Отвал (также называемый костяной кучей , [1] отвалом , кучей мусора , отвалом [2] или бингом ) [ 3] — это куча, построенная из накопленного грунта — отходов, удаленных во время добычи полезных ископаемых . [4] Отвалы не образуются из шлака , но в некоторых регионах, например, в Англии и Уэльсе , они называются [ кем? ] как отвалы шлака . В Шотландии используется слово Bing . В североамериканском английском языке этот термин означает «свалка шахты» [5] или свалка шахтных отходов . [6]
Термин «порча» также используется для обозначения материала, удаленного при рытье фундамента, туннеля или других крупных раскопок. Таким материалом может быть обычная почва и камни (после отделения угля от отходов ) или он может быть сильно загрязнен химическими отходами, что определяет способ его утилизации. Чистый грунт может быть использован для рекультивации земель .
Отвалы отличаются от хвостов переработки , которые представляют собой переработанный материал, остающийся после извлечения ценных компонентов из руды.
Фраза происходит от французского слова espoilelier , глагола, передающего значение: захватить насилием, грабить, брать силой. [7]
Кончики грунта могут иметь коническую форму и могут выглядеть как заметные детали ландшафта , либо они могут быть гораздо более плоскими и эродированными, особенно если растительность прижилась. В Лоос-ан-Гоэль , в бывшем шахтерском районе Па-де-Кале , Франция , находится серия из пяти очень совершенных конусов, два из которых возвышаются на 100 метров (330 футов) над равниной.
Чаще всего этот термин используется для обозначения куч земляных отходов, удаленных в процессе раскопок.
Отвалы также могут относиться к кучам мусора, образовавшимся в результате удаления излишков поверхностного материала. Например, рядом со скотными дворами образуются отвалы из навоза и других навозных жиж, периодически удаляемых с поверхности территорий животноводческих помещений.
Отвалы иногда достигали миллионов тонн, и, будучи заброшенными, они и сегодня остаются огромными кучами. Они улавливают солнечное тепло, затрудняя (хотя и не делая невозможным) укоренение растительности ; это способствует эрозии и создает опасные, неустойчивые склоны. Существующие методы озеленения отвалов включают использование геотекстиля для борьбы с эрозией, когда участок заново засыпается и на склоне высевается простая растительность, такая как трава .
Сваи также создают дренаж кислотных пород , который загрязняет ручьи и реки. Экологические проблемы включают поверхностный сток ила и выщелачивание вредных химических соединений из отвалов, подверженных выветриванию . Это вызывает загрязнение грунтовых вод и другие проблемы. [8] [9]
В Соединенных Штатах действующие государственные и федеральные правила добычи угля требуют, чтобы земляные материалы из раскопок удалялись таким образом, чтобы их можно было заменить после прекращения горных работ в процессе, называемом рекультивацией шахт , под надзором горнодобывающих корпораций. Это требует достаточных резервов денежных облигаций, чтобы гарантировать завершение процесса рекультивации, когда добыча полезных ископаемых станет убыточной или прекратится. (См., например, Закон о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 года .)
В некоторых отвалах отходы таких отраслей, как добыча угля или сланца, могут содержать относительно высокую долю углеводородов или угольной пыли. В результате может произойти самопроизвольное подземное возгорание , за которым могут последовать поверхностные пожары. В некоторых угледобывающих районах такие пожары считались обычным явлением и попыток их тушения не предпринималось. [10]
Такие пожары могут возникнуть в результате медленного сгорания остаточных углеводородов. Их исчезновение может потребовать полной изоляции, что может оказаться невозможным по техническим и финансовым причинам. Опрыскивание, как правило, неэффективно, а закачивание воды под давлением контрпродуктивно, поскольку она содержит кислород, что приводит к риску взрыва.
Предполагаемое слабое воздействие этих пожаров на окружающую среду и здоровье населения обычно приводит к ожиданию их естественного исчезновения, которое может занять несколько десятилетий.
Проблема оползней отвалов впервые привлекла внимание общественности в англоязычном мире в октябре 1966 года, когда обрушился отвал в Аберфане в Уэльсе , в результате чего погибли 144 человека, 116 из них дети. Наконечник был надстроен над пружиной, что увеличивало его нестабильность, а его высота превышала нормативы. Вода от сильного дождя скопилась внутри наконечника, ослабив конструкцию, пока она внезапно не обрушилась на школу внизу. [11]
Более широкая проблема стабильности была известна еще до катастрофы в Аберфане ; например, он обсуждался в статье профессора Джорджа Нокса в 1927 году [12] , но не получил серьезного внимания со стороны профессиональных инженеров и геологов — даже тех, кто непосредственно связан с горнодобывающей промышленностью. [13] Также Аберфанская катастрофа не была первым оползнем с человеческими жертвами: например, в 1955 году два последовательных оползня унесли жизни 73 человек в Сасебо, Нагасаки в Японии. [14] [да]
В феврале 2013 года оползень привел к временному закрытию железнодорожной линии Сканторп — Донкастер в Англии. [15]
Оползни на отвалах после оседания редки, а рост растительности способствует стабилизации грунта. Однако, когда сильный дождь выпадает на горящие отвалы, просачивающаяся вода превращается в пар ; возрастающее давление, которое может привести к оползню. [16] В Херстале , Бельгия, оползень на отвале Петит-Бакнюр в апреле 1999 года перекрыл улицу на многие годы. [17]
Существует несколько методов повторного использования отвалов, обычно включая геотехнику или переработку . Чаще всего старые отвалы частично зарастают растительностью, чтобы создать ценные зеленые насаждения, поскольку они непригодны для строительства. В Ну-ле-Мин на вершине построен искусственный лыжный склон. Если считается, что отвалы содержат достаточное количество остаточного материала, используются различные методы для удаления отвалов с площадки для последующей переработки.
