Реферат: Отраслевые особенности природопользования

Работа на тему:

Отраслевые особенности
природопользования

2006

Содержание

Введение. 3

1.
Отраслевые особенности природопользования. 4

2.
Угольные месторождения и бассейны.. 9

3.
Геология угольного месторождения. 11

§
3.1. Общая черта параметров и состояния массива. 15

§
3.2. Перемены в недрах. 17

§
3.3. Геотехнология и природа. 19

Заключение. 24

Перечень
литературы.. 26

Введение

Сейчас это может
казаться феноминальным, но пер­вые идеи физико-химических методов добычи
нужных ископаемых родились, само мало, 6-8 веков на­зад[1]
— в эру, как нередко пишут, «мрачного и непросве­щенного» средневековья.
Умопомрачительно, ведь не было еще ни физики, ни химии в современном осознании этих
наук, а человек уже попробовал добывать соль и металл через скважины, растворяя
их залежи прямо под зем­лей и поднимая рассолы и смеси на поверхность.

С другой стороны, еще
свежайша в памяти конференция по геотехнологическим способам добы­чи нужных
ископаемых, где не только лишь слушали и об­суждали результаты более увлекательных
исследова­ний, тестов, испытаний, но старались точно оп­ределить сам
термин «геотехнология», отыскать базы ее собственного языка. Это ли не
свидетельство юности научно-технического направления?

Какие исторические
происшествия породили необ­ходимость сотворения новейшей отрасли горной науки и
тех­ники на месте разрозненных мыслях и попыток их практи­ческого использования?
Чтоб ответить на этот вопрос, необходимо хотя бы быстро напомнить некие из
главных заморочек горнодобывающей индустрии, горного дела, на продукции
которого зиждется практически 70 процентов всего, что производит население земли.

В ближайшее время много
пишут об ограниченности минеральных ресурсов Земли. С достаточной степенью точности
известны геологические припасы минерального сырья и горючего в земной коре.
Выявлены и промыш­ленные припасы, экономически целесообразные для осво­ения.

Совместно с тем сейчас
можно, по существу, гласить о взрыве потребности в минеральном сырье и
горючем. Взрывной нрав этот процесс стал получать в ос­новном исключительно в
последние 30 лет.

1. Отраслевые особенности природопользования

До 1970 года на всей
планетке было добы­то 7 млрд тонн условного горючего — угля, неф­ти, газа.
По прогнозам для 2010 года эта циф­ра растет до 25 млрд.[2]

Наша страна, как
понятно, обеспечена собственны­ми ресурсами всех главных видов нужных
ископа­емых. В ее недрах сосредоточено больше половины миро­вых припасов
каменного угля, стальных и марганцевых руд, природного газа, различного
горнохимического сы­рья.

В мировом хозяйстве
масштабы вовлечения в хозяйственный оборот нужных ископаемых по сопоставлению с
другими видами природных ресурсов — земляных, лесных, аква — вырастают го­раздо
резвее. В нашем хозяйстве эта тен­денция еще заметнее: рост публичного
производства происходит более резвыми темпами.

Соотношение меж общим
объемом добычи и со­держанием в ней полезного вещества непреклонно изме­няется,
как досадно бы это не звучало, в сторону скопления так именуемых от­ходов. Это вынуждает наращивать
объемы добычи, а означает, и еще более отходов. Отходы, если они оста­ются
такими, — новые горы отвалов, терриконов, «хвостов» обогатительных фабрик,
рудничные стоки и стоки обогатительных фабрик. Они отымают 10-ки тыщ
гектаров земляных угодий, загрязняют атмосфе­ру и водоемы. И они вырастают,
опережая по массе полез­ные составляющие.

Отходы и утраты
наращивают энтропию минераль­но-сырьевых ресурсов, их никчемное рассеивание.

Но тут есть и некоторый
жизнеутверждающий феномен: во всевозрастающей массе отходов соответственно все
больше полезного, подлежащего утилизации.

Уменьшение утрат и
внедрение отходов — превосходный резерв. Расчеты демонстрируют: горное про­изводство
может повысить выход продукции за счет бо­лее оптимального использования нужных
ископаемых приблизительно на 20-25 процентов.[3]

В первый раз в мире на
Качканарском горно-обогати­тельном комбинате вовлечены в переработку бедные
руды, в их 16-17 процентов железа.[4]
Попутно стали извлекать ценнейший для народного хозяйства металл — ванадий.
Уникальный метод позволил в два раза прирастить извлечение редчайшего металла.

