Террикон

Террикон — это искусственная насыпь из пустых пород, извлечённых при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно угля и руд чёрных металлов. Терриконы представляют собой отвалы, образующиеся в процессе горного производства, и являются одним из наиболее масштабных техногенных образований, оказывающих значительное воздействие на ландшафт и экологию прилегающих территорий.

Этимология и терминология

Термин «террикон» происходит от французского terri (отвал) и conique (конический), что буквально означает «конический отвал». В русскоязычной горной литературе и обиходе слово закрепилось для обозначения характерных конусообразных насыпей, хотя в технической документации чаще используются термины «породный отвал», «шлаковый отвал» или «отвал вскрышных пород». В отличие от плоских отвалов, терриконы имеют выраженную коническую или усечённо-коническую форму, что обусловлено способом их формирования — сбросом породы с верхней точки.

История формирования

Массовое появление терриконов связано с промышленной революцией XIX века и резким ростом добычи каменного угля. В Донбассе, Кузбассе и других угольных бассейнах Российской империи и СССР отвалы пустой породы стали неотъемлемой частью индустриального пейзажа. Наибольшего масштаба процесс достиг в XX веке, когда в результате интенсивной разработки шахт и рудников объёмы извлекаемой пустой породы начали исчисляться миллионами кубических метров.

В СССР и постсоветской России терриконы формировались преимущественно в Донецком угольном бассейне (Донбасс), Кемеровской области (Кузбасс), Воркуте, а также на Урале и в Сибири. По оценкам, только в Донбассе насчитывается несколько тысяч терриконов, многие из которых являются «горящими» — самовозгорающимися из-за содержания остатков угля и пирита.

Классификация терриконов

Терриконы классифицируются по нескольким признакам.

По форме и способу отсыпки

Конические (шатровые) — наиболее распространённый тип, формируемый при сбросе породы с верхней точки. Имеют крутые склоны (до 30–40 градусов) и высоту до 50–100 метров.
Плоские (хребтовые) — образуются при отсыпке породы в выработанные пространства или на равнинные участки. Имеют меньшую высоту и большую площадь основания.
Усечённо-конические — вершина срезана, что снижает риск оползней и обрушений.

По состоянию

Негорящие (холодные) — порода не содержит горючих компонентов или они изолированы от кислорода.
Горящие (дымящиеся) — в результате окисления пирита и остатков угля температура внутри отвала может достигать 800–1000 °C. Такие терриконы выделяют сернистый газ, угарный газ и другие токсичные вещества. Гореть они могут десятилетиями.

По составу породы

Угольные — содержат примеси угля, глинистых сланцев, песчаника.
Рудные — отходы обогащения руд цветных и чёрных металлов.
Смешанные — включают породы различного литологического состава.

Устройство и характеристики

Террикон представляет собой конусообразное тело, сложенное обломочным материалом размером от пылеватых частиц до глыб до 1 метра и более. Внутренняя структура неоднородна: крупные фракции скапливаются у основания, мелкие — на вершине и склонах. Плотность породы варьируется, а пустотность может достигать 30–40%, что способствует проникновению воздуха внутрь отвала и поддержанию процессов горения.

Высота терриконов обычно составляет от 20 до 80 метров, хотя в Донбассе встречаются отвалы высотой более 100 метров (например, террикон шахты «Челюскинцев» в Донецке). Площадь основания может достигать нескольких гектаров. Угол откоса зависит от крупности породы и способа отсыпки: для конических отвалов он составляет 30–35 градусов, для плоских — 15–20 градусов.

Экологические последствия

Терриконы являются одним из наиболее серьёзных источников техногенного загрязнения окружающей среды в угледобывающих регионах.

Загрязнение атмосферы

Горящие терриконы выделяют в атмосферу оксиды серы, азота, углерода, а также сероводород и бенз(а)пирен. По данным экологов, один средний горящий отвал может выбрасывать до нескольких тонн загрязняющих веществ в год. Ветровой перенос пыли с поверхности негорящих терриконов приводит к запылению почв и водных объектов на расстоянии до нескольких километров.

Загрязнение вод и почв

Фильтрация атмосферных осадков через тело террикона приводит к образованию кислых шахтных вод, обогащённых тяжёлыми металлами (железо, марганец, цинк, свинец, кадмий). Эти воды попадают в грунтовые воды и поверхностные водоёмы, вызывая их закисление и токсичное загрязнение. Почвы вблизи терриконов часто засолены и содержат повышенные концентрации токсичных элементов.

Изменение ландшафта

Терриконы занимают значительные площади, нарушая естественный рельеф и гидрологический режим. Они являются источником оползней и обвалов, особенно в периоды дождей и снеготаяния. В ряде случаев зафиксированы разрушения терриконов с гибелью людей и повреждением инфраструктуры.

Рекультивация и использование

В России и других странах разработаны методы рекультивации терриконов, направленные на снижение их экологической опасности.

Техническая рекультивация

Планировка и террасирование — придание отвалу более пологих склонов для предотвращения эрозии и оползней.
Изоляция — покрытие поверхности глинистым экраном или геомембраной для предотвращения доступа кислорода и фильтрации осадков.
Тушение — закачка в тело горящего террикона инертных газов, воды или специальных реагентов.

Биологическая рекультивация

Озеленение — высадка травянистых растений, кустарников и деревьев, устойчивых к засолению и токсичности пород (например, акация, клён, тополь, некоторые злаки).
Фиторемедиация — использование растений для извлечения тяжёлых металлов из породы.

Промышленное использование

Извлечение угля — из отвалов извлекают остаточный уголь, который может быть использован как топливо или сырьё для коксования.
Производство стройматериалов — порода терриконов применяется для производства щебня, кирпича, цемента, а также в дорожном строительстве.
Энергетика — в некоторых странах разрабатываются технологии сжигания породы в специальных печах для получения тепла.