Влияние горного производства на недра

Введение

Многоотраслевая горная промышленность - это удел высокоразвитых стран, поскольку в менее развитых странах чаще всего выделяется лишь несколько подотраслей, а иногда только добыча.Горнодобывающую промышленность, образующую основу добывающей промышленности, относят к первичным отраслям производства, так как она имеет дело с первичными природными ресурсами - полезными ископаемыми. Соответственно в ее состав входят отрасли, занятые добычей и переработкой, обогащением топливных, рудных и нерудных ископаемых.Горное производство технологически взаимосвязано с процессами воздействия человека на окружающую среду с целью обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности. Элементы природы, которые могут быть вовлечены или уже используются человеком в хозяйственной деятельности для удовлетворения разнообразных потребностей, обобщаются понятием природных ресурсов. Последствия воздействий хозяйственной деятельности общества связаны с особенностями развития общественного производства (индустриализация, химизация, интенсификация) и характером уклада жизни человека (урбанизация, миграция, условия жизни). В результате чего формируются направления поиска принципов взаимодействия общественного производства и природной среды, обусловливая и необходимость целенаправленного управления использованием ресурсов.Целью работы является изучение влияния горного производства на недра.Задачи работы:Рассмотреть историю горной промышленности в России.Рассмотреть понятие и структура горной промышленности.Изучить влияние горного производства на недра.Изучить аспект рационального использования и охрана недр.1. История горной промышленности в РоссииГорная или горнодобывающая промышленность - это комплекс отраслей производства, которые занимаются разведкой и добычей полезных ископаемых, их обработкой и изготовлением полуфабриката. Впервые крупные горно-разведочные работы в России были произведены еще в 1491 году. По приказу Великого князя Московского Ивана III группа людей была отправлена на Печору для поиска и добычи серебра. Но кроме серебра были обнаружены богатые залежи меди в районе реки Цильма. Следующая поездка была организована в 1618-1621 гг. в Пермский край также в целях добычи меди. Эта экспедиция привела к строительству большого медеплавильного завода на данной территории. Уже к 1696 году накопленный опыт геолого-разведывательных и добывающих работ позволил составить первую карту земель от Москвы до берегов Малой Азии. Это оказало значительное воздействие на дальнейшее развитие горной промышленности России. С правления Петра I начался другой этап развития данной отрасли. В 1700 году им был издан Приказ рудокопных дел. Согласно этому документу были составлены инструкции по розыску сырья и минералов и обучение людей процессу добычи, обработки и строительство рудников. В этот же период было заложено государственное управление горным делом. Проводимые Петром I крупные государственные мероприятия дали сильный толчок в развитии горного дела. Он создал в конце 1719 года «Берг-Коллегию» и предоставил полную свободу горного промысла в России. Она просуществовала до 1807 года, была упразднена, и вместо нее был учрежден Горный департамент. В этот период освоения месторождений замедлились, но картография успешно развивалась. В разные периоды времени, выдающиеся российские ученые проводили исследования месторождений, разрабатывали новые методики, издавали руководства к действию и т.д.После революции 1927 года отмечено четыре этапа развития горной промышленности: 1917-1929 гг. - обширные экспедиционные работы и открытие месторождений апатитов, никелевых руд, меди, нефти, золота и др.; 1930-1940 гг. - усиление геологических исследовательских работ, разработка и создание теоретических подходов и методологий; 1941-1954 гг. - развитие горной промышленности на Урале, в Сибири, Дальнем Востоке, поиски месторождений радиоактивного сырья, нефти, газа и других ресурсов в Западной Сибири и Средней Азии; с 1955 г - до наших дней - бурное развитие различных современных направлений в науке по изучению и оценке горнодобывающих районов страны.2. Понятие и структура горной промышленностиПод горной промышленностью понимают сочетание нескольких производств по поиску и добыче полезных ископаемых, которые могут находиться на разной глубине. Кроме этого данная отрасль занимается обогащением руды, а именно первичной обработкой добытых ископаемых. В структуре горной промышленности пять основных групп: топливодобывающая - добыча нефти, газа, угля и торфа; добыча руды - железная, медная, марганцевая руда, а также руды цветных и драгоценных металлов; горнохимическая - добыча различных минералов исключительно только для химической отрасли промышленности; гидроминеральная - разработка артезианских скважин для добычи питьевой воды для населения; разведка или добыча мрамора, доломита, гипса, известняка, полевого шпата, гранита и других. Высокими объемами добычи выделяются нефть, уголь, железная руда. Мировая добыча этих полезных ископаемых составляет более 1 млрд. т. Свыше 100 млн т добывают фосфоритов и бокситов. Добыча марганцевой руды держится на уровне 25 млн. т, а мировое производство золота – 2,5 тыс. т. В XIX веке больше половины объемов, добываемых ископаемых, были именно золотые и серебряные руды. Но в XX веке добыча сократилась и составляла уже меньше 5% от общего объема. В это период отмечает бурный рост добычи угля и железосодержащих руд. По объемам разработки уступали только нефти. Такой скачок в горной промышленности способствовал развитию транспорта, повышению производства легковых автомобилей для личного пользования, а также транспортных средств для отраслей экономики (трактора, комбайны и др.). В мире сформировались восемь главных горнодобывающих держав с 2/3 долей всей добычи сырья и топлива. Четыре государства - это экономически развитые страны США, Канада, Австралия, ЮАР, три развивающиеся страны - Китай, Бразилия и Индия, а также промышленно-развитая Россия. Обычно страны специализируются на добыче 1-2 видов сырья.