Последующим шагом должно
быть извлечение из местных руд к тому же титана, платины, палладия. А зам­кнется
цикл всеохватывающей переработки созданием строй материалов из отходов
обогащения. Коли­чество отходов и внушительная строительная база делают реальным и
экономически оправданным создание тако­го всеохватывающего предприятия.

Безотходным предприятием
в отрасли темной металлургии РФ, по воззрению профессионалов, может стать Ковдорекий
горно-обогатительный комбинат. Для этого все есть основания. В комбинате
не так давно, не считая железорудной, появилась апатитовая обогатительная фабрика.

Более 120 компаний
цветной металлургии исполь­зуют промышленные стоки в системах, обратного водо­снабжения.[5]
Это важный показатель безотходности и чистоты производства. Сброс даже
очищенных стоков фактически прекращен на 20 2-ух предприяти­ях. Вода
тут циркулирует в вполне замкнутой си­стеме.

Примером перехода к
всеохватывающему освоению газо­вых месторождений может служить Оренбургское. Тут,
кроме газа, уже извлекают серу, гелий и мер­каптаны.

Нынешние успехи в
всеохватывающем освоении мине­рально-сырьевых ресурсов еще только самое начало
решения этой наикрупнейшей препядствия.

 «Ничего нет полезнее
горного искусства…» — с эти­ми словами известного ученого XVI века Жору
Агриколы и сейчас тяжело спорить. Практически все изготовленное руками человека — от
булавки до трактора и самолета — в собственном начальном виде лежало под землей
и добыто оттуда людьми, которых соединяет воединыжды слово «горняк». Но Агрикола еще
добавлял: «Горняку, не считая того, нельзя быть малосведущим и в почти всех других ис­кусствах
и науках. Сначала, в философии, чтобы он мог знать происхождение и природу
подземного Мира, ибо он благодаря этому сумеет отыскивать более легкий и поболее
удачный путь к недрам земли и получать из их более обильные плоды…»[6]

Современные шахты и
карьеры ведут добычу исключительно в самой высшей части земной коры. Глубинные богат­ства
им недосягаемы. Жесткое полезное ископаемое се­годня поднимают из недр в виде
дробленой кусковатой массы. Все дороже будет извлечение этого «куска», ко­торый
содержит непреклонно уменьшающееся количество полезного компонента. Издержки
тотчас не компенсиру­ют даже ценность получаемого продукта…

Новое направление горного
дела расширяет наше обычное понятие и о самом полезном ископаемом. Это уже
не только лишь темные, цветные и великодушные ме­таллы, горючие ископаемые, да и
тепло Земли во всех его проявлениях, подземные пресные воды, редчайшие и
рассеянные элементы, сокрытые в геотермальных водах, полезные элементы из
рудничных, нефтепромысловых и других промышленных стоков.

Необыкновенно многообразны
объекты теплофизического воздействия — это сера, томная нефть, битум, озо­керит.

Тут под землю уходит
жгучая вода, пар либо электронный ток, а из скважины на поверхность по­ступает
расплав ценнейших товаров. Время от времени не воз­никает необходимости даже в
искусственном носителе тепла.

На Камчатке и островах
Курильской гряды серу можно выплавлять, используя тепло Земли — имею­щиеся там
жаркие подземные воды и пар. Экономич­ность такового метода не просит
комментария. В два ра­за дешевле по сопоставлению с обыденным шахтным способом будет и
подземная выплавка озокерита.

Забрать сокровища недр,
сокрытые сотками метров нескончаемой мерзлоты, — еще одна важная задачка скважинной
гидродобычи. При этом можно оттаивать только золотоносный пласт, фактически не
нарушая самой мерзлоты.

Возможность узкого,
селективного выщелачивания нужных частей возвращает к жизни даже самые
бедные месторождения со сложным строением, которые, ранее числились стопроцентно
неприменимыми к отработке.

В содружестве с
микробиологами разработан биохи­мический метод — бактериальное выщелачивание.
Тут уже действуют «живыми», на биологическом уровне актив­ными смесями.

Оказалось, что
насыщенное окисление пирита идет пре­имущественно не обыденным хим методом,
а микро­биологическим выщелачиванием, которое производят, развивая
жизнедеятельность, группы тионовых бакте­рий.[7]

Проведены 1-ые
полупромышленные тесты бактериального выщелачивания никеля, меди и других
нужных компонент из забалансовых, «бросовых» руд Кольского полуострова.

В конце концов, термохимический
метод производят подземная газификация, возгонка угля и сланцев. Мысль этого
метода принадлежит еще Д. И. Менделееву, но в самое ближайшее время предложены
новые заманчи­вые варианты.

