным финансированием (к сведению: составление проекта тушения одного террикона стоит 50-100 тысяч гривень, а его реализация – от миллиона).

Большинство шахт убыточны, а деньги на отвалы выделяют по остаточному принципу, – комментирует замначальника Госинспекции по надзору над охраной недр управления Госпромгорнадзора в Донецкой области Валерий Недбайлов. - А у ликвидируемых предприятий и вовсе нет доходов – все они на гособеспечении.

Пытаясь как-то помочь нерентабельным шахтам, немалые суммы за загрязнение воздуха фактически переложили с плеч предприятий на плечи потребителей. Дело в том, что в советские времена Госуправление лимитировало выбросы загрязняющих веществ – например, разрешали выбросить в атмосферу диоксида азота 100 тонн в год. Если горящий террикон выбрасывал - 101, то за эту лишнюю тонну шахта платила в 5-кратном размере из прибыли. Но лимиты отменили, а значит и эти самые пятикратные платежи. Сейчас предприятия лишь из себестоимости отчисляют средства в экофонды.

Поэтому сколько бы не выбросили они вредных веществ, платят не шахты, а украинцы, - комментирует Ольга Суворова. – Потребители покупают уголь у предприятий, которые эти расходы включили в себестоимость своей продукции.

На дефицит средств накладывается еще одна проблема – тушить некому! В перестроечном хаосе при угольных объединениях развалили большинство спецподразделений.

ЗАЧЕМ ТЕРРИКОНАМ ЗЕЛЕНЬ?!

Чтобы потушить террикон, следует бульдозером сдвинуть очаги горения и залить их водой.

Работа эта неблагодарная: были даже случаи, когда в выгоревшую пустошь проваливался бульдозер, и погибал человек, – говорит профессор Пашковский.- Просто гасить водой не стоит - из-за этого терриконы уже взрывались...

После того, как отвал потушат, на нем нужно сделать террасы и завести туда почву. Но, как выяснила инспекция, озеленение терриконов прекратили буквально на всех предприятиях.

В этом году к нам ни разу не обращались с просьбой высадить на терриконе те же акации, - подтвердила “МК в Донбассе” старший научный сотрудник отдела промышленной ботаники Донецкого ботсада Ольга Торохова.

Кстати, если не выдавать породу на поверхность, оставляя ее под землей, проблема сама собой отпадет. Да и почва меньше будет просаживаться под строениями. Такая технология уже разработана. Правда говорят, если ноу-хау внедрить, уголь может стать черным золотом...
Валерий Недбайлов сказал так: “Если бы в Украине было столько площадей, сколько в Японии – вопрос был бы решен!”

ДЕНЕГ НЕ ХВАТАЕТ

«Вкладывайте деньги в терриконы - иначе они будут гореть», - говорят эксперты. Но угольную отрасль считают убыточной - прибыльных шахт не так уж много. Замкнутый круг какой-то!
- Если нам продолжат продавать оборудование по завышенным ценам, а платить за отгруженный уголь в конце месяца, при этом брать немалые налоги, то, даже для выплат зарплат предприятия вынуждены будут брать кредиты. Денег не всегда хватает даже на охрану труда шахтеров, - рассказал нам председатель Независимого профсоюза горняков Донбасса Николай Волынко.

Так что же делать? Следует просчитать все варианты: то ли передать шахты в частные руки, то ли как-то по-другому в них “вдохнуть жизнь”. Чтобы как-то повлиять на ситуацию, экологи штрафуют руководителей предприятий. Но что могут директор или главный инженер, если работы по защите от огня и тушению терриконов слабо финансирует государство или, если шахта действительно убыточна?

На фото Макеевской региональной экоинспекции горящий очаг одного из отвалов в Макеевке. На днях постановлением главного эколога области приостановлена эксплуатация всего террикона

Справка “МК - Донбасс”:

По данным облСЭС, каждый год “ожившие” отвалы выбрасывают в атмосферу 38 тыс. тонн окиси углерода, более 14 тыс. тонн пыли, свыше 5 тыс. тонн оксида азота. Под терриконы заняты, как минимум, 5 тыс. га плодородных земель.

Рукотворные холмы, степные пирамиды - называют их по-разному. Для кого-то они - настоящая диковинка, а для других - серая обыденность. Что такое терриконы? В географии это понятие имеет вполне прозаичное определение: искусственная форма рельефа, созданная из пустой породы. Что еще можно рассказать об этих образованиях? Чем они интересны и чем опасны?

Особенности угольной промышленности

Чтобы ответить на вопрос, что такое терриконы и как они возникли, нужно вначале вкратце ознакомиться с особенностями и спецификой угольной промышленности. Ведь террикон - это не что иное, как «продукт» данной отрасли производства.

