Информационные потребности студента. Студенчество как социальная группа

Экологические основы природопользования

Лекция № 6

Тема: Проблемы использования полезных ископаемых

и энергетических ресурсов.

План

2. Проблемы использования полезных ископаемых.

Земля - благодатная планета с огромными и разнообразными природными ресурсами. Основная масса проблем, с которой сталкивается человечество, связана не с нехваткой ресурсов как таковых, а с их неразумной и неэффективной эксплуатацией.

Все используемые человеком природные ресурсы чаще всего разделяют на три категории:

1). невозобновимые,

2). ограниченно возобновимые ,

3). неограниченно возобновимые.

К невозобновимым ресурсам относятся прежде всего полезные ископаемые: нефть, уголь, природный газ, уран (энергетические ресурсы и сырьё для химической промышленности), руды многих металлов, фосфаты, как основа фосфорных удобрений, и минеральное сырьё, используемое в строительстве. Потребление всех этих ресурсов во второй половине XX века очень быстро росло, и геологические запасы многих из них сильно истощены. К подобным веществам можно отнести и такие металлы, как золото и ванадий. В силу своей огромной способности к рассеянию эти металлы дороги, хотя их содержание в литосфере и гидросфере сравнительно велико . Проблема состоит в наличии месторождений, где концентрация металла достаточно велика, чтобы его добыча была экономически целесообразна. В силу наличия больших прогнозных запасов по многим металлам геологоразведка ведётся просто по мере необходимости, поэтому даже при малых сроках обеспеченности нет оснований ожидать возникновения кризисной ситуации по этим ресурсам.

Сохранению многих ресурсов полезных ископаемых способствует многократное использование получаемых материалов. Прежде всего, это относится к переделу металлов. В промышленно развитых странах сбор и переплавка металлического лома играют всё большую роль. Примерно 50 % стали, около 40 % алюминия и до 70 % меди и свинца в промышленно развитых странах используется повторно, и тенденция к росту вторичного использования постоянно растёт.

2. Проблемы использования полезных ископаемых.

Солнечное излучение является источником почти всей энергии, используемой и биосферой, и цивилизацией. Только около 1%" используемой человеком энергии поступает от других источ ников - за счёт добычи и сжигания угля, нефти, природного газа и урана. При этом месторождения угля, нефти и газа - это тоже солнечная энергия, когда-то аккумулированная растениями. До сих пор развитие цивилизации основывалось на освоении всё новых источников энергии и характеризовалось непрерывным ростом её потребления как удельным на душу населения, так и в абсолютных цифрах. До середины XX века дрова и уголь были основными источниками энергии. Начиная с этого времени, в мировом энергетическом балансе всё большую роль играют нефть, газ, а в конце XX века и атомная энергия.

Потребление ископаемых энергетических ресурсов в таких гигантских объёмах ставит перед человечеством ряд насущных и трудных вопросов:

На какое время хватит этих ресурсов и каковы последствия их истощения?

Можно ли их заменить и чем?

Как экономить энергию?

Как решить проблемы загрязнения окружающей среды?

Это комплекс взаимосвязанных проблем, требующих системного подхода, но, к сожалению, до сих пор слишком часто решаемых порознь. Дело в том, что по мере истощения месторождения стоимость добычи растёт. Истратив очень много ресурсов, можно, например, извлечь из Земли и 99 % нефти, но нефть эта окажется дороже золота. При современных технологиях для нефтяных месторождений коэффициент извлечения редко больше 50-60 %.

3. Проблемы использования энергетических ресурсов.

Таким образом, вопрос об эффективной замене тепловой углеводородной энергетики - одна из главных и неотложных проблем, стоящих перед человечеством. При рассмотрении этой проблемы необходимо учитывать, что в настоящее время только четверть ресурсов идут на производство электроэнергии. Остальные используются непосредственно для производства высокотемпературного тепла в промышленности, отопления и приготовления пищи в быту и коммунальном секторе, в качестве горючего на транспорте и в сельском хозяйстве.

Существуют два взаимодополняющих способа решения проблемы исчерпания ископаемых ресурсов: снижение потребления энергии (уменьшение энергоёмкости производства и сбыта) и отыскание альтернативных источников получения энергии.

Первичные источники энергии включают гидроэлектростанции, ветровые, гелиоэлектрические, геотермальные станции и т. д. К категории дров отнесены все виды биомассы, используемые в качестве топлива, - сами дрова, хворост, солома, кизяк, торф и пр.; 1 ЭДж (Эксаджоуль) = 1018 Дж

На пути радикального снижения энергоёмкости развитые страны стоят уже более трёх десятилетий. За это время:

1. разработаны технологии строительства «тёплых домов», в которых удалось в несколько раз снизить потери тепла через стены и окна, что привело к снижению расхода тепла на отопление;

2. модернизация теплоэлектростанций привела к росту коэффициента полезного действия паротурбинных и газотурбинных установок в среднем с 35 до 42 %;

3. у автомобилей и сельскохозяйственной техники в среднем на 25 % снизился расход горючего;

4. сократился удельный расход энергии (на единицу продукции) в энергоёмких отраслях промышленности;

5. ламповая электроника (усилители, измерительная аппаратура, телевизоры, телефонная и радиоаппаратура) полностью заменилась полупроводниковой и интегральными схемами, что привело к сокращению удельного расхода энергии более чем в 100 раз;

6. началось массовое применение экономичных светильников с увеличенным в 10 раз сроком службы и 5-кратным увеличением светоотдачи на 1 Вт потребляемой мощности по сравнению с обычными лампами накаливания.

К сожалению, большинство из перечисленных новшеств пока получило распространение только в наиболее богатых и развитых странах .

Наряду с бытовыми гелиоэнергетическими системами, получившими уже значительное распространение в богатых регионах с солнечным и жарким климатом, в этих регионах уже построен целый ряд промышленных предприятий, работающих на солнечной энергии.

Основной принципиальный недостаток гелиоэнергетики - зависимость от уровня инсоляции, которая распределяется по поверхности Земли весьма неравномерно. Поэтому в регионах, лежащих выше 45-50° широты, а также в регионах с большой облачностью она оказывается практически малоприменимой.

Трезво оценивая совокупные возможности гидроэнергетики, гелиоэнергетики и ветровых электростанций, нельзя не заметить, что они способны покрыть в самом лучшем случае не более половины потребностей человечества в тепле и электроэнергии. Использование горючих ископаемых для производства энергии должно сокращаться, так как эти ценные ресурсы весьма ограничены, а их сжигание ведет к экологической и климатической глобальной катастрофе.

Следовательно, у человечества нет альтернативы использованию атомной энергии для покрытия возникающего энергетического дефицита. Современная атомная энергетика за малыми исключениями использует реакторы, в которых топливом, служит уран-235 (U235). Этот изотоп урана составляет только 0,7 % природного урана, остальное - практически полностью уран-238 (U238), в котором цепная реакция деления не развивается и который ядерным топливом служить не может. При делении ядер U233 высвобождается много энергии, превращающейся в высокотемпературное тепло. Чтобы цепная реакция пошла, необходимо, чтобы хотя бы один нейтрон, вылетевший при делении ядра U235, попал в такое же ядро и был этим ядром захвачен.

Вероятность захвата нейтрона возрастает, если скорость нейтрона мала. Между тем нейтроны, вылетающие из делящегося ядра U235, имеют очень большую скорость (более 10б м/с) - это быстрые нейтроны. Поэтому природный уран подвергают обогащению, увеличивая концентрацию U235 примерно до 2,5-3 %, а сами тепловыделяющие элементы помещают в среду-замедлитель нейтронов, в качестве которой используют воду или графит. Такой реактор называют реактором на тепловых нейтронах, так как замедленные нейтроны движутся со скоростями теплового движения молекул (порядка 103 м/с). Часть нейтронов захватывается ядрами атомов U238, которые после двух бета-распадов превращаются в атомы плутония-239 (Ри239). Реакторы на тепловых нейтронах требуют для своей работы минимального обогащения урана и поэтому нашли широкое применение.

Плутоний Ри239, подобно U23\ обеспечивает самоподдерживающуюся цепную реакцию, а потому может использоваться в качестве ядерного топлива. Таким образом, обеспечив превращение U23S в Ри239, можно использовать и U238 для получения энергии. Однако в реакторах на тепловых нейтронах количество образующегося Ри239 составляет только около 70 % от «сгоревшего» U235.

Следовательно, продолжение строительства атомных электростанций с реакторами на тепловых нейтронах - тупиковый путь, ведущий к относительно быстрому истощению запасов ядерного горючего, так как запасы урана-235 очень невелики (табл. 5.2). Но ядерная технология позволяет получать ядерное горючее с избытком, превращая уран-238 в плутоний путём его облучения интенсивным потоком нейтронов в реакторах на быстрых нейтронах. Такие реакторы требуют большей степени обогащения ядерного топлива, но обеспечивают наработку 1,3 кг плутония из U238 на каждый кг израсходованного плутония (рис. 5.24). Поэтому эти реакторы называются реакторами-размножителями (или бридерами от английского breeder - заводчик).

Таким образом, реальная возможность обеспечить себя практически неограниченными энергетическими ресурсами и при этом избежать экологического кризиса состоит в комбинации атомной энергетики, использующей реакторы-размножители, с гидро- и гелиоэнергетикой.

Рассмотренные методы получения энергии позволяют получать энергию в виде электрического тока и тепла. Однако эти виды энергии не поддаются длительному хранению, а аккумуляторы, как термические, так и электрические, дороги и очень громоздки. Поэтому существует и до сих пор не решена проблема горючего для транспорта и сельскохозяйственной техники, альтернативного нефтепродуктам.

В качестве одного из вариантов решения этой проблемы предлагается применение в качестве топлива водорода, для получения которого путём электролиза воды должна использоваться электроэнергия. Водород сжигается в топливных элементах, непосредственно преобразующих химическую энергию в электрический ток, питающий электропривод транспортного средства. Помимо того, что водород чрезвычайно взрывоопасен, это означает, что человечеству потребуется, по меньшей мере, удвоение установленной мощности электростанций, так как энергопотребление транспорта равно производству электроэнергии для иных нужд. Точно та же ситуация возникнет, если удастся изобрести лёгкие и сверхъёмкие электрические аккумуляторы или использовать в качестве горючего для топливного элемента, например, магний или алюминий (сведения о подобных разработках появлялись в печати). Это означает гигантские дополнительные капиталовложения в энергетику и в создание целой новой отрасли промышленности для производства водорода или его заменителей. Кроме того, при этом принципиальной перестройке должна подвергнутся как сама автомобильная промышленность, так и вся сфера обслуживания автотранспорта.

