Рациональное использование и охрана недр

Важное значение полезных ископаемых в процессе развития человече­ского общества отражено в назва­нии длительных исторических пе­риодов: «каменный», «бронзо­вый», «железный». В настоящее время использование полезных ис­копаемых достигло максимума, и темпы эксплуатации их запасов продолжают возрастать. Ограниченность и невозобновляемость полезных ископаемых, содержащихся в недрах, вызывают необходимость соблюдения режима экономии, сбережения при эксплуатации, недопущения потерь при добыче и в процессе производства. Необходимо жесткое соблюдение интересов общества и природы, полное исключение возможности нанесения вреда человеку и окружающей природной среде и ее составным элементам.

К 2000 г. человечество уже ис­черпало пятую часть железных руд, половину запасов никеля и кобальта, большую часть запасов свинца, цинка, вольфрама. В настоящее время мно­гие богатые месторождения с вы­соким содержанием металлов в рудах уже отработаны и исполь­зуют бедные месторождения. На­пример, сейчас считается рацио­нальной разработка медных руд с содержанием меди менее 1% — в 10 раз ниже, чем в первой половине прошлого века. Созда­ются новые технологии извлече­ния, обогащения и переработки. Следовательно, одной из важней­ших задач охраны недр является бережное расходование минераль­ных и энергетических ресурсов.

Потери при разработке месторождений полез­ных ископаемых достигают ог­ромных размеров. При открытом (карьерном) способе добычи извлекается 100 %, а при подземном (шахтном) способе – около 85 % запасов. Так, при добы­че в мире ежегодно теряется ме­ди 600 тыс. т, свинца — 300 тыс. т, цин­ка — 500 тыс. т. Отдача нефтеносных сло­ев не превышает 45%. Добыча полезных ископаемых открытым (карьерным) методом иногда полностью преобразовывает природные ландшафты, например, на Курской магнитной аномалии.

Охрана недр подразумевает полное извлечение запасов в разрабатываемых месторождениях с использованием сопутствующих компонентов. Например, одновременно с железом добывать сопутствующие ему титан, молибден, кобальт; вместе с медью — кадмий, селен; вместе с нефтью — йод, серу. Большое значение имеет использование в промышленности вторичного сырья. Так, существенное увеличение про­изводства металлов может быть достигнуто благодаря сбору и ис­пользованию металлолома. Общая масса изделий из металла, которые сейчас находятся в обращении, составляет 6 млрд. т. Многие изде­лия сравнительно быстро изымают­ся из обращения из-за техническо­го износа и морального старения. Подсчитано, что 20-25% металла, заключенного в них, может сравни­тельно быстро вновь использовать­ся в производстве, а еще 40-45% — через более долгий срок. Общие запасы потенциального металлоло­ма таковы, что могут долгое время полностью удовлетворять промыш­ленность в сырье. При этом одна тонна чугунного или стального лома может сберечь 3,5 т мине­рального сырья, 2 т железной руды, 1 т кокса и 0,5 т известняка.

Для сокращения потерь при транспортировке сырья все чаще переходят на использование трубо­проводов и контейнеров. Газопро­воды и нефтепроводы постепенно вытесняют другие средства достав­ки газа и нефти по суше. Одним из путей сохранения полезных ископаемых служит ис­пользование попутных энергети­ческих ресурсов. Например, мало используется тепло, образующееся при сжигании топлива на цемент­ных заводах, в мартеновских пе­чах, т.к. тепло в этих производствах теряется и рассеивается вместе с отходящим паром.

Экономия ископаемых энергетических ресурсов возможна также при переходе на использова­ние других источников энергии — геотермальных вод, энергии солнца, ветра и морских приливов. Важное значение имеет замена редкого минерального сырья синте­тическими материалами. Металлы во многих случаях успешно заме­няют пластмассами.

Добыча полезных ископаемых со­провождается существенными из­менениями окружающей природ­ной среды из-за создания отвалов, терриконов, карьеров, появлением провальных воронок, загрязнением воздуха, воды, почвы. Отвалы об­разуются из пустой породы, кото­рую поднимают из недр вместе с рудой и углем и после сортировки сваливают вблизи шахт и штолен. Добыча топлива сопровождается извлечением и перемещением большой массы пустой породы, подземных вод, использованием значительных объемов воды и вспомогательных материалов при бурении скважин, сжиганием больших объемов попутного газа и т.п.

При добыче шахтным способом на 1 т каменного угля приходится обычно до 100 т пус­той породы, а при открытых разработках может быть еще в не­сколько раз больше. Порода, сложенная в терриконы и содержащая остатки каменного угля, часто самовозгорается. По­этому терриконы дымят в течение многих лет, дополнительно загряз­няя окружающую среду. Когда месторождения разрабатывают от­крытым способом, в карьере, выну­тые породы покрывают большие площади плодородных земель, за­нятых ранее полями, лугами, леса­ми. Для восстанов­ления промышленно нарушенных территорий обязательно проведение рекультивации земли. Предприятия, добывающие минеральные ресурсы, обязаны еще до начала работ обеспечить воз­можности для восстановления на­рушенного ландшафта. В районах добычи угля шахтным способом ликвидируют терриконы, исполь­зуя породу для строительства до­рог, фундаментов домов. Это при­носит двойную пользу: сохраняется естественный ландшафт и снижа­ются затраты на строительство из-за использования дешевого сырья. На месте бывших терриконов раз­бивают парки, сажают леса. Остаю­щиеся пустые породы используют для заполнения выработанных шахт и штолен.

После прекращения открытой выработки поверхности отвалов выравнивают, террасируют (делают террасы) стенки карьеров, а ток­сичные и бесплодные породы пере­крывают почвой, на которой могут жить растения. Часто используют плодородные почвы, которые были удалены отсюда в начале разработки месторождения. Рекультивирован­ные участки земли используют для посад­ки лесов, создания зон отдыха.