Геотехнологические способы
открывают принципиаль­но новые способности: разрабатывать месторождения с
бедными рудами, брошенные либо переработанные обыч­ным методом участки
месторождений. Даже металл из старенькых рудничных и карьерных отвалов экономически
прибыльно извлечь так именуемым кучным выщелачива­нием. А ведь такие отвалы —
они числились практиче­ски пустыми — есть на любом горном предприятии.

Геотехнология расширяет
минерально-сырьевую базу и заботливо, много, практически безотходно извлекает из
недр полезные ископаемые.

Новенькая разработка
уменьшает энтропию Земли, ее «распыление». Нет нарушений поверхности Земли, нет
пыли, вредных отходов, терриконов и отвалов, отбираю­щих огромные площади
земляных угодий. Новые спосо­бы никак не нарушают естественного равновесия
окру­жающей среды. Не много того, извлекая полезные элементы из промышленных
стоков, они сразу упрощают делему чистки вод. Так уже в Казахстане
извлекают из стоков молибден.

Геотехнология решает и
самую важную социальную за­дачу — вполне высвобождает человека от подземной
работы.

Естественно, нельзя считать,
что геотехнология уже пришла на замену обычным шахтам и карьерам. Пока она
расширяет области собственного внедрения, уве­личивая способности горной
индустрии, улучшая ее экономику.

2. Угольные месторождения и бассейны

Припасы каменных и бурых
углей на местности нашей страны сосре­доточены в 25 угольных бассейнах,
нескольких больших угленосных пло­щадях и поболее чем в 650 отдельных
месторождениях.[8]

Общие геологические
припасы ископаемых углей в Рф до глубины 1800 м (для каменных углей) и 600 м
для бурых добиваются 6800 миллиардов. т, в том числе балансовых 5730 миллиардов. т. Из их
630 миллиардов. т составляют припасы категорий А, В, C1, C2.

Короткая черта
главных угольных бассейнов приве­дена в табл.1.

Рассредотачивание общих
припасов угля по стране неравномерно. Угольные бассейны в европейской части
страны находятся на стадии установив­шихся объемов добычи либо даже ее понижения
(Подмосковный и отчасти Донецкий бассейны).

Угольные бассейны,
расположенные в азиатской части страны (Куз­нецкий, Канско-Ачинский и
Карагандинский), являются основными пер­спективными районами развития угольной
индустрии. К числу малоосвоенных угольных бассейнов, имеющих значительную
перспек­тиву развития, относится Южно-Якутский угольный бассейн, распола­гающий
припасами каменных углей ценных марок.

Общим для всех угольных
бассейнов является повышение глубины разработки. Спектр вынимаемой мощности
пластов в наиблежайшей перс­пективе не перетерпит значимых конфигураций. За счет
некого уменьшения толики пластов, залегающих под углом 0-12°, произойдет
повышение удельного веса пластов с углом падения до 12-18°.[9]
Харак­терным для разработки пластов в главных угольных бассейнах является
постепенный рост удельного веса пластов с неуравновешенными и очень не­устойчивыми
кровлями. Прогнозируется существенное повышение толики разрабатываемых пластов с
газоносностью 15-25 м3/т в Кузбассе при сохранении имеющегося
положения с выемкой газоносных пластов в Карагандинском и Печорском угольных
бассейнах.[10]
В целом наблюдается тенденция ухудшения горно-геологических критерий разработки
ме­сторождений.

Таблица
№1

3. Геология угольного месторождения

Под литосферой (греч.
«литое» — камень, «сфера» — шар, оболочка) понимают земную кору и часть верхней
мантии Земли. Толщина земной коры составляет от 7 до 80 км.[11]
Наи­большая глубина залегания нижней границы земной коры ха­рактерна для континентальных
участков, меньшая — для местности морей и океанов. На континентах земная кора
имеет достаточно выдержанную толщину 30-40 км. Земная кора сло­жена разными
минералами и горными породами.

Минерал — природное
хим соединение либо элемент, однородное по хим составу и
строению, являющееся продуктом геологического процесса. Горная порода — устойчи­вая
совместная ассоциация минералов, обусловленная общ­ностью их происхождения,
возникающая в итоге опреде­ленных геологических процессов и образующая
геологически самостоятельные тела в земной коре. Горные породы бывают
пластичными (глина), хрупкими (уголь), сыпучими (песок), крепкими (базальт),
мягенькими (торф) [12]

Различают коренные горные
породы и наносы. Коренные горные породы залегают на месте собственного образования,
но могут изменять пространственную ориентацию в процессе геологи­ческих процессов.
Наносы представляют собой продукты раз­рушения коренных пород в итоге
деятельности ветра, солнца, воды, конфигурации температуры среды; они
покрывают рыхловатым слоем коренные породы и обычно залегают на поверхности. В
неких случаях коренные породы выхо­дят конкретно на поверхность.
Потому наносы могут иметь толщину от нуля до нескольких сотен метров.

