Введение

Введение

Техногенные месторождения являются результатом интенсивного развития геологоразведочной, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, и представляют собой довольно значительные скопления горных пород и минералов на дневной поверхности или в горных выработках, пригодные по количеству и своему качеству для дальнейшего промышленного использования.

Терриконы, образуемые при освоении угольных месторождений, обычно входят в группу техногенных минеральных объектов (обладая низкой удельной концентрацией полезного ископаемого – угля). Эти объекты широко распространены во всех угледобывающих регионах мира: Англии, Германии, Индии, Испании, Польши, России, США, Казахстане, Кыргызстане, Чехии, Украине и т. д.

Ежегодно в терриконы поступает около 50-60 млн. м3 горных пород, угля и различных сопутствующих минералов. В частности, горелые отвалы угольных шахт, карьеров и обогатительных производств сконцентрированы в пределах Челябинского буроугольного бассейна [Максимова]. Формирование этой техногенной зоны происходило непрерывно на протяжении 90 лет. В настоящее время здесь расположено около 40 частично срытых терриконов, занимающих общую площадь 1294740 м2. Суммарный объем складированных в них пород составляет 20156000 м3. Большая часть отвалов интенсивно горела в период с 1950 по 1985 гг. Остаточные термические явления наблюдаются и поныне. К 2000 году 16 отвалов целиком или частично уничтожены. Объем перемещенной горелой породы только в окрестности г. Копейска оценивается в 6000000 м3.

Складирование и хранение таких значительных объемов горной массы на дневной поверхности является весьма негативным вторжением в эволюционную сложившуюся естественную среду (биосферу). Но негативное влияние на окружающую среду образующихся с течением времени пирогенных отвальных комплексов (горелых терриконов и зольных отвалов) – является еще более большей экологической проблемой.

Первые геолого-минералогические работы (начиная 1930 г.) по горелым терриконам, расположенным на территории бывшего Советского Союза были выполнены в Львовско-Волынском и Донецком угольных бассейнах, затем аналогичные работы стали осуществляться и на территории других угольных бассейнов и регионов.

Процессы самовозгорания углистого вещества и термопреобразование углесодержащих горных пород которые происходят в терриконах, имеют  немало общего с их естественными аналогами – природными вулканами (Сребродольский, 1989; Лотова, 1990; Чесноков, Щербакова, 1991; Lapham et al., 1980; Sokol et al., 1998).

Большинство исследований этих объектов были посвящены минералогии сублимационных ("фумарольных") фаз, а также продуктов их взаимодействия с силикатным материалом терриконов (Сребродольский, 1989; Щербакова, 1989; Lapham etal., 1980; Witzke, 1996, 1997).

Однако, к настоящему времени получен все еще сравнительно небольшой объем информации (как по минералогии и петрографии таких комплексов, так и по физико-химическим условиям их возможного преобразования).

Процессы перераспределения вещества, протекающие в горящих терриконах, приводят, с одной стороны, к накапливанию определенных химических элементов или полезных компонентов (образование техногенных месторождений), с другой – к их рассеиванию, т. е. загрязнению окружающей среды. Кроме этого, изменяются основные физико-механические свойства хранимых горных пород.

Объектом исследования авторов являлись угольные терриконы (отвалы) Кызылкийского буроугольного месторождения (Кыргызстан).

Цель исследований - обоснование геолого-минералогических условий псевдовулканических проявлений на горящих угольных терриконах Кыргызстана приводящее к определенному изменению пористости и крепости хранимых горных пород.

Методика исследований, фактический материал. Фактическую основу работы составляет материал, собранный авторами в процессе натурного изучения угольных терриконов Кызылкийского месторождения (Кыргызстан).

Комплекс работ включал в себя отбор проб с террикона (свыше 100 проб), необходимого для определения внутреннего строения террикона, проведении полевых и лабораторных измерений, подготовке проб для физико-механического, химического и минералогического) анализа, а также интерпретации полученных данных.