Существует, однако, альтернатива столь разорительному пути. Нефть - это набор углеводородов, продукт химической трансформации когда-то существовавшей биомассы. Все необходимые компоненты присутствуют и в растительной биомассе сегодня, отсюда прямая возможность получения транспортного горючего из биомассы растений .

Растительная биомасса - самый древний вид топлива, до сих пор широко используемый во всём мире в виде дров, древесного угля, древесных отходов, хвороста, кизяка и обычной соломы. Значительные объёмы бытового мусора, сжигаемого на мусоросжигательных предприятиях, также входят в этот список. Ещё один вид превращения биомассы в высококачественное топливо получил последнее время широкое распространение в Китае и Индии. Растительные и другие органические остатки, в том числе нечистоты, собирают в замкнутые метан-танки, где под действием бактерий идут процессы превращения биомассы в биогаз, состоящий в основном из метана. Твёрдые остатки от процесса используются как удобрение. Эта технология хороша в странах с тёплым и жарким климатом, так как при низких температурах она почти не работает.

Наиболее перспективное использование растительной биомассы для производства автомобильного горючего - это получение этилового и метилового спиртов (этанола и метанола) путём брожения и перегонки. Для этой цели могут использоваться древесные и сельскохозяйственные отходы, городские стоки и т. д. Полученные спирты обходятся дешевле бензина и могут применяться в современных автомобилях при минимальном переоборудовании, а в смесях с бензином - без всякого переоборудования. Первый опыт в этом направлении был осуществлён и накоплен в Бразилии, где 2/3 автомобильного топлива - это этиловый спирт (этанол), и 90 % производимых автомобилей могут работать на чистом этаноле. Около 10 % высококачественного бензина в США содержат до 15 % этанола. Дизельные двигатели прекрасно работают на смеси метанола (метилового спирта) с обычным дизельным топливом.

Таким образом, человечество располагает достаточными ресурсами, чтобы избежать энергетического голода и одновременно отвести от себя угрозу экологической катастрофы, но для этого народы и правительства должны существенно пересмотреть свои взгляды и своевременно и целенаправленно строить новую энергетическую политику.

Истощением запасов в горнопромышленных районах, где горнодобывающие предприятия вынуждены осваивать запасы более бедных руд, а с другой стороны, промышленное освоение руд более низкого качества стало экономически целесообразным в связи с возникновением новых эффективных технологий добычи, обогащения и переработки полезных ископаемых. Так, если в первой половине XX в. для получения одной тонны медного концентрата требовалось извлечь из недр, переработать 40 тонн рудной массы, то сегодня для этого требуется уже 130-150 тонн.

В России отмечается прогрессирующее снижение содержания железа в добываемых рудах. Так, с 1950 по 1984 годы расход сырой руды на получение 1 тонны железа в товарной руде увеличился в 1,5 раза. Баланс горнодобывающего производства железной руды, по данным за 1977 год, выглядел следующим образом: суммарное извлечение из недр горной массы 1,3 миллиарда тонн, в том числе рудная масса - 39%, товарная руда - 19%, железо в товарной руде - 11 процентов. Отмеченные тенденции развития горнопромышленного производства суммируются и в усложнении горногеологических условий добычи полезных ископаемых. Открытый способ разработки месторождений требует строительства исполинских разрезов и карьеров, из которых ежегодно извлекаются десятки миллионов тонн горной массы. К ним относится крупнейший на Среднем Урале Качканарский карьер производительностью более 40 миллионов тонн в год. Впечатляет и глубина карьеров и разрезов. В нашей стране в Челябинской области расположен самый глубокий угольный разрез - Коркинский. Здесь горные работы достигли отметки более 400 метров. За 60 лег эксплуатации извлечено из недр около 2,0 миллиардов тонн горных пород. Еще более сложные производственно-технические задачи возникают при эксплуатации глубоких и сверхглубоких шахт при подземном способе добычи. Расширяется список шахт, уходящих на глубину 1000- -1500 метров. Такой глубины достигают рудники наТал-нахском месторождении около Норильска.

В конце 80-х - начале 90-х годов XX в. стабилизировалось извлечение из недр железных , медных, свинцово-цинковых, никель-кобальтовых, вольфрамо-молибденовых, апатито-нефелановых, фосфоритных руд, слюды-мусковита, хризотил-асбеста (табл. 9.3,9.4).

Извлечение полезных ископаемых составляет 65-78 % и менее от их количества, содержащегося в рудах, включая потери цветных металлов при металлургическом переделе.

В конце XX - начале XXI столетия при общем снижении потерь в недрах при добыче полезных ископаемых по ряду их потери все еще велики: по калийным солям - свыше 50%, по нефти - 55-60% и более, по углю - - в среднем по стране - 14- 15%, а на некоторых месторождениях 30-40%.

Значительный ущерб государству наносит некомплектная добыча и переработка минерального сырья, приводящая к потере ценных компонентов. Так, извлечение гелия из природного газа упало с 85,2 % в 1991 году до 34,9 % в 1993 году, серы из нефтяного газа с 86,5 % в 1990 году до 72,9 % в 1993 году.

Извлечение сопутствующих компонентов при переработке минерального сырья представлено в таблице 9.5.

Извлечение сопутствующих компонентов в цветной металлургии сохраняется на уровне 10-30 %, редко 50 %, хотя стоимость их составляет около 30 % от стоимости всей товарной продукции.

Так, залив Каспийского моря Кара-Богаз-Гол представляет собой огромную мелкую чашу, площадью свыше 12 тыс. км 2 , куда через узкий пролив врываются массы каспийской воды. Жаркое солнце пустыни, постоянные ветры испаряют ее в этой чаше, сгущая до насыщенной многими солями рапы - исходного сырья для химического производства. Процесс шел веками, поистине наслаивались несметные солевые запасы. Несмотря на то, что в рассолах залива есть почти все элементы таблицы Менделеева, добывают здесь главным образом сульфат натрия. Другие примеры. В процессе обогащения руд продолжает теряться более "/ 3 олова и около "/ 4 железа, вольфрама, молибдена, оксида калия, пятиокиси фосфора, получаемого из фосфорной руды. Потери при обогащении превышают потери при добыче по железу более чем в 7 раз, по вольфраму и олову - в 5 раз. К этому следует добавить, что при обогащении твердых рудных полезных ископаемых.обычно образуется до 30% отходов, а при технологическом переделе - до 40% отходов в виде шлаков и пылей. При обогащении угля образуется до 20% отходов в виде шлаков и хвостов обогащения, при сжигании угля - до 30% отходов. В итоге из ежегодно добываемой горной массы более 90% превращается в процессе разработки месторождений и переработки добытых полезных ископаемых в промышленные отходы, вещества, не находящие применения в существующем промышленном производстве.

Большой ущерб наносится стремлением предприятий к выборочной отработке лучших участков месторождений, что приводит к накоплению запасов полезных ископаемых худшего качества и потере их промышленного значения. Неудовлетворительно используется при добыче нефти - нефтяной газ. В 1991 году в России его было сожжено в факелах более 10 млрд. м 3 . Большая часть из этого объема приходится на Тюменскую область. Продолжаю! накапливаться в огромных количествах в отвалах вскрышные породы и отходы переработки минерального сырья, в значительной части пригодные для использования в народном хозяйстве. Острой проблемой остается застройка площадей залегания полезных ископаемых, что влечет дополнительные потери в недрах, а впоследствии к большим затратам на их добычу.

38. Влияние добычи и использования полезных ископаемых на окружающую природную среду. Факторы нарушения её состояния (геомеханические, гидрологические, химические и др.)

В XX столетии разработка месторождений полезных ископаемых сосредоточивается в литосфере, а процессы переработки добытых полезных ископаемых в той или иной мере охватывают всю биосферную оболочку нашей планеты. В мировом хозяйстве в процессе промышленного использования вовлекается не более 1% общего объема вещества биосферы. Этот факт нередко используется для того, чтобы показать, что масштабы производственной деятельности в рамках литосферы ничтожно малы. Однако при этом не учитывается более важный факт - активное воздействие горнопромышленного производства на биосферу. Широкое пользование недрами в современных условиях нарушило течение важнейших геохимических процессов, в первую очередь оно повлияло на соотношение материального баланса обмена в природном круговороте.

В настоящее время с горнопромышленным производством связывается поступление в природный кругооборот значительного количества техногенного вещества в виде горной массы, растворимых и летучих веществ - промышленных стоков, дымов и возгонов, а также высоких концентраций тяжелых металлов.

Продукты разработки месторождений и переработки добытых полезных ископаемых являются основным источником поступления техногенных продуктов в природный кругооборот . Так, по данным экспертов ООН, в 1976 году из недр нашей планеты в процессе добычи полезных ископаемых извлекалось 100 миллиардов тонн горной массы. В начале 90-х годов XX в. в связи с ростом масштабов горных работ в мировом хозяйстве извлекается ежегодно около 120 миллиардов тонн горных пород.

Объем вовлекаемых в хозяйственную деятельность горных пород, таким образом, в 4 -5 раз превышает количество природного вещества, которое ежегодно поступает в природный круговорот в процессе водной и ветровой денудации континентов (табл. 9.6).

Следует учесть, что эти процессы являются основными, формирующими геологический облик, рельеф нашей планеты в течение ее геологической истории. Захватывая, казалось бы, ничтожную часть литосферы, производственная деятельность оказывает самое серьезное воздействие на качество и продуктивность других разновидностей природных ресурсов. С предприятиями горнопромышленного производства связаны значительные поступления вредных для окружающей природной среды веществ в атмосферный воздух. Ежегодно в мировом хозяйстве от промышленных установок выбрасывается в атмосферу свыше 200 млн. тонн пыли, около 100 млн. тонн сернистого ангидрида, более 250 тысяч тонн свинца, а также цинк, медь, ртуть и другие токсичные элементы. Выпадая на земную поверхность в виде различных «смогов», «кислотных дождей», эти токсичные элементы наносят большой вред биоте и биосфере в целом, и в первую очередь человеку, его здоровью.

