Ресурсы недр, проблемы их использования

Ресурсы недр

Ресурсы недр, проблемы их рационального использования

Недра - верхняя часть земной коры от нижнего предела гумусового слоя почвы до уровня, где еще возможная добыча полезных ископаемых. Из недр Земле добывают уголь, нефть, газ и полезные ископаемые. Последние используют для добывания металлов, как сырье для химической промышленности, производства удобрений для сельского хозяйства, строительных материалов и тому подобное. В недрах содержатся лечебные термальные и минеральные воды. В них строят разные хозяйственные сооружения и транспортные коммуникации.

Их используют для хранения нефти, газа и разных материалов, захоронения вредных веществ и отходов производства.

В Украине исследовано 90 видов полезных ископаемых, сосредоточенных более чем в 8000 месторождений, с каких 4000 эксплуатируются. Месторождения полезных ископаемых характеризуются резервами, запасами и индексом использования природных ресурсов. Резервы - это объемы полезных ископаемых, которые могут быть эффективно изъяты из недр с помощью современных технологий. Запасы - общий предсказуемый объем ископаемых в месторождениях Земли.

Ученые неоднократно делали попытки подсчитать запасы и сроки исчерпания полезных ископаемых в целом на земной пуле и в отдельных регионах. Конечно, эти подсчеты приблизительны и базируются на данных, какие доступные современному уровню знаний

Почти все полезные ископаемые принадлежат к невосстановимым ресурсам, потому что их воссоздание в земной коре происходит очень медленно. Интенсивность их добычи и использования - значительно превышает скорость их образования. Использование человечеством полезных ископаемых удваивается через каждые 14-15 лет. Ежегодное использование угля, железа, мангану и никелю за последние сто лет увеличилось в 50-60 раз, калию, алюминию, молибдену и вольфраму - в 200-1000 раз. Ежегодно из недр Земле добывают около 120 млрд.

т руды и других полезных ископаемых, почти по 20-30 т на одного человека. Только за 1991 г. в мире было добыто 3,1 млрд. т нефти, 1,9 трлн. м3 природного газа и 3,2-3,5 млрд. т каменного и 1,2-1,5 млрд. т бурого угля.

Если добыча полезных ископаемых сохранится в таком объеме, как в настоящее время, то много месторождений будут исчерпаны через несколько десятилетий. В случае увеличения добычи и использования минеральных ресурсов странами что развиваются, до уровня США в начале 90-х годов XX ст., по данным ООН, резервы бокситов, нефти, газа, меди, цинка, свинца будут исчерпаны на протяжении 5-15 лет.

Из всего добытого из земных недр объема веществ в виде продуктов производства используется только 2-6%, что объясняется несовершенством технологий. Остальные попадают в отходы, которые загрязняют окружающую естественную среду. При отмеченных темпах добычи полезных ископаемых ежегодно будет образовываться около 400 млрд. т твердых отходов.

Значительные объемы добычи сырья и на территории Украины. Добыча нефти представляет 5,3 млн. т, природного газа - 28,1 млрд. м3, каменного угля почти - 137 млн. т, бурого - около 9,3 млн. т. Украина удовлетворяет свои потребности почти всеми минеральными ресурсами, за исключением топливно-энергетических и некоторых других.

Освоение месторождений минеральных ресурсов охватывает геологоразведочные работы, разработку месторождений и переработку минерального сырья. Каждый из этих этапов имеет определенное влияние на окружающую естественную среду. Строительство скважин, шахт и карьеров связано с отчуждением плодородных земель, изменением естественных ландшафтов и ухудшением экологической ситуации. В Украине ежегодно отводится около 5-7 тыс. а земель для складирования отходов и создания шлаконакопительных.

Самые существенные нарушения связаны с открытыми разработками, которые требуют отведения мест для покровных пород. При этом происходит снижение рельефа. Создание глубоких (до 800 м) и значительных за площадью карьеров сопровождается сдвигами, обвалами и селями. Вокруг месторождений обустраивают отвалы пустой породы, терриконы и шламохранилища. Да, горнообогатительными комбинатами Криворожского железорудного района созданы громадные карьеры длиной несколько километров.

Все яры и балки засыпаны десятками миллионов тонн отходов после обогащения железной руды. В шламохранилищах накапливается загрязненная вода, которая подтапливает прилегающие территории и загрязняет подземные воды. Из их поверхности ветрами разносится пыль на большие расстояния.

Разработка месторождений с помощью взрывов вызывает загрязнение атмосферного воздуха пылью и вредными газами. Нарушается прочность почв, увеличивается трещиноподобных пород и исчезают подземные воды. Пыль и газоватые выбросы горно-обогатительных фабрик разносятся ветрами на далекие расстояния и оседают на поверхности почвы, снижая урожайность угодий на 15-20

Во время подземных разработок образуются пустоты, возникают трещины в горных породах, обвалы и проседание породы, дренаж водоносных горизонтов и их осушения. Происходит набухание пород, выделения вредных газов (гидрогенсульфида, метану) и прорывы подземных вод. Только при подземной добыче угля на шахтах мира ежегодно выделяется 25-28 млрд. м3 метана. В странах, где на шахтах выделяется много метана, его используют для отопления помещений.

