Содержание

Введение

1. Отраслевые особенности природопользования

2. Угольные месторождения и бассейны

3. Геология угольного месторождения

§ 3.1. Общая характеристика свойств и состояния массива

§ 3.2. Перемены в недрах

§ 3.3. Геотехнология и природа

Заключение

Список литературы

Введение

Сегодня это может казаться парадоксальным, но пер­вые идеи физико-химических способов добычи полезных ископаемых родились, по меньшей мере, 6-8 веков на­зад[1] - в эпоху, как часто пишут, «мрачного и непросве­щенного» средневековья. Удивительно, ведь не было еще ни физики, ни химии в современном понимании этих наук, а человек уже попробовал добывать соль и металл через скважины, растворяя их залежи прямо под зем­лей и поднимая рассолы и растворы на поверхность.

С другой стороны, еще свежа в памяти конференция по геотехнологическим методам добы­чи полезных ископаемых, где не только слушали и об­суждали результаты наиболее интересных исследова­ний, экспериментов, испытаний, но старались точно оп­ределить сам термин «геотехнология», найти основы ее собственного языка. Это ли не свидетельство молодости научно-технического направления?

Какие исторические обстоятельства породили необ­ходимость создания новой отрасли горной науки и тех­ники на месте разрозненных идей и попыток их практи­ческого использования? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно хотя бы бегло напомнить некоторые из основных проблем горнодобывающей промышленности, горного дела, на продукции которого зиждется почти семьдесят процентов всего, что производит человечество.

В последнее время много пишут об ограниченности минеральных ресурсов Земли. С достаточной степенью точности известны геологические запасы минерального сырья и топлива в земной коре. Выявлены и промыш­ленные запасы, экономически целесообразные для осво­ения.

Вместе с тем сегодня можно, по существу, говорить о взрыве потребности в минеральном сырье и топливе. Взрывной характер этот процесс стал приобретать в ос­новном только в последние тридцать лет.

1. Отраслевые особенности природопользования

До 1970 года на всей планете было добы­то 7 миллиардов тонн условного топлива - угля, неф­ти, газа. По прогнозам для 2010 года эта циф­ра возрастает до 25 миллиардов.[2]

Наша страна, как известно, обеспечена собственны­ми ресурсами всех основных видов полезных ископа­емых. В ее недрах сосредоточено более половины миро­вых запасов каменного угля, железных и марганцевых руд, природного газа, различного горнохимического сы­рья.

В мировом хозяйстве масштабы вовлечения в хозяйственный оборот полезных ископаемых по сравнению с другими видами природных ресурсов - земельных, лесных, водных - растут го­раздо быстрее. В нашем хозяйстве эта тен­денция еще заметнее: рост общественного производства происходит более быстрыми темпами.

Соотношение между общим объемом добычи и со­держанием в ней полезного вещества неуклонно изме­няется, увы, в сторону накопления так называемых от­ходов. Это вынуждает увеличивать объемы добычи, а значит, и еще больше отходов. Отходы, если они оста­ются таковыми, - новые горы отвалов, терриконов, «хвостов» обогатительных фабрик, рудничные стоки и стоки обогатительных фабрик. Они отнимают десятки тысяч гектаров земельных угодий, загрязняют атмосфе­ру и водоемы. И они растут, опережая по массе полез­ные компоненты.

Отходы и потери увеличивают энтропию минераль­но-сырьевых ресурсов, их бесполезное рассеивание.

Но здесь есть и некий оптимистический парадокс: во всевозрастающей массе отходов соответственно все больше полезного, подлежащего утилизации.

Уменьшение потерь и использование отходов - грандиозный резерв. Расчеты показывают: горное про­изводство может повысить выход продукции за счет бо­лее рационального использования полезных ископаемых примерно на 20-25 процентов.[3]

Впервые в мире на Качканарском горно-обогати­тельном комбинате вовлечены в переработку бедные руды, в них 16-17 процентов железа.[4] Попутно стали извлекать ценнейший для народного хозяйства металл - ванадий. Оригинальный способ позволил вдвое увеличить извлечение редкого металла.

Следующим этапом должно быть извлечение из здешних руд еще и титана, платины, палладия. А зам­кнется цикл комплексной переработки производством строительных материалов из отходов обогащения. Коли­чество отходов и солидная строительная база делают реальным и экономически оправданным создание тако­го комплексного предприятия.

Безотходным предприятием в отрасли черной металлургии РФ, по мнению специалистов, может стать Ковдорекий горно-обогатительный комбинат. Для этого есть все основания. В комбинате недавно, кроме железорудной, появилась апатитовая обогатительная фабрика.

Более 120 предприятий цветной металлургии исполь­зуют промышленные стоки в системах, оборотного водо­снабжения.[5] Это важнейший показатель безотходности и чистоты производства. Сброс даже очищенных стоков практически прекращен на двадцати двух предприяти­ях. Вода здесь циркулирует в полностью замкнутой си­стеме.

Примером перехода к комплексному освоению газо­вых месторождений может служить Оренбургское. Здесь, помимо газа, уже извлекают серу, гелий и мер­каптаны.

Сегодняшние успехи в комплексном освоении мине­рально-сырьевых ресурсов еще только самое начало решения этой крупнейшей проблемы.

«Ничего нет полезнее горного искусства .» - с эти­ми словами знаменитого ученого XVI века Георгия Агриколы и сегодня трудно спорить. Почти все сделанное руками человека - от булавки до трактора и самолета - в своем первоначальном виде лежало под землей и добыто оттуда людьми, которых объединяет слово «горняк». Но Агрикола еще добавлял: «Горняку, кроме того, нельзя быть несведущим и во многих других ис­кусствах и науках. Прежде всего, в философии, дабы он мог знать происхождение и природу подземного Мира, ибо он благодаря этому сможет находить более легкий и более удобный путь к недрам земли и получать из них более обильные плоды .»[6]

Современные шахты и карьеры ведут добычу только в самой верхней части земной коры. Глубинные богат­ства им недоступны. Твердое полезное ископаемое се­годня поднимают из недр в виде дробленой кусковатой массы. Все дороже будет извлечение этого «куска», ко­торый содержит неуклонно уменьшающееся количество полезного компонента. Затраты подчас не компенсиру­ют даже ценность получаемого продукта .

Новое направление горного дела расширяет наше традиционное понятие и о самом полезном ископаемом. Это уже не только черные, цветные и благородные ме­таллы, горючие ископаемые, но и тепло Земли во всех его проявлениях, подземные пресные воды, редкие и рассеянные элементы, скрытые в геотермальных водах, полезные элементы из рудничных, нефтепромысловых и других промышленных стоков.

Необычайно разнообразны объекты теплофизического воздействия - это сера, тяжелая нефть, битум, озо­керит.

Здесь под землю уходит горячая вода, пар или электрический ток, а из скважины на поверхность по­ступает расплав ценнейших продуктов. Иногда не воз­никает необходимости даже в искусственном носителе тепла.