По происхождению
(генезису) горные породы делят на три группы: магматические, осадочные и
метаморфические. Маг­матическими именуют такие породы, которые образова­лись
после остывания водянистой расплавленной магмы. К ним от­носят граниты, базальты,
габбро и др.

Осадочными считают
породы, образовавшиеся в резуль­тате разрушения и скопления других пород,
хим осаждения растворенных в водоемах веществ и деятельности
микробов. Осадочные породы подразделяют на обло­мочные, хим и
органического происхождения.

Угольные месторождения сосредоточены
в осадочных поро­дах, которые и представлены в главном песчаниками, извест­няками,
аргиллитами, алевролитами, глинистыми, песчано-глинистыми и углистыми сланцами.
Аргиллиты — уплотненные и сцементированные в процессе геологического конфигурации
гли­нистые породы. Алевролиты — горные породы, сцементиро­ванные из маленьких
песочных частиц размером до 0,1 мм.[13]

Слан­цы — горные породы с
практически параллельным расположением пластинчатых либо вытянутых минералов и просто
разделяю­щиеся по плоскостям напластования. К осадочным породам относят также торф,
нефть, твердые битумы, горючие сланцы, асфальт; в осадочных породах содержится
природный газ.

В угольных месторождениях
процесс диагенеза заканчи­вался образованием бурого угля. В предстоящем происхо­дило
изменение его хим состава, физических и техноло­гических параметров под
воздействием завышенных температур и дав­ления. В итоге из бурого образовался
каменный уголь, а из каменного угля антрацит. Процесс конфигурации состава угля в
недрах от бурого до антрацита именуют его метаморфизмом.

Метаморфическими считают
те из магматических либо осадочных пород, которые под действием больших
температур и давления изменили собственный начальный состав и строение. К ним
относят кварциты, гнейсы, кристаллические (слюдяные) сланцы, мраморы и др. В
метаморфических породах находят руды железа, меди, вольфрама, редчайших металлов и
др.[14]

Естественное скопление
полезного ископаемого в земной коре именуют месторождением полезного ископаемого.
Нередко бывает, что в одном месторождении сосредоточено несколько нужных
ископаемых — хромо-никелевые, медно-цинковые, нефтегазовые и др. Угольный
бассейн — площадь сплошного либо островного развития угленосных отложений,
характеризую­щаяся общностью критерий образования в протяжении 1-го
геологического отрезка времени. Угольный бассейн обычно при­урочен к большой
тектонической структуре.

Угленосный район — часть
угольного бассейна, отличающаяся едиными гео­логическими критериями залегания
угольных пластов.

Геолого-промышленный
район — часть угольного бассейна, характери­зующаяся не только лишь едиными
геологическими критериями, да и общностью экономических, географических и
исторических осо­бенностей развития. Приведенные определения применимы с
соответственной поправкой к другим полезным ископаемым. Уголь в недрах залегает
в виде пластов, руды — в виде жил, линз, гнезд, пластов, а горючие сланцы,
соли, торф — в виде пластов и линз (рис. 1.1). Пласт — скопление в недрах полез­ного
ископаемого, ограниченное 2-мя близкими к параллель­ным плоскостями и имеющее
значительную площадь распро­странения по сопоставлению с мощностью (шириной
скопления). Группа пластов, залегающих вместе в порядке их гене­тического
образования, чередующихся с вмещающими пустыми породами и объединяющихся по одному
геологическому при­знаку (в большинстве случаев — по возрасту), представляет собой свиту
пластов. Вмещающие породы и окружение угольных пластов совместно образуют угленосную
толщу. Вмещающие породы, залегаю­щие конкретно выше пласта, именуют
кровлей, ниже пласта — почвой. Пластообразное скопление пустой однородной
породы либо часть пласта именуют слоем.

Если угольный пласт
состоит из 1-го угля, он имеет про­стое строение. Почти всегда пласт
разбит прослойками — тонкими слоями пустой породы — на уголь­ные пачки, и
имеет сложное строение. Число пачек в угольных пластах колеблется от единицы до
10-ов и со­тен. Плоскости, по которым отдельные пласты либо слои пород
соприкасаются вместе, именуют плоскостями напла­стования.

В процессе образования
угольных пластов органические осадки откладывались горизонтальными либо слабо
наклонными слоями. Но при разработке месторождений находят пласты и слои
различного угла наклона к горизонтальной плоскости. Это разъясняется тем, что в
ходе диагенеза и метаморфизма, в недрах появлялись тектонические движения,
которые привели к нарушениям (дислокациям) начального зале­гания пород.
Геологические нарушения делят на пликативные (складчатые без разрыва сплошности
массива) и дизъюнктивные (с разрывом сплошности).

