Файл: Недра.docx

Минерально-сырьевые ресурсы мира. 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.
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, размешены 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. 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%).

По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы их истощатся через 70-140 лет.
Перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже сейчас испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому важнейшей проблемой становится охрана недр. Она достигается несколькими путями. Кроме поисков новых энергоносителей генеральным направлением следует считать охрану минеральных и энергетических ресурсов от истощения и охрану недр в целом. Истощаются недра в результате потерь газов: метана, оксидов углерода, оксидов азота, соединений серы. Этот процесс инициирован добычей минерального сырья и сопровождает ее. Так, за год из недр Донбасса выделяется примерно 2,5 млрд м3 метана при средней концентрации его в газовой смеси около 32%.
Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде происходят при разработке месторождений подземным способом. При этом угля теряется (остается в недрах) 20-45%, руд цветных и черных металлов - 15-25, горно-химического сырья -20-60%. При открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются в среднем до 12%. 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 земли, а при открытом способе - 30 га и более.
Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологии извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50-60%. Потери попутного газа составляют 20 млрд т в год, он сжигается в факелах.

Часто в месторождениях полезных ископаемых кроме основного компонента содержится целый ряд попутных включений, и ценные компоненты могут оказаться в отвалах, представляя опасность как потенциальные источники загрязнения окружающей среды. Неполнота геохимической изученности месторождений также приводит к тому, что из месторождения не извлекаются полезные компоненты, о наличии которых долгое время даже не подозревали. Показательно в этом отношении месторождение хибинских апатитов, которые содержат комплекс ценных компонентов. Из добываемой руды извлекался лишь апатит, все остальное сбрасывалось в отвалы, где скопились миллионы тонн нефелина (это сотни тысяч тонн алюминия, соды и цемента), тысячи тонн сфена (это тысячи тонн титана), титано-магнезита и других компонентов (это стронций, ванадий и др.). В самом апатите из 33 элементов, входящих в его состав, используется пока лишь один фосфор. Ранее при разработке месторождений железной руды в отвалы шло ценное фосфорсодержащее сырье, так как не была разработана технология получения из отходов концентратов апатита, бадделеита, редких металлов и некоторых других полезных компонентов.

Под охраной недр понимается научно обоснованное рациональное и бережное использование полезных ископаемых, максимально полное, технически доступное и экономически целесообразное их извлечение, переработка, использование, утилизация отходов, ликвидация урона, нанесенного естественным природным ландшафтам.
Как было сказано выше, в последнее время быстро увеличивается добыча полезных ископаемых и глубина отработки месторождений. Глубина шахт сейчас достигла 4 тыс. м, эксплуатационных и разведочных скважин -10-12 тыс. м. Проникновение человека в глубь литосферы осуществляется в виде карьеров при открытом способе добычи; путем проходки шахт, штолен и подземных горных выработок при подземном способе добычи полезных ископаемых. Нарушение сплошности недр происходит также при бурении скважин, при подземной газификации, выщелачивании, растворении или выплавке залежей полезных ископаемых (например, серы).
Основные мероприятия по охране недр на стадии добычи минерального сырья сводятся к совершенствованию технологии его разведки, расчета запасов, к применению ряда правовых и экономических механизмов.
Значительные потери полезных ископаемых происходят при их транспортировке к местам переработки и использования. На территории России эксплуатируется 350 тыс. км промысловых трубопроводов, на которых ежегодно происходит свыше 50 тыс. прорывов. В Западной Сибири свыше 100 тыс. км промысловых трубопроводов с 30-летним стажем работы нуждаются в замене. В результате за год разливается 2650 т нефти из магистральных труб и 1438 т нефтепродуктов. Несколько меньшие потери, приводящие не только к потерям самого продукта, но и к загрязнению окружающей среды, возникают при транспортировке твердых полезных ископаемых, например при перевозке угля.
Потери минеральных ресурсов происходят при извлечении металлов из уже обогащенных руд. Так, при переработке концентратов потери металлов достигают: меди - 6%, никеля - 15, кобальта -52%.
Комплексное, наиболее полное извлечение и использование полезных ископаемых 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, ремонтных, транспортных и других предприятий, рафинируются и используются в народном хозяйстве. Таким образом, комплексное использование и бережное расходование минерального сырья при его добыче, транспортировке и переработке неразрывно связано не только с его охраной, но и с охраной окружающей природной среды.
Преобразование моноцелевых горных предприятий и перерабатывающих заводов в многоцелевые, отказ от отраслевого подхода к разработке минеральных ресурсов - это одновременно и сбережение минерального сырья и ресурсов.

Основные мероприятия по охране недр базируются на ресурсо-сбережении: предотвращение потерь при добыче, транспортировке полезных ископаемых, при их обогащении и переработке, использовании готовой продукции. В мероприятия по охране недр входит комплексное использование ресурсов, которое предусматривает более полное извлечение сопутствующих компонентов при добыче полезного ископаемого. Отмена системы валовой выемки, своевременное разделение руд но сортам во время добычи способствуют сохранности ценных компонентов сырья и дают большой экономический эффект.

