О недропользовании и охране окружающей среды при разработке рудных месторождений подземным способом

Волков Ю.В.; Соколов И.В.

УДК 622.272:502

Ю.В. Волков, И.В. Соколов

О НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ И ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Обоснована экологическая безопасность восходящего способа путем повышения уровня качества окружающей среды за счет сохранения земной поверхности, утилизации в выработанном пространстве отходов горно-обогатительного и металлургического производств. Впервые аргументирована экономическая эффективность восходящего способа.

Семинар № 8

Экология - наука о взаимоотношениях живых организмов, в том числе и человека, с окружающих их средой, в последнее время стала предметом пристального внимания. Причиной этого является осознание человечеством угрозы глобального экологического кризиса [1]. На фоне неудержимого роста производства и потребления ресурсов, производительность биосферы растет значительно медленнее, а по ряду показателей отмечается ее падение в результате преодоления порога устойчивости. Об интенсивности же развития глобальной экономики свидетельствует рост валового глобального продукта, который за 50 лет возрос от 6,4 до 39,3 трлн долларов, т.е. в 6,1 раза.

Перед человеком стоит очень трудная задача - обеспечить совместную эволюцию общества и природы [2]. Но для этого необходима, как отмечает акад. Н.Н. Моисеев, обновленная нравственность. Эта новая нравственность представляет собой конкретизацию этики ответственности применительно к природе. Относясь ответственно к природе, человечество тем самым относится ответственно к самому себе. Этика ответственности предполагает тщатель-

ный философский анализ, сопоставление различных точек зрения, учет необходимых и случайных связей. Чтобы вжиться в биосферу и сохранить себя в биосфере необходимо познать механизмы функционирования биосферы [3].

На территории России накоплено более 100 млрд т различных отходов горнопромышленных комплексов, из которых 1,6 млрд. т являются высокотоксичными. При этом ежегодно образуется 7 млрд т отходов, а используется менее 2 млрд т, что приводит к отчуждению под хранилища этих отходов 10 тыс. га земель в год. В целом по России добычей минерального сырья нарушено 12 % земель [4]. Экологическая ситуация в России становится реальным препятствием на пути устойчивого соци-ально-экономичес-кого развития страны, ведет к ограничениям в размещении производств и инфраструктуры, потере конкурентоспособности российской продукции, росту социальной напряженности, ухудшению состояния здоровья населения.

Фундаментальная основа стратегии недропользования состоит в том, что экологическая безопасность связывается с пониманием недр, как части природ-

ной среды, наделенной определенными функциями, сущность которых раскрывается во взаимодействии недр при освоении с другими объектами среды с последствиями для природы и общества. Экологические функции связаны со значением и структурой экологического потенциала недр - совокупной возможностью геологических объектов влиять на состояние окружающей среды и здоровье населения. В изучении, оценке, сохранении и воспроизводстве этого потенциала на данной территории состоят условия обеспечения экологической безопасности освоения недр.

В обеспечении экологической безопасности освоения недр первостепенное значение имеет проблема сохранения и восстановления продуктивности земель, отчужденных от сельского хозяйства и нарушенных при использовании недр. Так, добыча 1 млн т железной руды открытым способом приводит к потере от 14 до 640 га земель. При открытом способе разработки происходит значительное изменение рельефа. Горные работы активизируют экзодинами-ческие процессы в литосфере и ее верхней части - почве. Это усиление эрозии, расширение оползней и обрушений; образование провалов и просадок, прорывов вод и плывунов. Основное воздействие на состояние атмосферы связано с загрязнением воздуха при мощных взрывах. Воздействие подземной геотехнологии на окружающую среду по сравнению с открытой в несколько раз ниже. Выброса пыли меньше в 9,7 раза, токсичных веществ - в 6 раз. То же самое можно сказать о сбросах, которых при подземных работах меньше в 3,4-6,4 раза. Площадь нарушенных земель при открытых работах в 43,7 раза больше, а выход твердых отходов производства увеличивается в 161,2 раза по сравнению с подземными работами. Например,

в США разработка месторождений открытым способом сдерживается экономическим давлением, нормами по экологии, землепользованию, политическими ограничениями. Это приводит к сокращению числа карьеров, и в частности, может стимулировать переход от открытого способа разработки к подземному [5].

