На Камчатке и островах Курильской гряды серу можно выплавлять, используя тепло Земли - имею­щиеся там горячие подземные воды и пар. Экономич­ность такого способа не требует комментария. В два ра­за дешевле по сравнению с обычным шахтным методом будет и подземная выплавка озокерита.

Забрать сокровища недр, скрытые сотнями метров вечной мерзлоты, - еще одна важнейшая задача скважинной гидродобычи. Причем можно оттаивать только золотоносный пласт, практически не нарушая самой мерзлоты.

Возможность тонкого, селективного выщелачивания полезных элементов возвращает к жизни даже самые бедные месторождения со сложным строением, которые, ранее считались полностью непригодными к отработке.

В содружестве с микробиологами разработан биохи­мический способ - бактериальное выщелачивание. Здесь уже действуют «живыми», биологически актив­ными растворами.

Оказалось, что интенсивное окисление пирита идет пре­имущественно не обычным химическим путем, а микро­биологическим выщелачиванием, которое осуществляют, развивая жизнедеятельность, группы тионовых бакте­рий.[7]

Проведены первые полупромышленные испытания бактериального выщелачивания никеля, меди и других полезных компонентов из забалансовых, «бросовых» руд Кольского полуострова.

Наконец, термохимический способ осуществляют подземная газификация, возгонка угля и сланцев. Идея этого способа принадлежит еще Д. И. Менделееву, но в самое последнее время предложены новые заманчи­вые варианты.

Геотехнологические методы открывают принципиаль­но новые возможности: разрабатывать месторождения с бедными рудами, брошенные или отработанные обыч­ным способом участки месторождений. Даже металл из старых рудничных и карьерных отвалов экономически выгодно извлечь так называемым кучным выщелачива­нием. А ведь такие отвалы - они считались практиче­ски пустыми - есть на любом горном предприятии.

Геотехнология расширяет минерально-сырьевую базу и бережно, полно, фактически безотходно извлекает из недр полезные ископаемые.

Новая технология уменьшает энтропию Земли, ее «распыление». Нет нарушений поверхности Земли, нет пыли, вредных отходов, терриконов и отвалов, отбираю­щих большие площади земельных угодий. Новые спосо­бы ничуть не нарушают естественного равновесия окру­жающей среды. Мало того, извлекая полезные элементы из промышленных стоков, они одновременно упрощают проблему очистки вод. Так уже в Казахстане извлекают из стоков молибден.

Геотехнология решает и важнейшую социальную за­дачу - полностью освобождает человека от подземной работы.

Конечно, нельзя считать, что геотехнология уже пришла на смену традиционным шахтам и карьерам. Пока она расширяет области своего применения, уве­личивая возможности горной промышленности, улучшая ее экономику.

2. Угольные месторождения и бассейны

Запасы каменных и бурых углей на территории нашей страны сосре­доточены в 25 угольных бассейнах, нескольких крупных угленосных пло­щадях и более чем в 650 отдельных месторождениях.[8]

Общие геологические запасы ископаемых углей в России до глубины 1800 м (для каменных углей) и 600 м для бурых достигают 6800 млрд. т, в том числе балансовых 5730 млрд. т. Из них 630 млрд. т составляют запасы категорий А, В, C1, C2.

Краткая характеристика основных угольных бассейнов приве­дена в табл.1.

Распределение общих запасов угля по стране неравномерно. Угольные бассейны в европейской части страны находятся на стадии установив­шихся объемов добычи или даже ее снижения (Подмосковный и частично Донецкий бассейны).

Угольные бассейны, расположенные в азиатской части страны (Куз­нецкий, Канско-Ачинский и Карагандинский), являются основными пер­спективными районами развития угольной промышленности. К числу малоосвоенных угольных бассейнов, имеющих значительную перспек­тиву развития, относится Южно-Якутский угольный бассейн, распола­гающий запасами каменных углей ценных марок.

Общим для всех угольных бассейнов является увеличение глубины разработки. Диапазон вынимаемой мощности пластов в ближайшей перс­пективе не претерпит значительных изменений. За счет некоторого уменьшения доли пластов, залегающих под углом 0-12°, произойдет увеличение удельного веса пластов с углом падения до 12-18°.[9] Харак­терным для разработки пластов в основных угольных бассейнах является постепенный рост удельного веса пластов с неустойчивыми и весьма не­устойчивыми кровлями. Прогнозируется значительное увеличение доли разрабатываемых пластов с газоносностью 15-25 м3/т в Кузбассе при сохранении существующего положения с выемкой газоносных пластов в Карагандинском и Печорском угольных бассейнах.[10] В целом наблюдается тенденция ухудшения горно-геологических условий разработки ме­сторождений.

Таблица №1

3. Геология угольного месторождения

Под литосферой (греч. «литое» - камень, «сфера» - шар, оболочка) понимают земную кору и часть верхней мантии Земли. Толщина земной коры составляет от 7 до 80 км.[11] Наи­большая глубина залегания нижней границы земной коры ха­рактерна для континентальных участков, наименьшая - для территории морей и океанов. На материках земная кора имеет довольно выдержанную толщину 30-40 км. Земная кора сло­жена различными минералами и горными породами.

Минерал - природное химическое соединение или элемент, однородное по химическому составу и строению, являющееся продуктом геологического процесса. Горная порода - устойчи­вая совместная ассоциация минералов, обусловленная общ­ностью их происхождения, возникающая в результате опреде­ленных геологических процессов и образующая геологически самостоятельные тела в земной коре. Горные породы бывают пластичными (глина), хрупкими (уголь), сыпучими (песок), крепкими (базальт), мягкими (торф) [12]

Различают коренные горные породы и наносы. Коренные горные породы залегают на месте своего образования, но могут изменять пространственную ориентацию в ходе геологи­ческих процессов. Наносы представляют собой продукты раз­рушения коренных пород в результате деятельности ветра, солнца, воды, изменения температуры окружающей среды; они покрывают рыхлым слоем коренные породы и обычно залегают на поверхности. В некоторых случаях коренные породы выхо­дят непосредственно на поверхность. Поэтому наносы могут иметь толщину от нуля до нескольких сотен метров.

По происхождению (генезису) горные породы делят на три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Маг­матическими называют такие породы, которые образова­лись после остывания жидкой расплавленной магмы. К ним от­носят граниты, базальты, габбро и др.

Осадочными считают породы, образовавшиеся в резуль­тате разрушения и накопления других пород, химического осаждения растворенных в водоемах веществ и деятельности микроорганизмов. Осадочные породы подразделяют на обло­мочные, химические и органического происхождения.

Угольные месторождения сосредоточены в осадочных поро­дах, которые и представлены в основном песчаниками, извест­няками, аргиллитами, алевролитами, глинистыми, песчано-глинистыми и углистыми сланцами. Аргиллиты - уплотненные и сцементированные в процессе геологического изменения гли­нистые породы. Алевролиты - горные породы, сцементиро­ванные из мелких песчаных частиц размером до 0,1 мм.[13]