Горнодобывающая промышленность РФ постоянно развивается. Этому способствуют открытые новые месторождения полезные ископаемых, которым необходимы специализированное добывающее оборудование и новейшие технологии. Данная отрасль промышленность играет ключевую роль для экономики страны. Горная промышленность финансируется государством, так как Россия является одним из главного экспортера многих видов природных ресурсов. Кроме этого эта сфера деятельности приносит довольно высокие прибыли, поэтому многие компании имеют право на субсидии от государства. В свою очередь предприятия горной отрасли приносят в государственный бюджет значительные средства, которые в дальнейшем инвестируются в развитие горной отрасли и других сфер промышленности. Благодаря господдержке приобретается современное оборудование для добычи и первичной переработки полезных ископаемых, рабочие постоянно повышают свою квалификацию, а места добычи – шахты – оснащаются необходимыми средствами безопасности для ведения работ. Но существует и ряд проблем, с которыми сталкивается горная промышленность: Загрязнение окружающей среды.Некачественное добывающее оборудование.Неправильное использование оборудования в работе.Недостаточно качественное образование в области горного дела.Большинство горнодобывающих предприятий уже давно ведут свою деятельность, но при этом некоторые их них используют еще устаревшие очистные системы. Это негативно влияет на отгружающую среду. В этой связи необходимо оснастить производства новейшим оборудованием, которое позволяет предотвратить загрязнение. Но и используемое горнодобывающее оборудование является некачественным, а его неправильное применение значительно снижает срок эксплуатации. Это говорит о том, что приобретать оборудование следует у проверенных и надежных поставщиков и обучать работников применять его в своей работе. Кадровый состав компании обязан быть высококвалифицированным, владеть определенными навыками и умениями в области горного дела и периодически повышать свою квалификацию.3. Влияние горного производства на недраВоздействие горного производства на недра проявляется в проведении горных выработок, извлечении полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, осушении или обводнении месторождений (или их участков), сбросе сточных вод, захоронении отходов производства и др. При этом изменяется напряженно-деформированное состояние массива горных пород, снижается качество полезных ископаемых, образуются потери минерального сырья, происходит возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород, загрязнение недр, в них развиваются карстовые процессы.Изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Известно, что массив горных пород характеризуется определенным напряженно-деформированным состоянием. Выделяют три тектонические формации, отличающиеся определенными особенностями формирования поля напряженности: районы древних кристаллических щитов; районы отложения осадочных пород на кристаллических платформах; районы современной тектонической активности.Районы древних кристаллических щитов характеризуются высокими горизонтальными напряжениями, обусловливаемыми естественным тангенциальным сжатием твердой оболочки земной коры.Районы отложений осадочных пород на кристаллических платформах характеризуются отсутствием тектонических напряжений. В таких районах напряженность массива горных порол определяется гравитационными силами и силами бокового распора.Районы современной тектонической активности характеризуются особенно сложной картиной напряженности массива горных пород. В этих условиях наряду с большими горизонтальными напряжениями на отдельных локальных участках вертикальные напряжения могут быть больше или меньше величины.При проведении горных выработок в области их влияния происходит изменение поля напряжении, при этом характер изменения имеет определенные особенности для составляющих, обусловленных различными силами. Например, изменение напряжений, обусловливаемых силами бокового распора, носит иной характер, чем изменение напряжений, обуславливаемых гравитационными или гидростатическими силами.В результате перераспределения напряженного состояния нетронутого массива горных пород в процессе разработки месторождений полезного ископаемого возникают на отдельных участках зоны повышенных напряжений, а на других - пониженных. В одних случаях в зависимости от свойств горных пород (уголь, руда, вмещающие породы) в зонах повышенного горного давления в массивах пород происходят динамические проявления горного давления – динамические явления.Потери минерального сырья. Одно из наиболее значительных воздействий горного производства на недра - неполное использование содержащихся в них минеральных ресурсов.Дня размещения предприятий горнодобывающей промышленности и решения других задач ведется государственный кадастр месторождений полезных ископаемых, и составляются государственные балансы запасов полезных ископаемых.