Однако на этом негативное воздействие отмеченных промышленных выбросов не заканчивается. Большинство техногенных продуктов и элементов, например тяжелые металлы, способны накапливаться в почве, растениях, в пищевых цепях, многие из них в природных условиях становятся более токсичными и опасными, определяя появление вторичного загрязнения. Развитие горнодобывающих предприятий связано с нарушениями в водоснабжении. Так, при добыче угля на шахтах Ростовской области на каждую тонну добываемого угля приходится откачивать свыше 20 кубических метров пластовой воды, а при добыче

железных руд на ряде карьеров Курской магнитной аномалии - до 8 кубических метров на каждую тонну железной руды. Необходимость откачки воды из карьера приводит к образованию так называемых

депрессионных воронок, связанных с интенсивным понижением уровня грунтовых вод. В результате иссякают водозаборы - высыхают колодцы, исчезают родники, ключи, ручьи, а за ними и многие малые реки, обнаруживается значительный недостаток воды в почвах, что отражается на урожае сельскохозяйственных культур.

За последние 30-40 лет в Мировом океане пробурено более 2000 скважин, из них только в Северном море, начиная с 1964 года, пробурено 1000 и оборудовано 350 промышленных скважин. Из-за незначительных (безаварийных) утечек на буровых ежегодно теряется 0,1 млн. тонн нефти, но аварийные ситуации также нередки. Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2,0 млн. тонн в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. тонн нефти. Судьба разлитой в море нефти определяется суммой следующих процессов: испарение, эмульгирование, растворение, окисление, образование нефтяных агрегатов, седиментация и биодеградация. Попадая в морскую среду, нефть оказывает губительное влияние на ее обитателей - растения, животных, микроорганизмы. Особую тревогу вызывает загрязнение нефтью внутренних водоемов (рек и озер), особенно при освоении запасов нефти в Западной Сибири.

Горнопромышленное производство начинается с нарушения земельных угодий. Эти нарушения особенно впечатляющие в открытых разработках. Еще сравнительно недавно мы восхищались могуществом человека, наблюдая за развитием гигантских разрезов и карьеров.

Здесь могущество человека, его техническое оснащение воплощалось особенно наглядно и ярко. Однако довольно быстро стало очевидным, что появление взамен привычного ландшафта - техногенного, «лунного», как его называют часто, мало кому может понравиться.

Открытая добыча связана с формированием значительного по размерам отвального хозяйства. Так называемые пустые породы, образуя отвалы, значительные площади земель, в том числе и сельскохозяйственных, пахотных. Процессы ветровой и водной эрозии на отвалах вызывают деградацию растущих вблизи карьеров лесов, в результате выбросов большого количества пыли падение урожайности сельхозугодий, создают неблагоприятные

условия для проживания людей вблизи такого горнодобывающего предприятия.

Во всем мире суммарная площадь нарушенных горными работами земель превышает 6 млн. га. К этим землям следует присовокупить также сельскохозяйственные и лесные угодья, на которые горнопромышленное производство оказывает непосредственно негативное воздействие. Подсчитано, что в радиусе до 35-40 километров от действующего карьера урожайность сельскохозяйственных культур обычно снижается на 30% в сравнении со средним уровнем .

Другим крупнейшим источником поступления техногенных элементов и химических соединений в природный кругооборот является энергетика, которая использует преимущественно минеральное топливо - нефть, газ, уголь. Ежегодно получаемая тепловая и электрическая энергия в сумме сопоставима с энергией крупных вулканических извержений и в настоящее время составляет около 0,4% от рассеивающейся энергии Солнца на нашей планете. По мнению Н. Ф. Реймерса (1984), современная энергетика способна изменять примерно на 0,7 градуса среднегодовую температуру биосферы, что служит причиной весьма существенных изменений в окружающей среде. В течение XX в. годовой объем выделяемых в окружающую среду веществ в энергетике увеличился до величин, сопоставимых с природными процессами, но что особенно важно, он сделался сопоставимым с техногенными материальными потоками, которые возникают в процессе добычи полезных ископаемых. Например, количество серы и железа, которое образуется при сжигании минерального топлива, сопоставимо с количеством специально организованной для получения этих элементов добычи. Количество поступающего в техногенные потоки при сжигании топлива алюминия и кремния даже на один-два порядка превосходит объемы специальной добычи этих полезных ископаемых. Подсчеты показывают, что вместе с продуктами сгорания минерального топлива образуются техногенные потоки таких элементов, как медь, ванадий, цинк, никель, титан, магний, натрий, хлор, ртуть, а также олово, золото и серебро, которые сопоставимы с объемами специализированной добычи этих элементов из недр. Следовательно, технологии получения энергии в этом случае необходимо комбинировать с технологиями получения металлов.

В сравнении с природными процессами - речной сток, биологическая продукция на суше и на море - техногенные процессы характеризуются быстрым ростом количественных показателей. Негативное воздействие горнопромышленного производства на окружающую среду многообразно и значительно. Это существенно отражается на экономической эффективности общественного производства, а также на качестве источников других природных ресурсов. К сожалению, до недавнего времени отсутствовали единые методы комплексного учета всей суммы факторов, отрицательно влияющих на окружающую среду. Количественные критерии чаще всего носили поэлементный характер. В последние годы ряд специалистов в области охраны окружающей, среды попытались комплексно оценить влияние горной промышленности на окружающую среду. Были составлены качественные классификации, отражающие причины и характер нарушений элементов естественной среды в результате ведения горных работ. Одну из таких классификаций приводят В. Н. Мосинец, М. В. Грязнов (1978) в своей работе:

Относительная оценка непосредственного количественного действия различных видов работ на окружающую среду приведена в таблице 9.7.

Из приведенных классификаций и материалов следует, что решению проблемы охраны окружающей среды при добыче и использовании полезных ископаемых должна предшествовать разработка мер по ее защите от вредных воздействий, комплексно отвечающих на вопросы: что следует защищать в первую очередь, от чего защищать и как защищать.

39. Рациональное использование полезных ископаемых. Охрана недр.

Современные технологии и геолого-экономические методы оценки запасов полезных ископаемых в недрах базируются на анализе закономерностей концентрации основных компонентов и сопутствующих. При этом практикуется определение запасов сопутствующих полезных ископаемых, которые в процессе вскрытия месторождения будут изыматься из недр. На основе таких оценок проектируются горнодобывающие предприятия по комбинированной выемке сопутствующих полезных ископаемых. Возможности комплексного использования месторождений учитываются при разработке долгосрочных программ геологоразведочных работ по подготовке минерально-сырьевых баз важнейших территориально-производственных комплексов, горнопромышленных районов

и центров.

Поисково-разведочными работами на месторождениях руд черных металлов изучается распределение таких попутных компонентов, как титан, ванадий, кобальт, медь, с соответствующим подсчетом запасов. При геологическом изучении угольных месторождений вмещающие и вскрышные породы исследуются как возможное сырье для производства строительных материалов, для закладки подземных выработок. Так, в Канско-Ачинском бассейне в породах вскрыши Барандатского угольного месторождения разведаны запасы каолиновых глин и сидеритов. Геологическое изучение месторождений руд цветных металлов включает детальный анализ распределения основных компонентов, а также сопутствующих минералов. Медноколчеданные месторождения исследуются в части распределения редких и рассеянных элементов. По комплексности использования сырья отечественная цветная металлургия находится на уровне наиболее технически развитых стран (рис. 9.12).

На Качканарском комбинате (Свердловская область) впервые в мировой практике на комплексной основе налажено производство высококачественного сырья (концентрата) из бедных по содержанию

железа (менее 20 %) руд (рис. 9.13.). Наряду с железным концентратом на этом предприятии важнейшим продуктом является ванадий. Производятся и другие попутные компоненты.

При разработке полиметаллических месторождений, кроме основных металлов, определяются запасы попутной меди, благородных металлов, кадмия, селена, висмута, теллура, а в баритово-полиметаллических -запасы барита. Бокситовые месторождения исследуются также с учетом использования основного минерала не только для глиноземного производства, но и в абразивной промышленности для получения электрокорунда и ферросплавов. В бокситовом сырье определяется также промышленная ценность ванадия, бериллия, скандия и других попутных элементов. Вмещающие породы исследуются как сырье для производства огнеупоров, керамзита, щебня и других строительных материалов.

При разведке нефтяных и газовых месторождений определяются компонентный и химический составы нефти и растворенного газа, товарные качества нефти, определяющие ее промышленную ценность. В растворенном и попутном газе изучаются концентрации гелия, сероводорода, углекислого и других газов. На некоторых месторождениях определяются запасы в нефти металлов, серы и других компонентов. На месторождениях агрохимического сырья при геологоразведочных работах большое внимание уделяется изучению возможностей комплексного использования этих руд. Например, на Селигдарском месторождении апатитов была определена возможность получения флюсов и гематитового концентрата для стекольной промышленности.

Комплексным минеральным сырьем является твердое минеральное топливо - уголь, горючие сланцы. В нем различаются горючая часть (88-60 %) и балласт (12-40 %). Горючая часть содержит углерод, водород, а также примеси кислорода и азота, серу. В органической горючей части во многих случаях присутствует пирит (марказит). Балласт состоит из смеси минералов окиси кремния, глинозема, карбонатов (извести), а также сульфатов, железа, никеля, хрома, ртути и редких металлов.

Многие из этих компонентов балластной части легко возгоняются при сжигании и вместе с дымовыми газами поступают в атмосферу. При сжигании такого топлива на крупных тепловых электростанциях, а также при производстве кокса большое внимание уделяется предварительному извлечению этих соединений в процессе обогащения, например, серного колчедана. Так, с разреза «Кимовский» и угольных шахт «Мосбасса» (Тульская область) ежегодно отправляется на обогащение более 2 млн. т угля, содержащего до 10 % примеси серного колчедана (пирита).