Самые старые отвалы на основе угля могут все еще содержать достаточно угля , чтобы начать самопроизвольное медленное возгорание . Это приводит к остекловыванию сланца , который затем приобретает достаточную механическую прочность, чтобы его можно было использовать в дорожном строительстве. [18] Таким образом, некоторые могут начать новую жизнь, подвергаясь такой эксплуатации; например, сплющенная куча остатков с места событий 19 ноября в Лоос-ан-Гоэль. И наоборот, другие тщательно сохраняются из-за их экологического богатства. С течением времени они заселяются разнообразной флорой и фауной , иногда чуждой этому региону. Это разнообразие следует за добычей полезных ископаемых. В Южном Уэльсе некоторые отвалы охраняются как места особого научного интереса, поскольку они обеспечивают уникальную среду обитания для 57 видов лишайников , некоторые из которых находятся под угрозой из-за ограниченной среды обитания и развития растительности. [19]
Например, из-за того, что шахтеры бросали в вагоны сердцевины яблок или груш, отвалы заселялись фруктовыми деревьями. Можно даже наблюдать распространение щавеля щитколистного (французский щавель – Rumex scutatus ), семена которого заносились в трещины сосновой древесины, используемой в шахтах. Кроме того, из-за своего темного цвета южный склон отвала значительно теплее, чем его окрестности, что способствует разнообразию экологии района. Таким образом, на отвалах Пинчонваллеса в Авионе произрастает 522 различных сорта высших растений. Здесь гнездятся около шестидесяти видов птиц. [20]
Некоторые из них используются для выращивания виноградных лоз, как в случае с Spoil Tip № 7 угледобывающего региона Маримон-Бакуп недалеко от Шапель-ле-Эрлемон ( провинция Эно ). Ежегодно из виноградников на его склонах производится около 3000 литров вина.
Некоторые насадки используются для различных спортивных мероприятий. Склоны отвалов 11/19 в Лоос-ан-Гоэль или, опять же, в Ну-ле-Мин , используются для зимних видов спорта , например, катания на лыжах и санного спорта . На склоне отвала была построена трасса . В Бельгии в 2005 году была открыта пешеходная тропа дальнего следования вдоль отвалов (GR-412, Sentier des terrils). Она ведет от Берниссара на западе Эно до Блени в провинции Льеж .
В Соединенных Штатах угледобывающим компаниям не разрешается оставлять после себя заброшенные отвалы с тех пор, как в 1977 году был принят Закон о контроле над горными работами и рекультивации. Центр гибридной энергетики Вирджиния-Сити использует угольные отвалы в качестве источника топлива для производства энергии.
Один из самых высоких, по крайней мере в Западной Европе , находится в Лоос-ан-Гоэль в бывшем шахтерском районе Па-де-Кале , Франция . Он состоит из пяти конусов, два из которых достигают высоты 180 метров (590 футов), превосходя самую высокую вершину Фландрии , Мон -Кассель . Одним из регионов Европы, наиболее «захламленным» (горными) отвалами, является Донбасс на Украине , особенно вокруг города Донецка , где их насчитывается около 130. [21] На украинском языке их называют териконами ( терикони ; единственное число терикон , терикон , «почвенный конус») из-за их формы.
В Херингене , Гессен , Германия , находится гора, которую в народе называют « Монте Кали », построенная из отходов добычи калийных удобрений и возвышающаяся примерно на 200 метров над окружающей местностью. [22] «Ла Мунтанья-де-Саль» (Соляная гора), еще одна отвала калийных рудников, находится в Кардоне , Каталония , на высоте около 120 метров. [23] [24] Более крупная и высокая куча - это «Эль-рунам дель Когулло» («Куча мусора Эль-Когулло»), также известная как «Эль-рунам де ла демократия» («Шлаковая куча демократии») или «Монтсалат». (Солёная гора) в Салленте , которая уже выросла выше небольшой горы, в честь которой она была названа (Эль-Когулло, 474 метра над уровнем моря). [25] [26]
В романе Ричарда Ллевеллина «Как зелена была моя долина» (1939) описываются социальные и экологические последствия добычи угля в Уэльсе на рубеже 20-го века. Отвал местной шахты, который он называет шлаковой кучей, является центральной фигурой разрушений. В конце концов свая охватывает всю долину и разрушает дом Хью Моргана:
Свалка снова движется. Я слышу, как он шепчет сам себе, и пока он шепчет, стены этого смелого маленького дома выдерживают нападение. В течение нескольких месяцев, больше, чем я когда-либо думал, что у него хватит смелости противостоять, этот огромный холм обрушивался на эти стены, на эту крышу. И за эти месяцы великий хулиган был побежден, потому что во дни моего отца люди строили хорошо, потому что они были ремесленниками. Крепкие балки, честные блоки, хорошая работа и любовь к делу — все, что есть в этом доме. Но куча шлака движется, давя вниз и вниз, вокруг этого дома, который принадлежал моему отцу и моей матери, а теперь принадлежит мне. Скоро, может быть, через час, дом будет засыпан, и шлаковая куча протянется от вершины горы вплоть до реки в Долине. Бедная река, как ты была прекрасна, как весела твоя песня, как прозрачны твои зеленые воды, как ты наслаждалась игрой среди сонных скал (102).