Правила ресурсосбережения необходимо соблюдать при добыче строительных материалов. Известно, что односторонний спонтанный производитель берет от месторождения только то, что ему нужно, без комплексного подхода; разрабатывает месторождение в местах, где ему выгодно. Такой способ действий недопустим с позиции рационального природопользования и охраны окружающей среды. Он наносит непоправимый ущерб естественным природным ландшафтам, их целостности и устойчивости.

Надо отметить, что ужесточение лицензионных обязательств не спасает положения. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, соблюдения режима эксплуатации месторождений, организации и ведения мониторинга силами разработчика, производства рекультивации и реабилитации ландшафта.

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». И если нефть или коксующиеся угли используются в качестве топлива - это неразумная трата минеральных ресурсов.

Резервами в экономии минеральных ресурсов являются более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее редкими материалами. Так, современная металлургическая промышленность может работать на 40% и более на вторичном сырье. Горячая вода, полученная как побочный продукт в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, может использоваться для обогревания зданий. В то же время почти одна треть тепла, которое вырабатывается при сжигании топлива на предприятиях цементной промышленности, в мартеновском производстве, рассеивается в окружающей среде вместе с отходящими газами. Подсчитано, что почти 70-80% потребностей народного хозяйства в энергии, топливе, сырье и материалах могут быть удовлетворены за счет экономии. В частности, 20-25% металла, заключенного в изделиях, выбрасываемых на свалку, может быть использовано и снова вовлечено в оборот при незначительных затратах, а еще 40-45% - при специальной обработке.

Вторичное 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 - олова, 1/3 - алюминия, около 1/5 - цинка.

Конечно, рост добычи топлива и производства энергии связан с существенным повышением капиталовложений, идущих не только на добычу и разведку, но и на мероприятия по охране окружающей среды. Игнорирование их в угоду сиюминутной прибыли оборачивается, как правило, негативными последствиями, на ликвидацию которых затрачивается значительно больше средств, чем на предотвращение.
Еще одним резервом сбережения и соответственно охраны недр является применение искусственных заменителей дефицитного минерального сырья. Металл может быть с успехом заменен пластмассами, деревом и даже камнем. В недалеком прошлом трудно было представить чайник из тефлона, а телевизор - без электронных ламп накаливания. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы.
Минеральное топливо может быть заменено геотермальной энергией, выделяемой из термальных подземных вод. Особенно перспективны в этом отношении районы Исландии, Японии, Новой Зеландии, Мексики, в России - районы Северного Кавказа, Магаданской области, Камчатки, Сахалина. В Венгрии тепличное хозяйство, животноводческие комплексы и даже жилые помещения обогреваются за счет геотермальной энергии.
Таким образом, основополагающими принципами рационального использования и охраны недр служат возможное ослабление ущерба от разведки и разработки минеральных ресурсов, рациональная эксплуатация и бережное использование минерального сырья, а но окончании работ - рекультивация ландшафтов. Во многих развитых странах за основу рациональной эксплуатации недр принимаются конъюнктурные экономические интересы. Это приводит к тупиковым ситуациям, что важно учитывать при использовании недр в нашей стране.

Необходимо отметить, что человеческое общество вошло в эпоху глобальной взаимозависимости как между отдельными государствами, так и в отношениях с окружающей средой. Важно понимать, что запасы недр на Земле ограничены и исчерпаемы. Если какая-то страна не щадит собственные недра, то пострадать могут соседние государства. Развитые страны имеют больше шансов не растрачивать свои стратегические ресурсы, а покупать их у соседей и, обладая более совершенной технологией, использовать отходы производства, вторичное сырье менее богатых соседей. Многое зависит от совершенства технологий, поэтому идет разработка, поиск и приобретение новейших технологий (часто и промышленный шпионаж за прогрессивными технологиями), ибо тот, кто владеет более совершенной технологией, владеет природными ресурсами.

В сферу рационального природопользования и охраны недр необходимо включить также охрану природных комплексов, которые нарушаются в процессе разработки месторождений полезных ископаемых. Опасны деформации и изменение напряжения недр в результате перемещения огромных масс вещества на более высокий энергетический уровень. Перемещение минерального сырья на высоту 10000 м и более приводит к увеличению микросейсмичности территории, что провоцирует возникновение так называемых техногенных землетрясений даже в сейсмически благополучных районах.

Горные разработки оказывают значительное влияние на человека, животный и растительный мир. Следует отметить отрицательное воздействие как самих горных выработок, так и сопутствующих им гидрогеологических (иодтопление, затопление, образование воронок депрессии, напряженных зон в земной коре и т.д.) и инженерно-геологических (просадки, оседание земной поверхности, карст, суффозия и т.д.) процессов. Горные выработки служат причиной формирования различных геофизических полей, влияние которых на биосферу и человека пока слабо изучено.