Рис. 1. Форма залегания нужных ископаемых в
недрах:

а — пласт; б — линза; в — гнездо; г –
жила

§ 3.1. Общая черта параметров и состояния
массива

Свойство горной породы —
присущее ей качество, которое ха­рактеризует ее структуру либо реакцию на
наружное воздействие.[15]
Свойство может выражаться численным показателем, т. е. свой­ство имеет меру. В
поиске, разведке, добыче и обогащении по­лезных ископаемых более обширно
употребляют плотностные, коллекторские, механические, электронные,
электрические и акустические характеристики.

Плотностные характеристики охарактеризовывают вещества в каком-либо
объеме. Их употребляют при учете добычи нужных иско­паемых, в расчетах
транспортирования угля и горных пород, также обогащения.

Познание механических
параметров горных пород позволяет пра­вильно избрать технологию и средства
механизации процессов добычи и обогащения нужных ископаемых. От механических
параметров горных пород зависит выбор метода крепления и уп­равления кровлей в
очистном забое либо проведения горной вы­работки.

Электронные характеристики горных пород употребляют для раз­ведки
нужных ископаемых. Для этого в разведочных скважи­нах помещают электроды и
пропускают через их электронный ток. По его величине рассчитывают удельную
электриче­скую проводимость горной породы и по ней определяют тип горной
породы. Так получают разрез горных пород по скважине. По замерам в нескольких
скважинах определяют структуру за­легания пластов и пород на данном
месторождении. Электриче­ские характеристики горных пород употребляют также при
стимулиро­вании осушения водоносных слоев, оттаивании промерзлых пород на
карьерах.

Электрические характеристики
пород употребляют для установ­ления границ рудных тел, полостей скопления
соляного ра­створа, границ зон, небезопасных по горным ударам.[16]

Акустические характеристики горных пород употребляют для опре­деления
зон, небезопасных по неожиданным выбросам угля и газа, стойкости целиков, границ
меж угольным пластом и вмещающими породами, трещиноватости и нарушенности мас­сива.

Тепловые (термические)
характеристики оказывают влияние на
термообмен по­род с шахтным воздухом, а, как следует, на климатические
условия в горных выработках. Они употребляются в тепловом бурении скважин на
карьерах, при подземной газификации угля.

При разработке нужных
ископаемых те либо другие характеристики горных пород появляются в сочетании друг с
другом. Комплекс параметров и разработка ведения горных работ обусловливают со­стояние
массива горных пород. В таких случаях молвят о про­явлении технологических
параметров массива.

Состояние массива горных
пород характеризуется напряже­ниями, массами пород, воды и газов, содержащихся
в единице объема горных пород, и температурой. Напряжение горной по­роды —
сила, действующая на единицу площади какого-нибудь сечения породы. Если сила
ориентирована перпендикулярно к рас­сматриваемой плоскости сечения, то напряжение
именуют обычным. В случае деяния силы в плоскости сечения напряжение
считают касательным.

Напряжения в массиве
появляются по разным причинам. Основная из их — вес вышележащих пород. Сила,
вызываемая весом вышележащих пород, именуется горным давлением. На­пряжения в
массиве от деяния веса вышележащих горных по­род на глубинах 800-1200 м
добиваются 20-30 МПа и поболее.[17]
Такие значимые напряжения непременно учитывают при выборе технологии
ведения горных работ.

Напряжения в массиве
горных пород формируются также в итоге тектонических движений земной коры,
землетря­сений, давления газа и т. д.

На современных глубинах
разработки давление метана в угольных пластах изредка превосходит 5-7 МПа. Более
вы­сокие давления метана зарегистрированы на шахтах Донбасса (12 МПа).

Давление углекислого
газа, содержащегося в угольных пла­стах шахт Подмосковного бассейна и
Восточного Донбасса, меньше, чем давление метана. Измеренные давления углекис­лого
газа в пластах не превосходят 3,5 МПа.

С повышением глубины
залегания угольных пластов их тем­пература растет по закону, близкому к
линейному. В обыч­ных критериях, где отсутствуют тепловые аномалии, темпера­тура
горных пород, начиная с пояса неизменных температур, которые равны
среднегодовым на поверхности, возрастает приблизительно на 3 °С через каждые 100 м
глубины. Потому темпе­ратура пород, к примеру, на глубине 1000 м добивается 38-42
°С. Конфигурации температуры пород делают в их дополнительные напряжения.[18]

В процессе разработки
состояние угольных пластов и вме­щающих пород изменяется — перераспределяются как
напряже­ния, так и массы пород, метана и воды. Меняются характеристики и
температура массива вокруг горных выработок.

