Екологічні наслідки видобутку корисних копалин
Характер рельєфу, рівень залягання фунтових вод враховуються під час проектування системи відпрацювання корисних копалин. Вони позначаються і на екологічних наслідках видобутку: розміщення відвалів, рознесення пилу та газів, утворення депресійних воронок, карсту, поведінці підтвальні води та багато іншого. Способи та масштаби вилучення руд змінюються з часом. Промисловий видобуток корисних копалин, починаючи з XVIII століття, вевся за допомогою вертикальних гірничих виробок: глибоких шурфів (до 10 м), шахт. З вертикального вироблення за необхідності проходило кілька горизонтальних виробок, глибина яких визначалася рівнем залягання підземних вод. Якщо вони починали заповнювати шахту, шурф, видобуток припинявся через брак водовідливної техніки. Сліди старих гірських виробок можна спостерігати і сьогодні на околицях Пласту, Куси, Міасса та багатьох інших міст та селищ гірничозаводської зони області. Частина з них залишається незакритою, не загородженою досі, що становить певну небезпеку. Таким чином, вертикальна амплітуда змін природного середовища, пов'язаних із видобутком мінеральної сировини, до XX століття ледве перевищувала 100 м-коду.
З появою потужних насосів, що здійснюють водовідлив з виробок, екскаваторів, великовантажних автомобілів, розробка мінеральних ресурсів все частіше ведеться відкритим способом кар'єрним.
На Південному Уралі, де більшість родовищ залягає на глибинах до 300 м, переважає кар'єрний видобуток. У кар'єрах видобувається до 80% (за обсягом) усіх корисних копалин. Найглибшим гірським виробленням на території області є Коркінський вугільний розріз. Його глибина на кінець 2002 року дорівнювала 600 м. Великі кар'єри є в Бакале (бурізалізняки), Сатке (магнезити), Міжозерному (мідна руда), Верхньому Уфалеї (нікель), Магнітогорську та Малому Куйбасі (залізо). Дуже часто кар'єри розташовуються в межах міста, на околицях селищ, що серйозно позначається на їх екології. Багато дрібних кар'єрів (кілька сотень) знаходиться у сільській місцевості. Практично кожне велике сільське підприємство має кар'єр площею 1—10 га, де видобуваються щебінь, пісок, глина, вапняк місцевих потреб. Зазвичай видобуток ведеться без дотримання якихось екологічних норм.
Підземні гірничі виробки-шахти (шахтні поля) також широко поширені в області. У більшості з них видобуток корисних копалин сьогодні вже не ведеться, вони вироблені. Частину шахт затоплено водою, частину закладено спущеною в них порожньою породою. Площа відпрацьованих шахтних полів лише у Челябінському буровугільному басейні становить сотні квадратних кілометрів. Глибина сучасних шахт (Копейськ, Пласт, Межовий Лог) досягає 700-800 м. Окремі шахти Карабаша мають глибину 1,4 км. Таким чином, вертикальна амплітуда змін природного середовища в наш час, з урахуванням висоти відвалів, териконів на території Південного Уралу досягає 1100—1600 м. брати пухку породу з глибин до 50 м. На дрібних розсипах видобуток ведеться гідравлічним способом. Породи, що містять золото, розмиваються сильними струменями води. Результатом такого видобутку стає "рукотворна пустеля" зі змитим ґрунтовим шаром та повною відсутністю рослинності. Такі пейзажі ви зустрінете в Міаській долині, на південь від Пласту. Масштаби видобутку мінеральної сировини збільшуються щороку.
Відкачування води з кар'єрів та шахт створюєвеликі депресійні вирви, зони зниження рівня водоносних горизонтів. При кар'єрному видобутку діаметри цих вирв досягають 10-15 км, площі - 200-300 кв. км.
Проходження шахтних стволів призводить також до з'єднання та перерозподілу вод між раніше роз'єднаними водоносними горизонтами, проривами потужних потоків води в тунелі, забої шахт, що значно ускладнює видобуток. Виснаження фунтових вод у районі гірських виробок та осушення поверхневих горизонтів сильно впливають на стан ґрунтів, рослинного покриву, величину поверхневого стоку, зумовлюють загальну зміну ландшафту.
Створення великих кар'єрів та шахтних полів супроводжується активізацією різних інженерно-геологічних та фізико-хімічних процесів:
- виникають деформації бортів кар'єру, зсуви, спливи;
відбувається осідання земної поверхні над відпрацьованими шахтними полями. У скельних породах воно може досягати десятків міліметрів, у неміцних осадових породах – десятків сантиметрів і навіть метрів;
— на сусідніх із гірничими виробками площах посилюються процеси ерозії ґрунтів, яругоутворення;
— у виробках і відвалах активізуються багато разів процеси вивітрювання, йде інтенсивне окислення рудних мінералів та його вилуговування, набагато швидше, ніж у природі, йде міграція хімічних елементів;
— у радіусі кількох сотень метрів, а іноді й кілометрів, відбувається забруднення ґрунтів важкими металами при транспортуванні, вітровому та водному розносі, ґрунти також забруднюються нафтопродуктами, будівельним та промисловим сміттям. Зрештою, навколо великих гірничих виробок створюється пустка, на якій рослинність не виживає. Наприклад, розробка магнезитів у Сатці призвела до загибелі соснових лісів у радіусі до 40 км. Пил,що містить магній, потрапила в ґрунт і змінила лужно-кислотний баланс. Ґрунти з кислих перетворилися на слаболужні. Крім того, кар'єрний пил як би зацементував хвою, листя рослин, що викликало їх збіднення, збільшення мертвопокривних просторів. Зрештою, ліси загинули.