На углеобогатительной фабрике уголь из разреза или шахты проходит специальное обогащение, что позволяет получать твердое топливо - товарный угольный концентрат, не содержащий вредных примесей серы (серного колчедана), глину для производства кирпича на местном кирпичном заводе. Пиритный концентрат является ценным сырьем для производства серной кислоты.

Пользование недрами для разработки месторождений полезных ископаемых требует применения наиболее рациональных эффективных методов извлечения из недр основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых . Наряду с расширением масштабов применения открытого способа добычи угля, руд черных и цветных металлов, агрохимического сырья большое внимание уделяется совершенствованию систем подземной добычи, В результате значительно повысилось извлечение запасов, что позволило существенно увеличить производство минерального сырья при экономии трудовых и капитальных затрат. Например, сквозное извлечение железа с 1960 по 1980 гг. увеличилось с 68,2% до 73,7%, а апатитов - с 84 до 87,8%, калийных солей - с 26,8 до 32,7%. Сквозное извлечение угля увеличилось за этот период с 69,7 до 81,4 процента. С 60-х годов XX в, развиваются и мощности по обогащению железной руды: производство концентрата с содержанием железа более 65% только в период с 1965 по 1975 год увеличилось в 63,5 раза, а производство железорудных окатышей - нового вида железорудной продукции - увеличилось за этот же период в 40 раз. Десятки миллионов тонн угля теряются в отвальных породах, которые образуются на разрезах и шахтах.

Уголь в отвальных породах может служить надежной базой обеспечения местных потребностей в топливе. В нашей стране на Коркинском разрезе (Челябинская область) более 30 лет работает гидравлический крутонаклонный сепаратор, позволяющий извлекать из отвальных углистых пород разреза ежегодно более 250 тысяч тонн угля. В настоящее время такие установки работают в Подмосковном бассейне и других. Применение установок на угольных разрезах и шахтах позволяет существенно снизить себестоимость добываемого угля и повысить степень извлечения угля из недр при добыче. При разработке месторождений в 90-х годах XX в. увеличилась степень извлечения руды из недр. С помощью открытого способа добычи цветных металлов извлекается около 70% полезных ископаемых. На рудниках и шахтах при подземном способе добычи широко используются системы закладки выработанного пространства. Применение закладочных комплексов позволяет в 3- -5 раз снизить потери руды в недрах, улучшить качество добываемого сырья, в несколько раз снизить трудовые затраты. В результате ежегодные безвозвратные потери руды цветных и редких металлов в недрах снизились на 1,5 миллиона тонн. Значительные резервы имеются для повышения качества и производительности работ в связи с применением прогрессивных методов добычи - кучного и подземного выщелачивания, позволяющих отрабатывать запасы бедных, забалансовых руд, хвостов обогащения.

Отмеченные направления совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых требуют создания специализированных высокопроизводительных машинных комплексов, широкого внедрения автоматизации и телемеханизации, решения сложных задач совершенствования технологических процессов добычи на комплексной основе.

Охрана недр.

В соответствии с основами законодательства Российской Федерации о недрах выделяются первоочередные объекты охраны и защиты, те принципиальные методы и способы защиты, с помощью которых возможно достижение максимального положительного эффекта (табл. 9.8). К охране недр предъявляются следующие требования:

1. Полное и комплексное геологическое изучение недр.

2. Соблюдение установленного порядка предоставления в пользование недр, исключая самовольное.

3. Полное извлечение из недр и рациональное использование запасов основных и совместно залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов.

4. Исключение вредного влияния связанных с пользованием недр на сохранность запасов полезных ископаемых.

5. Охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других неблагоприятных воздействий, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку.

6. Запрещение необоснованной и самовольной застройки площадей залегания полезных ископаемых и соблюдение установленного порядка использования этих площадей для других целей.

7. Исключение вредного влияния связанных с пользованием недр работ на сохранность эксплуатируемых и находящихся на консервации горных выработок, буровых скважин и подземных сооружений.

8. Запрещение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ и отходов производства, а также при сбросе сточных вод. До начала строительства горного предприятия местные органы управления оформляют на основании лицензии специальным актом горный отвод - выделенный участок недр для разрешенной разработки месторождения, регистрируемый в органах Государственного комитета по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору.

Таким образом, при добыче и освоении полезных ископаемых охрана окружающей природной среды приобретает с каждым годом все большее значение. Для решения данных проблем в России разрабатываются республиканские и региональные программы.

Экологические основы природопользования Контрольная работа № 1 «Проблемы использования полезных ископаемых. Проблемы загрязнения атмосферы» Цель: Изучить классификацию полезных ископаемых, основные виды использования их человеком; применяя расчетный метод, научиться выявить проблемы, связанные с пользованием полезных ископаемых. Рассчитать количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта». Часть первая: Ход работы: Полезные ископаемые – минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их для обеспечения жизнедеятельности человека, а также в сфере материального производства. Классификация полезных ископаемых. 1. Металлические 2. Неметаллические 3. Горючие 4. Водо-минеральные Группы полезных ископаемых. 1. Рудные ресурсы (железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и др.). 2. Природные строительные материалы (известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит). 3. Нерудные полезные ископаемые (яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмазы и др.). 4. Го р н о -химическое сырье (апатиты, фосфориты, поваренная и калийная соли, сера, барит и др.). 5. Топливно-энергетические (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и др.). 6. Гидроминеральные ресурсы (подземные, пресные и минерализованные воды). 7. Минеральные ресурсы океана (рудоносные жилы, пласты континентального шельфа и т.д.). 8. Минеральные ресурсы морской воды (железо, свинец, уран, золото, натрий, хлор, бром, магний, поваренная соль, марганец). Проблемы, связанные с добычей и использованием полезных ископаемых в России. 1. Подавляющая часть ценных (редких) минералов, сопутствующих основному добываемому материалу, остается неизвлеченной из отходов промышленной переработки руд. Причина: несовершенные методы комплексного использования мин.сырья. 2. Потери части (до 60%) добываемого сырья при подземной добыче. Причина: несовершенные способы добычи мин.сырья. 3. Нерациональное использование природного газа – сожжено в факелах многие миллиарды куб. м. Причина: несовершенные методы комплексного использования сопутствующих газов. 4. Го р н о -промышленный комплекс - один из самых крупных источников нарушения и загрязнения окружающей природной среды. 5. Крупнейшие месторождения запасов минерального сырья находятся в труднодоступных географических районах. 6. Экспорт собственного сырья (до 25%) и импорт чужого (не более 1,5%). Следствие: Россия в ближайшем будущем может из экспортера мин.сырья превратиться в его импортера! 7. Хищническое освоение минерального потенциала страны (воровство природных ресурсов). II. Практическая часть. Технико-экономические показатели работы крупных промышленных предприятий. Таблица 1. 1. Рассчитайте годовой расход топлива на производственные нужды заводов города «N», если известно, что промышленная специализация этого города – черная и цветная металлургия. 2. Рассчитайте затраты электроэнергии за год на предприятиях сельскохозяйственной отрасли. 3. Рассчитайте годовой расход воды на предприятиях легкой промышленности. 4. Рассчитайте количество сырья, требуемого для работы лесопильного завода и целлюлозно-бумажного комбината в течение 3-х лет. 5. Какие проблемы Вы можете обозначить по каждому виду затрат? 6. Рассчитайте себестоимость единицы продукции металлургического завода, если бы единица сырья стоила бы 10 000 руб., единица электроэнергии – 10 руб., единица топлива – 5000 руб., единица воды – 100 руб. 7. Перечислите предприятия, для которых сырьем служат: a. Металлические полезные ископаемые b.Неметаллические полезные ископаемые c. Горючие полезные ископаемые 8. Какие группы полезных ископаемых можно выделить в сырье металлургического завода? 9. Сформулировать вывод к работе. Часть вторая: Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота NOx (смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% CO и более 50% по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание CO и NOx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов, за определенный промежуток времени. К выбрасываемым веществам относятся угарный газ (концентрация в выхлопных газах 0,3 – 10% об.), углеводороды – несгоревшее топливо (до3% об.) и оксида азота (до 0,8% об.), сажа. Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта а атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расче

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ: РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Пермь 2007

ВВЕДЕНИЕ

1. 1. Классификация полезных ископаемых
   2. Распределение и запасы минерального сырья в мире и России
   3. Использование недр человеком
   4. Обзор добычи нефти и газа за 2005 год
2. ОХРАНА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
   1. Основные направления по рациональному использованию и охране недр
   2. Правовые основы охраны и рационального использования недр
   3. Государственный мониторинг геологической среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Недра в узком смысле слова - это верхняя часть земной коры, в которой при современном уровне развития техники добываются полезные ископаемые. Недра земли богаты полезными ископаемыми, которые издавна используются человеком и составляют основу ведущих отраслей мирового хозяйства. Совокупность полезных ископаемых, заключенных в недрах, составляет понятие «минеральные ресурсы», которые являются основой для развития важнейших отраслей промышленности (энергетика, черная и цветная металлургия, химическая промышленность, строительство). На территории России известно несколько тысяч месторождений топливно-энергетического комплекса, нерудного сырья и подземных вод. Вместе с тем после распада СССР возникла проблема создания собственной сырьевой базы марганцевых, хромитовых, фосфоритовых руд, крупные месторождения которых на территории страны практически отсутствуют. При наличии сырьевой базы не добываются титан, ртуть. Прогнозные ресурсы практически всех видов минерального сырья в целом по стране весьма значительны, но реализация их требует систематических инвестиций в геологическое изучение недр.

Большинство месторождений полезных ископаемых содержит ряд компонентов, извлечение которых представляет немалую экономическую выгоду для народного хозяйства. Иногда сопутствующие вещества имеют самостоятельное значение, а общая экономическая ценность их нередко превышает ценность основного компонента. Комплексное использование минеральных ресурсов существенно сокращает потери ископаемых и расширяет сырьевую базу, представляет большую экономическую выгоду.