Итак, угольная промышленность - это отрасль производства, включающая в себя добычу и первичную переработку угля (каменного или бурого). Его извлекают из недр земли двумя способами:

• открытым (если пласты полезного ископаемого залегают не слишком глубоко);
• подземным (если глубина залегания угля превышает 100 метров).

Добыча открытым способом осуществляется в карьерах и так называемых разрезах, а подземным, соответственно, в шахтах. Глубина последних нередко превышает одну тысячу метров!

Разумеется, уголь из шахт извлекается не в чистом виде, а с многочисленными примесями - пустой породой. И эти «отходы» нужно куда-то девать. Их насыпают в огромные пирамиды - это и есть терриконы.

Более подробно о том, что такое терриконы, мы поговорим далее. Ведь во многих угольных районах они становятся неотъемлемой частью местного ландшафта.

Что такое терриконы в географии: определение и особенности

"Терриконы - холмы великих усилий - из сплетения воль, серде-ц, сухожили- й", - вот так поэтично описывает эти довольно прозаичные формы рельефа донецкий поэт Игорь Ус-Лимаренко. Действительно, для жителей угольных районов эти объекты - нечто большее, чем просто насыпи из ненужных отходов.

Так что такое терриконы? С точки зрения геологии и геоморфологии, это положительные формы рельефа в виде искусственных насыпей из пустых пород, извлеченных из земли при разработке месторождений угля и некоторых других полезных ископаемых. Сам термин «террикон» имеет французские корни и происходит от двух слов: terril - «отвал» и conique - «конический». Кстати, именно так они и выглядят внешне.

От классических железорудных отвалов терриконы отличаются именно конусовидной формой. Они, как и вулканы, делятся на потухшие и живые. Последние горят, тлеют и даже могут взрываться в результате накопления газов внутри себя. Чтобы предотвратить это, современные терриконы делают слоистыми: шары пустой породы разбавляют слоями глинистого раствора. Кстати, живые и потухшие терриконы можно отличить по цвету: свежие - серые, а старые - желто-бурые.

Что такое терриконы, мы в общих чертах разобрались. Теперь давайте изучим их географическое распространение.

Крупнейший террикон Европы

Угольная промышленность развита во многих государствах планеты. Мировые лидеры по добыче и производству угля - это Китай, США, Индия, Индонезия, Россия, Украина, Польша и Казахстан. Очевидно, в этих странах и следует искать терриконы.

Самый крупный в Европе террикон расположен в Польше, в приграничном шахтерском городке Ридултовы. Он имеет довольно красивое название - Шарлотта (Szarlota), которым его нарекли в 2007 году. Большие желтые буквы красуются на одном из склонов рукотворной горы.

Относительная высота ее составляет 135 метров, а абсолютная (если считать от уровня океана) - 407 метров. Шарлотта занимает солидную площадь в 38 гектаров. Этот террикон настолько огромен, что его даже можно увидеть с территории соседней страны - Чехии.

Известные терриконы Донбасса

На Донбассе насчитывается не менее 700 терриконов! В одном лишь Донецке их около 150. Эти формы рельефа давно и прочно вплетены в восточноукраинский ландшафт. Некоторые из них совсем крохотные, другие же - огромные исполины. Одни терриконы абсолютно голые, а другие густо засажены деревьями и кустарниками.

Самый большой террикон Донбасса расположен в Донецке, на территории шахты им. Челюскинцев. Он всего на десять метров ниже польской Шарлотты. А вот самый эффектный находится в том же городе, на берегу реки Кальмиус. Он получил вполне заслуженное звание террикона с самой красивой панорамой. С его 37-метровой вершины открывается великолепный вид на Донецк.

А в соседней Макеевке расположен необычный «рогатый» террикон! Его вершину венчают два скалистых выступа, которые очень сильно напоминают рога крупного быка. Согласно легенде, именно в этом месте из под-земли пытался выбраться черт. Но попытка оказалась неудачной. Черт увидел солнце и тут же окаменел. Так и остались торчать из толщи горы его страшные рога.

Что делать с терриконами?

Что такое терриконы? Прежде всего это достаточно вредные для окружающей среды объекты. Они сильно загрязняют воздух, грунты и подземные воды. Кроме того, эти образования ведут себя иногда довольно агрессивно. Например, на том же Донбассе каждая четвертая рукотворная гора считается горящей и потенциально опасной.

Что же делать с ними? Существует несколько возможных вариантов:

• засыпать обратно в отработанные шахты (такая практика широко применяется в западных странах);
• рекультивировать (озеленить и облагородить);
• разровнять и застроить (промышленными или складскими зданиями);
• разобрать на дороги (в некоторых странах пустую породу угольных шахт используют для прокладки автомобильных трасс).