С целью экономии природного газа вместо воздушного дутья в котлы используют метаново-газовые смеси, даже если содержимое метана представляет менее как 2,5

В результате нарушения водоносных горизонтов происходит прилив подземных вод в шахты и карьеры. Ежегодно из шахт Украины откачивают свыше 600 млн. м3 шахтных вод с повышенной минерализацией (7,7-103,5 г/л), которая иногда достигает 150 г/л. Такие воды, которые откачивают в ставки-накопители, вызывают засоление окружающих почв и водоносных слоев.

В Центральном Донбассе в результате углубления девяти карьеров на 50-70 метров от поверхности и откачивания из них подземных вод происходило резкое снижение их уровня на всей площади региона. Также в два-три раза повышалась минерализация подземных вод, которая достигла 2,5 г/л.

В Донбассе за годы существования угольной промышленности вокруг шахт образовалось около тысячи терриконов из отвальной породы. Только на 12 из них осуществлены рекультивационные работы: они засыпаны почвой и засажены деревьями. На остальных терриконах выгорают остатки угля с выделением в атмосферу ядовитых газов. Ежегодно на предприятиях региона образуется около 70 млн. м3 загрязненных промышленных и бытовых сточных вод. Около 3 тыс. а пахотных земель засорено разными промышленными отходами (металлолом, остатки строительных материалов и тому подобное).

Через значительные нарушения земной коры шахтами во многих селах из колодцев исчезает вода и ее придется завозить. Одним из важнейших заданий рационального использования минеральных ресурсов есть уменьшение потерь полезных ископаемых во время их разработки, которые бывают очень значительными. Да, при шахтной добыче сырья они представляют 20-60%, уголь - 20-40%, руд черных и цветных металлов - 15-25%.0 При открытой добыче потери меньшие и представляют не более как 10-12%.0 Поэтому с целью снижения потерь во время добычи полезных ископаемых преимущество следует отдавать открытому способу.

В случае подземной добычи потери значительно уменьшаются, если применять закладывание пустыми породами отработанных подземных полостей (штреков, штолен). В этом случае можно дополнительно изъять к 98,6% руде при одновременном существенном снижении энергетических и материальных расходов, которые связаны с подниманием наверх пустых пород.

Для уменьшения потерь полезных ископаемых и охраны недр нужно проводить полную разведку месторождений с тем, чтобы территории, в недрах которых находятся месторождения полезных ископаемых, не были застроены или в их зоне не были созданные водохранилища. По завершению эксплуатации месторождений следует обязательно производить рекультивационные работы.

Сэкономить минеральные ресурсы можно за счет существенного совершенствования технологии добычи полезных ископаемых : скважинное гидродобывание и вилуження, подземное выплавление серы и газификация угля и тому подобное. Нужно применять технологии комплексной переработки сырья, изымая все полезные ингредиенты, а пустую породу использовать в качестве строительный или заведение материал.

Пустые породы из угольных и других шахт используют для строительства путей, гидротехнических дамб, производства строительных блоков, заполнения отработанных штолен, штреков и карьеров. Из пород, которые раньше складировались, начали изготовлять щебень, цемент, стекло, силикатный кирпич, огнеупорные и формировочные материалы. На предприятиях цветной металлургии из руд рядом с основными металлами начали дополнительно изымать соединения еще 60 элементов (селен, индий, бисмут, кобальт и др.).

Существенно уменьшить потребление руд можно за счет исключения полезных веществ из выкидных газов, пыли и сточных вод. Из этих отходов добывают серу, ванадий, цинк, свинец, молибден и редкие металлы.

Таким образом, рациональное использование и охрана недр предусматривают такие мероприятия:

- создание новых высокоэкологических технологий разработки месторождений полезных ископаемых;

- исключение из добытого минерального сырья (в том числе и бедных руд) всех химических элементов, или соединений что содержатся в них;

- утилизация отработанной породы или надежное ее захоронение;

- предотвращение потерь минерального сырья в период эксплуатации месторождений;

- исключение из руд основных и сопутствующих компонентов;

- сохранение чистоты водоносных горизонтов, очистки и утилизация сточных вод;

- обеспечение экономии минерального сырья при транспортировке и переработке;

- усовершенствование методов захоронения радиоактивных отходов с целью предотвращения радиоактивного загрязнения окружающей среды;

- охрана месторождений полезных ископаемых от затопления при создании водохранилищ, организация свалок промышленных и бытовых отходов;

- охрана месторождений от пожаров;

- поиск естественных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений, более полное использование вторичных ресурсов;

- использование альтернативных экологически чистых источников энергии.

В 1992 г. Верховная Рада Украины приняла новые законы об охране естественной среды и ресурсах страны. Ими предвидены конкретные меры охраны недр и земной поверхности, а также жесткие наказания за вред, причиненный природе.