На территории России запасы полезных ископаемых составляют Единый государственный фонд. В настоящее время отношения пользования Государственным фондом недр регулируется законом РФ «О недрах» и «Об охране окружающей среды». Непрерывный рост потребления минерального сырья в народном хозяйстве вызывает настоятельную необходимость бережного и хозяйственного использования богатств наших недр. От того, как будут использоваться эти богатства, во многом зависит успешное развитие экономики, рост материального благосостояния и культурного уровня жизни населения. Улучшение использования минерального сырья - одно из важнейших условий снижения материальных затрат в народном хозяйстве. Оно способствует совершенствованию структуры производства, повышает отдачу основных фондов.

Курсовая работа состоит из двух основных частей, а также введения и заключения, вторая часть работы содержит 3 таблицы. Цель курсовой работы - проанализировать запасы полезных ископаемых и их рациональное использование, как охраняются недра в нашей стране. Задачи данной работы:

Выявить, как распространяются полезные ископаемые;

Определить основные направления по охране недр.

Произвести обзор добычи нефти и газа за 2005 год.

При написании работы были использованы различные источники, в частности: закон Российской Федерации, постановление Правительства РФ, учебные пособия, научная литература, статьи из периодических изданий.

1. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ И ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЕ

1. Классификация полезных ископаемых

Полезные ископаемые - горная порода, непосредственно используемая в народном хозяйстве, и природные минеральные образования, из которых могут быть извлечены минералы, ценные для различных отраслей. Природными ресурсами для основных видов продукции горных предприятий служат полезные ископаемые, которые делятся на металлические, неметаллические и горючие. Классификация полезных ископаемых:

Топливо-энергетические (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и т.д.);

Рудные ресурсы (железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов);

Природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые (известняк, доломит, глина, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмазы);

Горно-химическое сырье (апатиты, фосфориты, поваренная и калийная соль, сера, барит, бром, йодсодержащие растворы);

Гидроминеральные ресурсы (подземные, пресные и минерализованные воды);

Минеральные ресурсы океана (рудоносные жилы, пласты континентального шельфа и железомарганцевые конкреции на глубинах 3-6 км);

Минеральные ресурсы морской воды (железо, свинец, уран, золото, натрий, хлор, бром, магний, поваренная соль, марганец).

Согласно Конституции РФ недра являются государственной собственностью и предоставляются в пользование организациям в целях геологического изучения, добычи полезных ископаемых, строительства подземных сооружений различного назначения специальным разрешением в виде лицензии и оформляются на основании акта, удостоверяющего горный отвод и определяющего размеры выделенного участка недр. Потребителями полезных ископаемых является железорудная промышленность, цветная металлургия, угольная промышленность, промышленность горно-химического сырья и строительных материалов. Продукция рудников и карьеров - природное минеральное сырье, называемое рудой. Руда - это горная порода, содержащая металлы и их соединения или неметаллические материалы (асбест, барит, сера, алмазы, слюда и т.д.) в количестве и виде пригодном для их извлечения при современном состоянии техники. Продукция угольных шахт - уголь, которым по химическим и технологическим свойствам подразделяется на бурый, каменный, антрацит, горючие сланцы. Помимо этого, каменный уголь делится еще на десять классов - марок. Основанная продукция горных предприятий промышленности нерудных материалов: щебень, гравий, песок, песчано-гравийная смесь, бутовый камень.

В настоящее время большинство добываемых полезных ископаемых в своем природном виде не соответствует требованиям потребителей в отношении качества. Продукция горных предприятий соответствующего качества и в достаточном количестве получается после обогащения. В стране ведутся государственные кадастры природных ресурсов как определенный свод данных: земельный, месторождений полезных ископаемых, лесной, животного мира, водный.

1.2 Распределение и запасы минерального сырья в мире и России

Полезные ископаемые, вовлеченные в сферу общественного производства, называют в настоящее время минеральными и топливно-энергетическим сырьем. Минеральные ресурсы подразделяются на горючие, металлические и неметаллические. Минеральные ресурсы относят к категории невозобновляемых природных ресурсов. Горючие ископаемые иногда считают восстановимыми ресурсами, поскольку в течение длительного геологического времени они способны возобновляться. Однако скорость их восстановления несоизмеримо мала по сравнению со скоростью их извлечения из недр и интенсивностью использования человеком.

Крупные запасы основных полезных ископаемых распределены следующим образом: нефть - Саудовская Аравия, Кувейт, Ирак; природный газ - Россия, Иран, Объединенные Арабские Эмираты; каменный уголь - Китай, США, Россия; железная руда - Бразилия, Россия, Китай; бокситы - Гвинея, Бразилия, Австралия; медные руды - Чили, США, Заир; Марганцевые руды - ЮАР, Австралия, Габон (9; с.50). Разведанные запасы железа на Земле оцениваются в 100 млрд.т. Основные запасы железа сосредоточены в Америке (47,8%), Африке (15,9%), Австралии и Океании (15,7%). Разведанные запасы фосфоритов, оценивающиеся в 40-50 млрд.т, размещены в Африке (62%), Америке (29,1%), и Азии (5,9%). Запасы алюминия оцениваются в 20-25 млрд.т, размещены они в Африке (59,4%), Америке (19%), Австралии и Океании (11,6%). Мировые запасы нефти и газа составляют соответственно 136094 млн.т и 141026 млрд.м³ (18; с.39). Основные запасы нефти сосредоточены на Ближнем Востоке (65,7%), в Америке (16,2% в том числе в США 3,3%) и Африке (6,1%); запасы газа - в Восточной Европе (40,2%, в том числе в России 39,2%), в Америке (10%) и Африке (6,9%).

Минерально-сырьевую базу отечественной промышленности (энергетики, топливной, химической, строительной, черной и цветной металлургии) составляют месторождения с разведенными и с достаточной точностью оцененными запасами. В России открыто и разведено около 20 тысяч месторождений полезных ископаемых, из которых примерно 37% введены в промышленное освоение. Месторождения России содержат свыше 10% мировых разведанных запасов нефти, примерно одну треть мировых запасов газа, 12% угля, 28% железных руд, значительную часть разведанных запасов цветных и редких металлов. По количеству разведанных запасов золота, платиноидов и платины Россия занимает второе место в мире, алмазов и серебра - первое (16; с.93).

Распределение месторождений на территории России весьма неравномерное. Наибольшим валовым минерально-сырьевым потенциалом обладают Дальний Восток и Приморье (месторождения цветных, редких, благородных металлов, бора). Несмотря на относительно низкую долю разведанных запасов от общего потенциала минеральных ресурсов (3%), в регионе добывается практически все: олово, сурьма, алмазы, бор, более половины золота, свинца, плавикового шпата, треть вольфрама от всей добычи по России. Важную роль в общероссийском балансе добычи играют месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, нефти Поволжья, вольфрама и молибдена Северного Кавказа. Бедны минеральными ресурсами Центральный и Волго-Вятский районы. Важнейшие месторождения угля: Тунгусский, Ленский, Канско-Ачинский, Кузнецкий, Печорский угольные бассейны.

Полученные в результате добычи и последующей переработки минеральное сырье и минерально-сырьевые продукты составляют основную статью российского экспорта. Наиболее критическая ситуация возникла в России в конце 90-х годов, когда воспроизводство минерально-сырьевой базы серьезно ухудшилось. Во-первых, сократились объемы добычи (особенно по нефти и газу), во-вторых, не происходило прироста запасов, а ранее созданный поисково-разведочный задел постоянно таял. Природно-ресурсный потенциал Росси использовался неэффективно. Основные причины были таковы:

Несбалансированная микроэкономическая и инвестиционная политика в области природопользования, приводящая к интенсивному использованию естественных богатств, диспропорциям между добывающими инфраструктурными комплексами;

Несовершенное законодательство, порождающее противоречия в сфере природопользования;

Неразвитость рыночных механизмов и государственного регулирования в сфере природопользования в новых условиях;

Недоучет ассимиляционного потенциала природной среды как экономической ценности при определении альтернатив развития страны и регионов.

1.3 Использование недр человеком

Человек использует недра, добывая полезные ископаемые. В последнее время недра становятся средой временного обитания человека (метро, бомбоубежища, шахты, штольни). В старых выработках организуют подземные хранилища продуктов. Отработанные пространства в месторождениях каменной соли используются для лечения астмы, аллергии и некоторых других заболеваний. Возможно, в дальнейшем в недрах будут строить жилые помещения, уже теперь строят метро, многоэтажные подземные гаражи, торговые центры и т.д. Человек получает 36% энергии за счет сжигания нефти, по 24% - за счет сжигания газа и угля, 6% - на атомных электростанциях (АЭС), 5% - за счет гидроресурсов, 5% - при сжигании древесины и торфа (3; с.186). Источники получения энергии постоянно меняются в зависимости от изменения ресурсов, научно-технического прогресса, экономических затрат.

Интенсивность добычи полезных ископаемых постоянно нарастает. Если за последние 25 лет население Земли увеличилось на 50%, то потребление угля возросло в 2 раза, железной руды - в 3, нефти и газа - почти в 6 раз. Деятельность людей становится мощным геологическим фактором. Подсчитано, что за шесть последних лет XX столетия из недр Земли добыто 8,3 млрд.т руд и горючих ископаемых (5; с.95). Объемы добываемых руд сравним с объемом ежегодного стока рек. Известно, что в Мировой океан ежегодно выносится около 15 млрд.т твердых частиц.

Темпы роста производства и потребления минеральных ресурсов за период с 1980 по 2005гг. составили 650-1100% в развитых странах и 310% в развивающихся. Происходит резкий рост потребления энергоресурсов: за указанный период оно выросло с 4-5 до 8-9 млн.т условного топлива в год. По прогнозам специалистов к концу 2010 года потребление энергоресурсов возрастет до 13-14 млн.т условного топлива в год (14; с.22). Сейчас в горнодобывающей промышленности объем перерабатываемой горной массы составляет около 30-32 млрд.м³ в год. Наибольший объем добычи приходится на железную руду.

Таким образом, перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому охрана недр становится важнейшей проблемой всего человечества.