§ 3.2. Перемены в недрах

Подавляющее большая часть
разрабатываемых место­рождений находится поблизости земной поверхности, менее
чем на 300-метровой глубине (в среднем).[19]
Конкретно из этой толщи земной коры население земли длительное время из­влекало все
нужное минеральное сырье. Сейчас же потребности в нем резко возросли:
пригодилось не толь­ко больше сырья — потребовались такие полезные иско­паемые,
в каких ранее не было нужды. Это застав­ляет горняков уходить в недра,
ввязывать в разработку более глубочайшие горизонты.

В Рф на данный момент более
сотки шахт добывают уголь из пластов, лежащих в 600 метрах от поверхности. А на
шахтах Донецкого бассейна 1-ый рабочий гори­зонт размещен на глубине более
1000 метров. Пример­но такого же уровня достигнули разработки на калийных руд­никах
в Белоруссии. Рабочие отметки неких рудни­ков Кривого Рога — полтора
километра. На столько же предстоит опуститься руднику «Таймырскому» Талнахско-Октябрьского
месторождения.

В среднем же глубина
горных работ в РФ достигнула 600 метров.[20]

Насыщенное проникновение
в недра началось в 50-х годах. Вот тогда горняки в первый раз ощутили, что
они перестают быть полноправными хозяевами недр, что в неких случаях они не
в состоянии управлять под­земными ситуациями.

В особенности небезопасны горные
удары в рудных массивах Руда — крепкий материал, длительно противоборствует горному
духу и, когда он высвобождается, всю энергию передаем подземным сооружениям.
Уголь более пластичен, он несколько гасит силу удара.

Общий вывод: с глубиной
недра ведут себя по другому, чем поблизости земной поверхности. В многолетний горной
практике произошел перелом; нельзя далее полагаться лишь на опыт, нужно
поточнее изучить подземный мир на глубинах более 300 метров.[21]

В наши деньки ситуация
изменяется. На глубочайшие горизон­ты первыми нередко идут ученые. Следом за ними
уверенно направляются в новые забои рабочие бригады. Горная на­ука гарантирует
им размеренную работу.

Не так издавна
инженер-горняк обходился маленьким набором формул для расчета подземных
сооружений. Се­годня он завлекает для тех же целей теорию упругости, теорию
пластичности, механику сплошных и дискретных сред. Это помогает ему уверенно
осваивать глубочайшие гори­зонты, работать на пределе допустимых воздействий на
недра.

§ 3.3. Геотехнология и природа

Неувязка отношения
обычных способов добычи нужных ископаемых и окружающей природной среды
становится с каждым годом все острее.[22]
Она все­сторонне дискуссируется, исследуется спецами, ее обширно освещает
повторяющаяся печать. Но даже опре­деленные успехи, достигнутые, скажем, в
рекультивации отобранных под горные разработки земель, не могут сгладить
последствий классической практики горного дела для природной среды. Больше
того, вырастает и вред народному хозяйству. Терриконы и отвалы, возникаю­щие
поблизости шахт и карьеров, отбирают раз в год десят­ки тыщ гектаров пахотных
земель. Ветер просто разру­шает эти искусственные бугры, уносит пыль и вредные
вещества на близлежащие поля, в итоге понижается их урожайность. Подземные
горные выработки шахт, ко­торые нередко распространяются на 10-ки км,
затрудняют, а тотчас и стопроцентно исключают строи­тельство на поверхности Земли.
Колоссальные воронки современных карьеров — это не только лишь чисто наружные раны,
обезображивающие землю. Они ведут время от времени к суровым изменениям
гидрогеологических критерий огромных районов, к примеру к снижению уровня под­земных
вод.

Геотехнология имеет в
этом смысле много преиму­ществ. Если классические способы добычи нужных
ископаемых время от времени уподобляют хирургическому вмеша­тельству в непростой организм
природы, то геотехнологи­ческие способы ассоциируют с терапией в медицине. Геотехнология,
уходя из района месторождения после его отработки, не оставляют фактически
никаких видимых нарушений поверхности земли, не разрушают плодород­ных слоев
земли.