Очевидно, что главная идея устойчивого развития - сохранение природных ресурсов в достаточном объеме для будущих поколений, особенно трудно реализуема в сфере горнорудного производства. Учитывая это, существующий подход к эксплуатации рудных месторождений и переработке требует кардинальных изменений. Широкое распространение должны получить природоохранные технологии добычи и переработки руды. Горнопромышленный комплекс вследствие громадных потоков горной массы труднее других областей хозяйственной деятельности поддается технологическому совершенствованию, позволяющему резко увеличить эффективность использования ресурсов и полностью предотвратить ущерб окружающей среде. По этой причине многие высокоразвитые страны стремятся размещать предприятия на территориях других стран, уменьшая, таким образом, риск деградации природной среды и техногенных катастроф на своей территории.

Решение проблемы видится в создании безотходных производств, которые, однако, требуют значительных финансовых затрат. Тем не менее, отдельные страны создают производства и машины с «нулевым» выбросом. Промежуточным этапом решения указанной проблемы является создание

Подэтажно-камерная система разработки снизу-вверх с закладкой: 1 - закладочная скважина, 2 - погрузочные орты, 3 - отработанная камера, 4 - отрабатываемая камера, 5 - заложенная камера, 6 - вентиляционно-ходовой восстающий, 7 - рудоспуск, 8 - доставочный штрек, 9 - перемычки

малоотходных производств. Отсюда следует, что строительство очистных сооружений остается пока необходимым направлением охраны окружающей среды. Но очистка - не самый эффективный путь из-за высокой стоимости и энергоемкости. Кроме того, возникают проблемы использования и хранения полученных при очистке отходов, которые могут стать вторичным источником загрязнения окружающей среды. В связи с этим ИГД УрО РАН обоснована экономическая эффективность экологически безопасной технологии подземной разработки рудных месторождений восходящим способом.

Сущность восходящего способа состоит во вскрытии месторождения на всю глубину (или шаг вскрытия), поэтажной отработке месторождения снизу вверх начиная с нижнего этажа, заполнении выработанного пространства малопрочной твердеющей и породной закладкой. Экологическая безопасность восходящего способа достигается путем

1. Жуковский В.М. Человек в биосфере //Вестник Уральского отделения РАН «Наука, общество, человек», 2004, № 4.

2. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума //М., Изд-во МНЭПУ, 1988, 228 с.

3. Канке В.А. Философия //№: Логос. - 2001. - 272 с.

4. Комплексная инвентаризация и переработка промышленных и бытовых отходов как средства интенсификации производств, их глобальной экологизации и повышения

повышения уровня качества окружающей среды за счет сохранения земной поверхности, утилизации в выработанном пространстве отходов горнообогатительного и металлургического производств. Впервые аргументирована экономическая эффективность восходящего способа, достигаемая путем снижения эксплуатационных затрат на 2530 % за счет: уменьшения расхода цемента на закладку в 2-2,5 раза; применения породной закладки вместо твердеющей; снижения разубоживания в 2 раза; исключения процесса транспортирования, подъема и складирования породы от ГПР (от 10 до 150 тыс. м3 в год); исключения платы за загрязнение окружающей среды (сотни, а в ближайшем будущем тысячи рублей за 1 тонну складирования на поверхности отходов).

Технология предложена для проектирования разработки шахты Магнезитовая и нижних горизонтов шахты Ес-тюнинская (см. рисунок).

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

доходности бюджетов //Г.Б. Мелентьев, З.М. Шуленппа, М.Н. Попова, О.Н. Крашенников, Л.Н. Делицин/ Тезисы международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». Москва, РУДН, 2003.

5. Арсентьев А.И., Арсентьев В.А. Пути развития технологий в горнодобывающей промышленности США //Горный журнал, 2002, № 6. ШИЗ

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------

Волков Ю.В. - профессор, доктор технических наук, зав. лаб.,

Соколов И.В. - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник,

лаборатория подземной геотехнологии ИГД УрО РАН.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 8 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.А. Харченко.

Файл:

Каталог:

Шаблон:

Заголовок:

Содержание:

Автор:

Ключевые слова: Заметки:

Дата создания:

Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:

Полное время правки: Дата печати:

При последней печати страниц: слов: знаков:

6_Волков8

Гитис Л.Х.

03.09.2008 12:52:00 2

03.09.2008 12:52:00 Гитис Л.Х.

1 мин.

25.11.2008 23:15:00

4

1 271 (прибл.)

7 251 (прибл.)

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Волков Ю. В., Соколов И. В.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Волков Ю. В., Соколов И. В.

Текст научной работы на тему «О недропользовании и охране окружающей среды при разработке рудных месторождений подземным способом»