1.4 Обзор добычи нефти и газа за 2005 год

В 2005 году добыча нефти в России увеличилась на 2,5 % по сравнению с 2004г. и составила 9,4 млн. баррелей/сутки (470,2 млн. тонн). При этом темпы роста оказались самыми низкими за последние 5 лет (15; с.24).Это вызвало у некоторых экспертов опасения, что добыча нефти в России достигла пиковых значений. Однако данная точка зрения спорна. Основной причиной искажения результатов 2005 года стало сокращение объемов производства бывшими и нынешними дочерними предприятиями ЮКОСа, включая Юганскнефтегаз после смены собственника в конце 2004 года. Без учета данных этих компаний объем добычи нефти в России мог увеличиться на 6% по сравнению с 2004 годом, что представляется весьма значительным результатом. Также отмечено ускорение темпов роста производства во втором полугодии 2005г., притом, что в декабре добыча достигла рекордной отметки в 9,4 млн. баррелей/сутки (на 3,6% выше среднего показателя первого полугодия 2005г), создав хорошую основу для дальнейшего роста производства в 2006 году. Это хорошо видно из таблицы 1.

Таблица 1. Добыча нефти в 2004-2006гг., тыс.баррелей/сутки

Компания			Изменение, %	(прогноз)	Изменение, %
Роснефть
Сургутнефтегаз
Газпром+Сибнефть+50% Славнефти
Сибнефть
Татнефть
Славнефть
Русснефть
Башнефть
ЮКОС и Юганскнефтегаз
Всего, без учета ЮКОСа и Юганскнефтегаза

Так, прогнозируемый рост добычи нефти на 2006 год составляет 4,4%. Поэтому российская нефтяная отрасль еще далека от той точки развития, когда истощение резервной базы ограничит рост производства. Среди крупнейших российских нефтяных компаний самые высокие темпы роста добычи продемонстрировала ТНК-ВР, которая увеличив объем добычи на 7,53% по сравнению с 2004 г., сумела опередить Сургутнефтегаз, лидировавший по данному показателю на протяжении первых 11 месяцев 2005г. Это подчеркивает высокую эффективность ТНК-ВР и подтверждает теорию о том, что западные технологии извлечения нефти и методы восстановления запасов могут с успехом использоваться в России, особенно на наиболее истощенных месторождениях. Однако возможности современных технологий улучшать производственные показатели ценой относительно небольших затрат ограничены. Сургутнефтегаз также добился высоких темпов роста добычи, прежде всего благодаря широкомасштабным работам по разработке новых месторождений. Однако данная компания, в отличие от большинства других производителей нефти, использует более консервативный подход к добыче, поэтому в настоящее время демонстрирует низкие темпы, вызванные естественным истощением запасов, по сравнению с компаниями, практикующим более агрессивный подход к извлечению нефти. Добыча нефти ЮКОСа и Сибнефти, скорее всего, продолжит сокращаться ввиду использования этими компаниями более агрессивных методов восстановления запасов на протяжении предыдущих лет, а так же в связи с «предбанкротным» состоянием ЮКОСа и сменой собственника Сибнефти. Капиталовложения ЛУКОЙЛа в объеме 4 млрд. долл. в 2005 году и планируемые вложения в размере 4,5 млрд. долл. в 2006 году позволят компании поддерживать высокие темпы роста. Можно предположить, что в 2006 году ЛУКОЙЛ продемонстрирует увеличение добычи на 4-5%.

Производство газа в России в 2005 году увеличилось на 1% по сравнению с предыдущим годом - до 640 млрд. куб.м (15; с.26). Наибольший вклад в увеличение совокупного показателя внесла Роснефть, увеличившая добычу газа на 39% по сравнению с 2004 г. - до 13 млрд.куб.м (таблица 2). Рост производства Роснефти частично обусловлен приобретением Юганснефтегаза, который в 2005 году произвел 1,3 млрд.куб.м газа. Однако большая часть этих объемов (на 3,6 млрд.куб.м) представляет собой органический рост в результате увеличения использования попутного газа. Объем добычи природного газа Газпромом повысился всего на 0,5% по сравнению с 2004г. - до 547 млрд.куб.м. Здесь следует отметить, что если бы не приобретение у НОВАТЭКа компании «Пугаздобыча» в конце 2004 г., объем добычи Газпрома сократился бы на 1,9%. Это лишний раз доказывает наличие системной проблемы у монополии в связи со значительной истощенностью существующих запасов. Что касается НОВАТЭКа, то его объем добычи природного газа в 2005 г. составил 25,3 млрд.куб.м, повысившись на 23% по сравнению с 2004 годом (если предположить, что компания полностью владела тремя крупнейшими месторождениями в 2004г.).

Таблица 2. Добыча газа в России в 2005 г., млрд. куб.м.

Компания			Изменение, %
	Нет свед.		Нет свед.
Сургутнефтегаз
Роснефть
Сибнефть
Всего, нефтяные компании
Всего, Россия

2. ОХРАНА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

2.1 Основные направления по рациональному использованию и охране недр

Под охраной недр понимается научно обоснованное рациональное и бережное использование полезных ископаемых, максимально полное, технически доступное и экономически целесообразное их извлечение, утилизация отходов, ликвидация урона, нанесенного естественным природным ландшафтам. Основные мероприятия по охране недр базируются на ресурсосбережении: предотвращение потерь при добыче, транспортировке полезных ископаемых, при их обогащении и переработке, использовании готовой продукции.

Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде происходят при разработке месторождений подземным способом. При этом потери угля (остается в недрах) составляют 20-45%, руд цветных и черных металлов 15-25%, горно-химического сырья 20-60%, при открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются до 12% (8; с.167). Исключительно открытым способом добываются стройматериалы (песок, глина, щебень, гравий) и россыпные ископаемые. Однако обратной стороной открытого способа разработки полезных ископаемых являются нарушения естественных природных ландшафтов. Например, при извлечении 1 млн. т. угля шахтным способом отвалы занимают 8 га, а при открытом - нарушенные земли занимают 30 га и более. Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологий извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50-60%, потери же попутного газа - 20 млрд. т. в год (он сжигается в факелах) просто потрясают воображение.

В мероприятия по охране недр входит комплексное использование ресурсов, которое предусматривает при добыче одного полезного ископаемого более полное извлечение сопутствующих компонентов. Ликвидация системы валовой выемки, своевременное разделение руд, их сортировка во время добычи позволяют сохранить ценные компоненты сырья, что дает большой экономический эффект. Таким образом, основные мероприятия по охране недр на стадии добычи минерального сырья сводятся к совершенствованию технологии его разведки, расчета запасов, добычи с применением ряда правовых и экономических регламентирующих механизмов.

Значительные потери полезных ископаемых происходят при их транспортировке к местам переработки и использованию. Например, на территории России в 2005 году эксплуатировалось 378 тыс. км промысловых трубопроводов, на которых за год случилось более 40 тысяч прорывов. В Западной Сибири свыше 100 тыс. км промысловых трубопроводов с 35-летним стажем работы нуждаются в замене. В результате за 2005 год разлилось 2650 тонн нефти из магистральных труб и 1438 тонн нефтепродуктов (19; с.36).

Комплексное, наиболее полное извлечение и использование химических элементов позволяет сохранить месторождение, не тратить дополнительные средства на переработку отходящих газов, пыли и промышленных стоков. Пыль, задержанная фильтрами, представляет собой высококачественное сырье; нефть и масла, собираемые в отстойниках нефтеперерабатывающих заводов, на ремонтных, транспортных и других предприятиях, рафинируются и используются в народном хозяйстве. Можно сделать вывод, что комплексное использование и бережное расходование минерального сырья при его добыче, транспортировке и переработке неразрывно связано с охраной окружающей природной среды. Преобразование малоцелевых горных предприятий и перерабатывающих заводов в многоцелевые, отказ от отраслевого подхода к разработке минеральных ресурсов - это одновременно и сбережение минерального сырья и ресурсов. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений за соблюдением режима эксплуатации месторождений, организацией и ведением мониторингом силами разработчика, за рекультивацией и реабилитацией ландшафтов.

Для охраны недр существенное значение имеет использование полезного ископаемого строго по его назначению. Еще Д.И. Менделеев говорил: «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями» (9; с.108). И если нефть или коксующиеся угли используются в качестве топлива - это растранжиривание минеральных ресурсов. Резервом в экономии минеральных ресурсов являются: более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее дефицитными материалами. Так, современная металлургическая промышленность может работать на 40% и более на вторичном сырье. Это сырье может дать почти половину объема выплавляемой стали. Вторичная переработка лома цветных металлов потенциально может давать ежегодно 1/5 мировой продукции меди, более 1/3 алюминия, около 1/5 цинка (17; с.5). Конечно, рост добычи топлива и производства энергии связан с существенным повышением капиталовложений, которые идут не только на добычу и разведку, но и на мероприятия по охране окружающей среды. Однако игнорирование их в угоду сиюминутной прибыли оборачивается, как правило, негативными последствиями, на ликвидацию которых затрачивается значительно больше средств, чем на их предотвращение.

Еще одним резервом сбережения, использование которого сохранит недра. Является применение искусственных заменителей дефицитного минерального сырья. Металл с успехом может быть заменен пластмассами, деревом и даже камнем. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы. Минеральное топливо может быть заменено геотермальной энергией термальных подземных вод. Например, в Венгрии тепличное хозяйство, животноводческие комплексы и даже некоторые жилые помещения обогреваются за счет геотермальных подземных вод.

2.2 Правовые основы охраны и рационального использования недр

Правовой основой охраны и рационального использования недр России служат государственные законы, правительственные постановления, ведомственные нормативно-правовые акты, определяющие порядок и характер проведения горно-геологических работ, эксплуатации месторождений полезных ископаемых, рекультивации и реабилитации природно-территориальных комплексов. Важное значение для бережного использования и охрану недр имеют международные договоры и соглашения нашей страны с другими странами, соответствие российских правоохранительных требований международным.

Международная правовая охрана недр действует сейчас на следующих принципах: недра имеют государственные границы и являются общим достоянием человечества. Должны соблюдаться свобода исследований и меры по сохранению недр и их компонентов, запрещается национальное присвоение недр и их компонентов. Отдается приоритет международному сотрудничеству и выполнению международных соглашений (конвенций) и обязательств, соблюдению международной ответственности всех государств за сохранение недр.