С другой стороны, нет
никаких оснований и идеали­зировать геотехнологические способы исходя из убеждений их
отношения с окружающей средой. Как и терапия в медицине, геотехнология
при неискусном, недостаточно обмысленном применении может обернуться многими не­желательными
последствиями. Над большими подзем­ными пустотами, образованными, скажем,
подземным растворением солей либо выплавкой серы, вероятны де­формации
вышележащего горного массива и проседание поверхности земли. Инструменты геотехнологии
тоже очень агрессивны — кислоты, щелочи, мельчайшие организмы. Ими могут
загрязняться и поверхностные и подземные воды. При геотехнологических способах
тотчас неизбеж­но выделение вредных газов, которые угрожают загрязне­нием
атмосферы.

Но все эти ненужные
последствия, как показы­вают исследования и 1-ая практика, устранимы поч­ти
на сто процентов, или их можно свести к фактически без­опасному минимуму.

Геотехнология ни в коем
случае не исключает про­блему охраны среды от тех либо других за­грязнений,
но она переводит ее на другой уровень по сопоставлению с классической горной
технологией, ставит вопросы узкого контроля и регулирования свойства среды: о
нраве и концентрации вредных выбросов, применимом уровне воздействия на
окружающую среду в каждом определенном случае, о методах заслуги и сохранения
этого расчетного уровня.

В текущее время наукой
и индустрией на­коплен большой опыт в решении вопросов регулирова­ния
свойства среды. Сделаны и создаются очень совершенные приборы контроля,
дозволяющие оперативно и с высочайшей точностью определять концентрации вредных
веществ, появляющихся в итоге промышленных выбросов в атмосфере,
акваториях и почве. Разработа­ны вопросы экономической и технологической
целесооб­разности различных вариантов управления качеством окру­жающей среды. Хотя
в общей оценке мероприятий, на­правленных на изменение технологических
процессов с целью уменьшения вредных выбросов, нет еще объек­тивных данных о
стоимости предотвращенного вреда. Труд­но в рублях и копейках измерить сохранение
здоровья людей, их морального и эстетического состояния.

Некие пути решения
задачи охраны окружа­ющей среды при геотехнологических методах добычи
нужных ископаемых можно разглядеть на Примере подземной выплавки серы. Тут
накоплен уже много­летний опыт. В технологии подземной выплавки выде­ляют два
рода выбросов.[23]

Это организованный
выброс, который связан с откач­кой из водоотливных скважин отработанного
теплоноси­теля и в ряде всевозможных случаев с откачкой пластовых вод, кото­рые могут
вначале находиться в залежи. Откачива­емые воды непременно поступают в
очистные сооруже­ния. Только пройдя установку чистки от сероводорода,
пруды-накопители и особенные резервуары, где воды раз­бавляют и держут под контролем
содержание в их обычного количества солей и газов, вода сбрасывается в
реки.

Неорганизованный
водоотлив появляется при наруше­нии технологии процесса. Он также должен
учитывать­ся в расчете мощности очистных сооружений.

Но чистка вод и
следующий их сброс в реки се­годня уже не могут считаться достаточными для
пред­отвращения последствий подземной выплавки. Для массивных компаний
цена таких мероприятий ста­новится очень высочайшей. Как демонстрируют
исследова­ния и расчеты, наилучший метод регулирования свойства среды — это вполне
замкнутый водооборот. При этом таковой метод оказывается еще более прибыльным с
эко­номической точки зрения. Сейчас уже разработана замкнутая схема для
производства теплоносителя из пластовых вод на массивном Язовском месторождении
серы. Откачку пластовых вод из водоотливных скважин будут вести в общий
коллектор.

Геотехнологические
методы, как и классические, ведут к образованию в недрах земли пустот. Но во
мно­гих случаях геотехнологическое нарушение структуры горного массива
фактически не тянет за собой опас­ности проседания поверхности над
отработанной зале­жью. К примеру, при выщелачивании урана и редчайших металлов руда
фактически не изменяет собственной пористо­сти. Это отражает как раз одно из уникальных
досто­инств геотехнологии — возможность селективного извле­чения частей из
руды, когда растворению подвер­жены только малозначительные в общем объеме рудного
тела минералы. Расчеты демонстрируют, что растворение руд с содержанием полезного
компонента 15-20 про­центов не вызывает разрушения структуры горного мас­сива,
само мало сколько-либо приметного.[24]
При большем объеме растворения уже может быть разрушение структуры руды и ее
уплотнение. В данном случае возни­кает необходимость принимать особенные меры по
компен­сации падения горного давления в пласте. Это может быть достигнуто,
к примеру, оставлением в пласте цели­ков — собственного рода несущих колонн, закачкой
в пласт воды. В случае, когда под землей образуются огромные камеры, решение
трудности может быть достигнуто наи­более прибыльным методом — устройством
подземных хранилищ природного газа либо нефти.

Ненужные последствия
при геотехнологических способах добычи нужных ископаемых может также иметь
нарушение баланса меж подачей в недра рабо­чих агентов и откачкой
продукционных смесей. На степень такового рода нарушения может очень оказывать влияние
строение и состав окружающих нужный пласт горных пород. Как мы уже упоминали,
окружающие породы должны быть по способности малопроницаемы для жидкостей и
газов. Если же естественная проницаемость массива все-же велика, необходимо отыскать
метод гермети­зации подземной камеры. Такие задачки появляются при подземном
растворении солей, выщелачивании метал­лов, газификации угля. Довольно
надежным методом предотвращения утечки реагентов, согласно исследова­ниям и
тестам, может быть более насыщенное откачивание флюидов.

В целом спецы
считают, что в подавляющем большинстве случаев ненужные явления, вызван­ные
применением геотехнологических методов добычи нужных ископаемых, могут быть
устранены совершенно или опасность их для природного равновесия может быть сведена
к минимуму. При всем этом геотехнология со­храняет все свои достоинства — исходя из убеждений
охра­ны среды — перед классическими спосо­бами добычи.

Заключение

Геотехнология завлекает
все большее внимание ученых и практиков. Уже сейчас разработаны геотех­нологические
способы для добычи 30 ценных частей, Этими способами ведется промышленная
добыча камен­ной и калийной соли, урана, меди и никеля, самород­ной серы и
тяжеленной нефти, бишофита, фосфоритов. Ме­тодами геотехнологии разрабатывают
месторождения каменного и бурого угля, йодо-бромистых подземных вод и подземных
вод, содержащих бор, литий, уран, месторождения термальных вод.[25]
В стадии полупромыш­ленного освоения геотехнологическими способами нахо­дятся
месторождения соды и глауберовой соли, марганца, цинка, свинца и золота, битума
и озокерита, строи­тельного песка и гравия. Полупромышленно извлекают­ся Ценные
элементы из шахтных, рудничных и нефте­промысловых стоков, также предприняты
1-ые по­лупромышленные пробы использования тепла сухих горных пород.

Техника, которая
обеспечивает добычу нужных ис­копаемых этими способами, имеет ряд соответствующих
осо­бенностей. С одной стороны, она в большинстве случаев не пред­ставляет собой
какой-нибудь абсолютной новинки. Сква­жины с обыденным для нефте и газопромыслов
оборудо­ванием и буровые станки, насосы, компрессоры, котлы, парогенераторы,
хим аппараты для производства реактивов, их регенерации и чистки — все
это знакомо по работе в других отраслях производства. Но физико-химические
процессы геотехнологической добычи идут в главном под землей. Поэтому
геотехнология рождает и совсем новейшую, не имеющую никаких аналогов, свое­образную
технику — подземные хим реакторы, газогенераторы, термические котлы.
В конце концов, развитие гео­технологической добычи просит значимого измене­ния
обыкновенной наземной техники, к примеру сотворения спе­цифических погружных насосов
для откачки рабочих смесей, более массивных генераторов токов высочайшей частоты
для искусственного прогрева залежи.

Сейчас многие
спецы сходятся во мировоззрении, что у геотехнологии огромные исследовательские и
производ­ственные препядствия, да и огромное будущее. Уже в бли­жайшие пятилетки
геотехнология может выступить на равноправных началах с классическими методами
гор­ного дела — подземной и открытой добычей нужных ископаемых. Далее —
беря во внимание ее экономические, социальные и экологические достоинства — как аль­тернатива
шахтам и карьерам.[26]

Перечень литературы

1. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб.
для техникумов.- М.: Недра, 2000

2. Друянов В. А. Недра — цех под
землей. М.Познание, 1999

3. Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб.
для техникумов. М.: Недра, 1991

4. Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М.
Познание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999

[1] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 4

[2] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 5

[3] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 6

[4] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 7

[5] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 9

[6] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 8

[7]
Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое
в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 12

[8] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов.
М.: Недра, 1991 С 11

[9] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов.
М.: Недра, 1991 С 12

[10] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов.
М.: Недра, 1991 С 12

[11] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 11

[12] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 12

[13]
Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для
техникумов.- М.: Недра, 2000 С 13

[14] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 14

[15] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 38

 

[16] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 39

[17] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 40

[18] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.:
Недра, 2000 С 41

[19] Друянов В. А. Недра — цех под землей. М.Познание, 1999
С 71

[20] Друянов В. А. Недра — цех под землей. М.Познание, 1999
С 72

[21] Друянов В. А. Недра — цех под землей. М.Познание, 1999
С 74

[22] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 55

[23]
Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое
в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 57

[24] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 58

[25] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое в
жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 59

[26]
Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Познание, Новое
в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 61