Юридической основой охраны и рационального использования недр является природоохранное законодательство. Оно представляет собой совокупность нормативно-правовых актов, определяющих порядок и условия охраны и использований недр, деятельность государственных и общественных организаций, права и обязанности недропользователей и их ответственность ха охрану недр. Закон «О недрах» регулирует отношения, возникающие в процессе изучения, использования и охраны недр территории РФ, ее континентального шельфа и морской исключительной экономической зоны, а также отходов горнодобывающего и связанных с ним перерабатывающего производств, торфа и иных специфических минеральных ресурсов. Закон содержит правовые и экономические основы комплексного рационального использования и охраны недр, обеспечивает защиту интересов государства и граждан РФ, а также прав пользователей недр. Основными требованиями по рациональному использованию и охране недр являются:

Соблюдение установленного законодательством порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;

Обеспечение полноты геологического изучения рационального комплексного использования и охраны недр;

Проведение государственной экспертизы и государственный учет запасов полезных ископаемых, а также участков недр, используемых в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых;

Обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;

Охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку;

Предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с пользованием недрами;

Соблюдение установленного порядка консервации и ликвидации предприятий по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых;

Достоверный учет извлекаемых и составляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов при разработке месторождений полезных ископаемых.

В случае нарушения требований право на пользование недрами может быть ограничено, приостановлено или прекращено специально на то уполномоченными государственными органами в соответствии с законодательством.

В 1998 году правительство РФ утвердило «Положение о государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр». Задачей государственного геологического контроля является обеспечение соблюдения всеми пользователями недр установленного порядка пользования недрами, законодательства и утвержденных в установленном порядке стандартов (норм и правил) в области геологического изучения, использования и охраны недр. Министерство природных ресурсов РФ осуществляет государственный геологический контроль непосредственно через подразделения центрального аппарата Министерства, ведающего вопросами государственного геологического контроля, и отделы государственного геологического контроля территориальных органов государственного управления фондом недр. Министр природных ресурсов РФ по должности является главным государственным инспектором РФ по геологическому контролю. Основные законодательные и нормативные акты, регламентирующие охрану недр, приведены в таблице 3. Эффективность этих законодательных актов полностью зависит от контроля за их выполнением.

Таблица 3. Основные законодательные и нормативные акты, регламентирующие охрану недр России

	Наименование документа	Дата утверждения
	Закон Российской Федерации «О недрах»
	Положение о порядке лицензирования пользования недрами
	Инструкция по применению «Положение о порядке лицензирования пользования недрами» к участкам недр, предоставляемым для добычи подземных вод, а также других полезных ископаемых, отнесенных к категории «лечебных».	Утверждена приказом Роскомнедр № 70 от 28 апреля 1994г. Зарегестрирована в Министерстве юстиции РФ 26 мая 1994г.
	Закон Российской Федерации «О ставках отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы»
	Порядок использования отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы и освобождения пользователей недр от указанных отчислений
	Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»
	Закон Российской Федерации «Об экологической экспертизе»	Принят Государственной Думой 19 июля 1995г. Утвержден Президентом РФ 23 ноября 1995г.(№174-ФЗ)
	Положение о порядке проведения государственной экологической экспертизе
	Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов
	Положение о порядке и условиях взимания платежей за право пользования недра, акваторией и участниками морского дна
	Инструкция о порядке и сроках внесения в бюджет платы за право на пользование недрами
	Положение о государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр
	Положения о территориальных комиссиях по запасам полезных ископаемых Комитетам РФ по геологии и использованию недр
	Положение о Федеральном горном и промышленном надзоре в России
	Инструкция о порядке проведения государственной экспертизы геологических материалов территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых
	Положение о лицензировании отдельных видов деятельности, связанных с геологическим изучением и использованием недр

2.3 Государственный мониторинг геологической среды

Важным элементом рационального использования и охраны недр является Государственный мониторинг геологической среды (ГМГС). Под ГМГС понимается федеральная система наблюдений, оценки, контроля и прогноза состояния геологической среды на территории России. Организацией, на которую возложены координация и проведение всей региональной политики управления и регулирования в сфере изучения, воспроизводства, рационального использования и охраны природных недр, является Министерство природных ресурсов (МПС) России. Основой ведения Государственного мониторинга геологической среды является государственная наблюдательная сеть, насчитывающая 18,3 тыс. пунктов наблюдения. Основными функциями ГМГС являются:

Слежение за состоянием геологической среды;

Прогноз его изменения под воздействием природных и антропогенных факторов;

Информационное обеспечение недропользователей данными о состоянии геологической среды;

Ведение банка данных ГМГС.

Госгортехнадзором России совместно с МПР России определен порядок взаимодействия в вопросах рационального использования и охраны недр. Важным элементом системы ведения мониторинга является Государственный банк цифровой геологической информации и информации о недропользовании в России (ГБЦГИ). Он подготавливает цифровые структурированные данные о геологическом строении недр, протекающих в них процессах и находящихся в них полезных ископаемых. Там же находятся данные по использованию и развитию минерально-сырьевой базы России, по добыче, транспортировке, экспорту, потреблению, по экономике и конъюнктуре рынка минерального сырья и другие данные, необходимые для разработки стратегии рационального использования и охраны недр. Основным видом информации, формируемой на базе данных мониторинга геологической среды, является Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нельзя дальше мириться с парадоксом, когда при наличии колоссальных сырьевых ресурсов их постоянно не хватает. Такое положение является следствием того, что и сегодня наша страна в расчете на единицу национального дохода продолжает слишком много расходовать топлива, электроэнергии, металла, и это вынуждает выделять все новые средства для наращивания сырьевой и топливно-энергетической базы. Важно расширять требования к переработке минерального сырья. Повышение комплексности, полноты и качества извлечения из недр полезных ископаемых, ликвидация необоснованных потерь при их добыче, обогащении и переработке имеют огромное экономическое значение, так как позволяют повысить производство продукции на действующих предприятиях, в ряде случаев исключают надобность строительства новых предприятий, значительно повышают эффективность общественного производства.

Как видно из первой части данной курсовой работы в 2005 году российская нефтяная промышленность продемонстрировала успешные результаты. Несмотря на относительно слабые показатели 2005 года, отмечено повышение объемов добычи нефти (без учета ЮКОСа) на 6% по сравнению с предыдущим годом и ускорение темпов роста производства во втором полугодии. Это позволяет прогнозировать увеличение производства нефти в последующие годы, что является весьма впечатляющим результатом для второй в мире страны - производителя нефти. Что касается Газпрома, то объемы добычи на основных месторождениях концерна в 2005 году продолжили снижение; если бы не недавнее приобретение нового дочернего предприятия, объем добычи по итогам года снизился бы примерно на 1,9%. Это представляется весьма тревожной тенденцией в долгосрочной перспективе.

По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы полезных ископаемых истощатся примерно через 70-140 лет. Поэтому рациональное комплексное освоение ресурсов способно сохранить природные богатства для будущих поколений, защитить интересы народов нашей страны. Перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому охрана недр становится важнейшей проблемой, стоящей перед человечеством. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, за соблюдением режима эксплуатации месторождений, организацией и ведением мониторинга силами разработчика, за рекультивацией и реабилитацией ландшафтов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ФЗ «О недрах». Принят съездом народных депутатов РФ 21 февраля 1992г. Изменения и дополнения приняты Государственной Думой 8 февраля 1995г.;

2. Положение «О государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр». Утверждено постановлением Правительства РФ № 542 от 9 сентября 1998г.;

3. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1998. - С. 185-188;

4. Касьяненко А.А. Контроль качества окружающей среды. - М.: Изд-во РУДН, 1993. - 124 с.;

5. Красилов В.А. Охрана природы: Принципы, проблемы, приоритеты. - М.: Наука, 2003. - С. 94-95;

6. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. - М.: Высшая школа, 2002. - 263 с.;

7. Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов. - М.: Колос, 1999. - С. 326-340;

8. Константинов В.М. Охрана природы: Учебное пособие для студентов высш. учебных заведений. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 167 с.;

9. Константинов В.М., Чемдзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. - М.: Мастерство, 2002. - С. 45-54;

10. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация. - М.: Мысль, 1999. - 370 с.;

11. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология и природопользование в России. - М.: Финансы и статистика, 1998. - С. 324-328;

12. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Учебное пособие. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003. - С. 285-311;

13. Беденков А.Р., Петраш А.И., Полищук Ю.М. К разработке единой концепции рационального освоения минеральных ресурсов. - Томск: Томский научный центр СО РАН, 1999. - С. 2-5;

14. Милов В. Может ли Россия стать энергетической сверхдержавой?// Вопросы экономики. 2006. - № 9. - С. 21-23;

15. Лукашев Д. Обзор рынка нефти и газа за 2005 год// Рынок ценных бумаг. 2006. - № 2. - С. 23-26;

16. Поляков В. Сырьевая ориентация России//Мировая экономика и международные отношения. 2006. - № 1. - 93с.;

17. Козырев В.С. Некоторые итоги цветной металлургии России и стран СНГ//Цветные металлы. 2006. - № 7. - С. 5-6;

18. Фокина Е. Топливно-энергетический комплекс//Профиль. 2006. - № 18. - С. 38-40;

19. Новиков Ю. Как сберечь минеральные ресурсы России?// Вопросы экономики. 2007. - № 1. - С. 35-36;

20. Экономика и жизнь.// 2006. - № 23. - 3с.;

21. Аргументы и факты//2007. - № 7. - С. 2-3.

1

В статье рассмотрен вопрос воздействия горных работ при добыче нерудных строительных материалов на экологическую обстановку в России. Проведенные исследования показывают, что интерес к нерудным строительным материалам возрастает с каждым годом, спрос и потребление будут неуклонно расти. Конъюнктура рынка благоприятна для освоения новых месторождений. Наиболее востребованными в последнее время становятся добываемые, как открытым, так и подземным способами гипс, ангидрит и известняк. Анализ рынка нерудных полезных ископаемых, свидетельствует о динамике развития рынков гипса, ангидрита и известняка в РФ. В то же время проблемы экологии, озвученные на уровне правительства РФ, не нашли отражение в законодательных документах.

нерудные строительные материалы

полезные ископаемые

экология

1. КурчинГ.С. Определение оптимальных параметров междукамерных целиков для экологически безопасной технологии добычи нерудных строительных материалов / Г.С.Курчин, Е.П.Волков, Е.В.Зайцева, А.К.Кирсанов // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5; URL: http://www..10.2013).

2. КурчинГ.С. Повышение полноты и качества добычи нерудных полезных ископаемых / Г.С.Курчин, Е.П.Волков, Е.В.Зайцева // Lambert academic publishing GmbH & Co KG- Saarbruecken, 2013, - 162 c. ISBN 978-3-659-39061-6/.

3. Минерально-сырьевая база Республики Алтай: состояние и перспективы развития. Материалы регионального совещания. Горно-Алтайск: ГАГУ, РИО «Универ-Принт», 1998, 120 с.

4. Тажетдинова Н.С. Геоэкологичиская оценка воздействия на окружающую среду при добыче нерудных строительных материалов на территории Астраханской области: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Астрахань, 2012. - 24 с.

5. ТрубецкойК.Н. О научно-методических принципах реформирования экологического законодательства в Российской Федерации / К.Н.Трубецкой, Ю.П.Галченко, Г.В.Сабянин // Маркшейдерский вестник. - М., 2011. - № 1. - С. 13-19.

6. ТрубецкойК.Н. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества / К.Н.Трубецкой, Ю.П.Галченко Л.И.Бурцев // М.: Изд-во «Научтехлитиздат», - 2003. - 260 с.

7. ЯроцкийГ.П. Концепция и программы освоения минерально-сырьевой базы Камчатской области на 2006-2010 гг. / Г.П.Яроцкий, Ю.А.Бурмаков, А.А.Орлов // Петропавловск-Камчатский: Изд-во Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга, 2007. - 131 с. ISBN 5-7968-0280-1.

Минерально-сырьевые ресурсы есть основа экономического роста и независимости любого государства. В устойчивой экономической обстановке, обеспечивающей нормальную деятельность всех отраслей промышленности страны, потребление нерудных строительных материалов, как правило, имеет стабильный прогресс.

Наиболее важными для строительства являются такие нерудные строительные материалы как щебень, песок, гравий, известняк, гипс, ангидрит и др. Добыча их более чем в полтора раза превышает добычу всего вместе взятого рудного и энергетического сырья (табл. 1). Без этих материалов не обходится ни одна стройка, будь то дороги, дома, тоннели или просто ремонт в квартире. Добыча полезных ископаемых растет на 9,98 % в год .

Таблица 1. Объемы и структура добычи полезных ископаемых

Вид сырья	Доля в общей добыче, %	Годовой объем добычи ПИ, млрд т/г	Годовой объем добычи пород, млрд т/г	Удельный объем добычи пород, т/г
Рудное, в т.ч.
Черные металлы
Цветные металлы
Нерудное, в т.ч.
Стройматериалы
Прочие виды
Неметаллическое сырье
Энергетическое в т.ч.

При этом согласно проведенному анализу рынка нерудных строительных материалов (НСМ) в РФ интерес к нерудным строительным материалам возрастает с каждым годом, спрос и потребление будут неуклонно расти. Конъюнктура рынка благоприятна для освоения новых месторождений. Наиболее востребованными в последнее время становятся добываемые, как открытым, так и подземным способами гипс, ангидрит и известняк.

Подавляющее количество используемого нерудного сырья добывается открытым способом. При этом единственным действенным ограничителем остается лишь процесс изъятия земель сельскохозяйственного направления на поверхности террас под карьеры. Этот способ борьбы за экологию региона трудно назвать эффективным .

Открытый способ добычи полезных ископаемых оказывает наиболее негативное воздействие на экологическую обстановку в зоне ведения горных работ. В результате антропогенного воздействия на окружающую среду в зоне действия карьеров происходит заметное ухудшение экологических условий существования человека. Например, загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод, биоты и абиоты Земли.

Экспериментами установлено, что основными видами воздействия открытой разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых выступает прямое уничтожение природных экосистем на локальных участках в пределах горного отвода. За пределами горного отвода основное воздействие обусловлено пылением и выбросами загрязняющих веществ от взрывов промышленных ВВ, двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта в границах санитарно-защитных зон разработок. Выявлен риск загрязнения и изменения химического состава подземных вод, подстилающего полезную толщу, в пределах площади отработки запасов и области стока к объектам местной разгрузки.

Тем не менее, сегодня не представляется возможным отказаться от использования открытых горных работ для добычи нерудного строительного сырья. В работе показано, что кроме экономической целесообразности необходимо учитывать экологическую безопасность технологической цепочки добычи и переработки минерального сырья, т.е. неразрывность решения социально-экономических и природных задач. Однако необходимо помнить, что экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению Земли в пустыню, а примат экологии без экономического развития закрепляет нищету и несправедливость . Применительно к вопросам добычи нерудного строительного сырья компромиссом может быть разделение полезных ископаемых по возможности их извлечения экологически более «щадящими» технологиями и определения подземного способа отработки как превалирующего. Необходимо, чтобы при принятии решения об освоении того или иного месторождения полезных ископаемых учитывать новые технологии и возможности, соблюдающие геоэкологические требования в регионе и районе ведения горных работ.

В материалах регионального совещания, проходившего в Горно-Алтайске , отмечен районный принцип специализации производства строительных материалов с учетом издержек на добычу, переработку и транспортировку. Подчеркивается, что при добыче щебня, песка, гравия необходимо ориентироваться на территорию компактно расположенных потребителей, образующих узлы сосредоточенного потребления, так как каждое такое предприятие имеет свой радиус экономического влияния, определяемый размещением существующего и потенциального спроса его продукции. Это правило действительно для большинства строительных материалов, исключая облицовочный камень, цемент, гипс, минеральную вату, стекло, где транспортная составляющая в стоимости продукции существенно меньше, чем в щебне, гравии и песке.

Проведенный анализ горно-геологических, экономических и горнотехнических условий отработки общераспространенных полезных ископаемых показал, что месторождения щебня, гравия, песка можно отрабатывать только открытым способом. Это связано с тем, что глубина залегания этих месторождений составляет 0-15 м, а ценность мала .

Однако большую часть месторождений гипса, ангидрита и известняка можно отрабатывать подземным способом с высокой рентабельностью. Данные месторождения, как правило, осадочного происхождения, глубина их залегания изменяется в диапазоне 50-400 м. При этом природная ценность гипсового сырья выше, нежели щебня или песка, а мощность пластов достигает 5-20 м. Разработка таких месторождений подземным способом может осуществляться с достаточно низкой себестоимостью добычи. Существуют системы разработки, использование которых позволит недропользователю получить доход не ниже, чем при открытой добыче, а с учетом затрат, характерных для открытых горных работ в северных регионах, на поддержание транспортных и инженерных коммуникаций, добычных уступов и т.д. в рабочем состоянии, в условиях продолжительных снежных зим, организацию постоянного искусственного освещения, длительных погодных актировок, а также на рекультивацию нарушенных земель, а то и выше. В этой связи следует иметь в виду, что доля затрат на природоохранные мероприятия в технологически развитых государствах (США, Япония, Франция и др.) составляет до 30-50 % от капитальных вложений на строительство промышленного объекта, что дает нам ориентир на дальнейшее развитие приоритетов при выборе технологий добычи полезных ископаемых.

На сегодняшний день экологическая обстановка в России находится на грани катастрофической. Необходимо ужесточить государственный контроль за проведением мероприятий по рекультивации нарушенных земель и охране окружающей среды горнодобывающими предприятиями.

Одновременно, возможно, для создания инвестиционной привлекательности подземной отработки месторождений нерудного сырья необходимо на государственном уровне создать определенный «положительный климат». Например, ввод «налоговых каникул» для предприятий, которые выбрали подземный способ отработки в условиях, когда открытый способ был выгоднее, либо существенное повышение платежей за нарушение, отчуждение и загрязнение земельных и водных ресурсов.

Существует реальная возможность снижения техногенного фактора экологической опасности реального добывающего предприятия, устранимого за счет замены применяемой технологии, либо частичного введения в технологию дополнительных мероприятий, таких как, например, снижение эксплуатационных потерь полезного ископаемого .

Необходимо постоянно помнить, что окружающая среда не есть что-то локальное, изолированное. Это оболочки земной коры, где формируются геохимические поля, находящиеся в постоянном взаимодействии друг с другом и подвергающиеся в той или иной степени влиянию антропогенных факторов. Последние, зачастую, действуют на фоне развивающихся природных экзогенных геологических процессов, что усугубляет экологическую обстановку.

Существующие тенденции в мировом сообществе показывают, что качество окружающей среды станет одним из ключевых факторов конкурентоспособности страны на мировой арене. В настоящее время по утверждению ученых Йельского и Колумбийского университетов (США), серьезные ухудшения в защите окружающей среды и здравоохранении в период с 2000 по 2010 год, а также негативные показатели экологической оценки привели к тому, что Россия достигла самых минимальных успехов в защите природы среди 132 стран. Эксплуатация Россией ее богатых природных ресурсов идет порой «без соблюдения базовых норм и правил», что влияет на качество воздуха и воды. В исследовании, проведенном "Financial Times" утверждается, что даже Китай и Индия со своими гигантскими выбросами оказались в рейтинге выше России.

Экологическая обстановка - есть качество окружающей среды, состояние которой в значительной мере определяет уровень здоровья населения. В последние годы наблюдается четкая тенденция усиления влияния неблагополучной экологической обстановки на здоровье населения и демографическую ситуацию в России. Государственное стимулирование добычи нерудного строительного сырья подземным способом позволит существенно снизить экологическую нагрузку на соответствующие районы ведения горных работ без потери экономической привлекательности региона.

Данные исследования проведены в рамках работы по гранту Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук (Конкурс - МК-2012) - МК-3749.2012.5.

Рецензенты:

Анушенков А.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Подземная разработка месторождений», Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», Институт горного дела, геологии и геотехнологий, г. Красноярск.

Гилёв А.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Горные машины и комплексы», Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», Институт горного дела, геологии и геотехнологий, г. Красноярск.

Библиографическая ссылка

Курчин Г.С., Волков Е.П., Зайцева Е.В., Кирсанов А.К. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РОССИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10500 (дата обращения: 06.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»