Для определения промышленной ценности месторождений и подсчета в них запасов полезных ископаемых устанавливаются кондиции на минеральное сырье по каждому месторождению, представляющие собой совокупность экономически обоснованных требований к качеству и количеству полезных ископаемых, горно-геологическим и иным условиям разработки месторождения.Постоянные кондиции являются основой для подсчета и утверждения запасов полезных ископаемых и разделения их на балансовые, использование которых в настоящее время экономически целесообразно, и забалансовые, эксплуатация которых в настоящее время экономически нецелесообразна.Возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород. Усложнение горно-геологических условий разработки связано, в частности, с вовлечением в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых и вмещающих пород, склонных «самовозгоранию. Так, при разработке, складировании и транспортировании сульфидных руд происходят самонагрев и возгорании рудной массы.4. Рациональное использование и охрана недрОхрана недр - система производственно-технических, экономических и административно-правовых мероприятий, обеспечивающих соблюдение установленного порядка пользования недрами при их геологическом изучении, добыче полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации подземных сооружений, захоронении промышленных стоков и отходов производства и удовлетворении иных государственных и общественных потребностей.К основным требованиям в области охраны недр относятся:обеспечение полного и комплексного геологического изучения недр;соблюдение восстановленного порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;недопущение вредного влияния работ, связанных с пользованием недрами, на сохранность запасов полезных ископаемых;обеспечение полного и комплексного использования минеральных ресурсов при разработке месторождений полезных ископаемых;охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку:предупреждение необоснованной и самовольной застройки площадей залегания полезных ископаемых;предотвращение вредною влияния работ, связанных с пользованием недрами, на сохранность эксплуатируемых, находящихся па консервации горных выработок и буровых скважин, а также подземных сооружений;предотвращение загрязнения недр при подземном хранении газа и иных веществ и материалов, захоронении вредных веществ отходов производства, сбросе сточных вод;охрана участков недр, представляющих особую научную или культурную ценность.Основными задачами по улучшению охраны недр при разработке месторождений полезных ископаемых являются:широкое внедрение эффективных мер по охране месторождений от пожаров и других неблагоприятных факторов;совершенствование механизма штрафных санкций за невыполнение плановых и нормативных показателей извлечения полезных ископаемых из недр;укрепление маркшейдерской службы горнодобывающих предприятий, на которую возложены функции контроля за соблюдением установленного порядка пользования недрами.Методы борьбы с самовозгоранием полезных ископаемых и вмещающих порол можно разделить на две группы:мероприятия по профилактике эндогенных пожаров:мероприятия по оперативному подавлению уже возникших пожаров или по их локализации.Профилактические мероприятия основаны на своевременной диагностике потенциальных и зарождающихся очагов нагрева и включают:Изменение параметров системы разработки: увеличение скорости подвигания забоя; уменьшение ширины заходки;выбор рациональной формы и размеров породных навалов; сокращение продолжительности цикла: рыхление - транспортирование - складирование; управление гранулометрическим составом взорванной горной массы; своевременное погашение выработанного пространства при поддержании скорости подвигания очистного забоя более 30 м/мес по простиранию залежи и более 60 м/мес - по падению. Эти методы основаны на учете срока инкубационного самонагрева и последующего возгорания периода вскрытых или разрыхленных полезных ископаемых и вмещающих пород.Эффективные способы укладки руд и пород на складах и отвала: отсыпка инертными породами с уплотнением отсыпки или без нее; послойная укладка с уплотнением каждого слоя.Специальные мероприятия, основанные на управлении физическими свойствами горных пород и режимом их окисления и включающие снижение притока воздуха и влаги, дезактивацию реактивной поверхности; снижение электрохимической разности потенциалов.Для снижения притока воздуха и влаги используют: контурное заиливание - покрытие поверхности скопления материала вяжущими или твердеющими растворами (силикатный раствор - жидкое стекло, песок, хлористый кальций, вода; суспензии дисперсных материалов - глина, суглинки, зола электростанций и др. с добавление жидкого стекла и хлористого кальция);объемное заиливание - добавляют различные антипирогены.Для дезактивации реактивной поверхности ее обрабатывают растворами, применяемыми для объемного заиливания, и используют обработку поверхности ингибиторами или антипирогенами.Широкое применение эффективных мероприятий по борьбе с самовозгоранием полезных ископаемых и вметающих пород позволит уменьшить масштабы вредного воздействия горного производства на окружающую среду.

Заключение

В заключении хотеться отметить что, по мере увеличения населения Земли процессы обеспечения минеральным сырьем совершенствуются, что сопровождается исчерпанием минеральных ресурсов и деградацией геосфер Земли.При всем многообразии условий локализации месторождений полезных ископаемых эффективность способов добычи минерального сырья будет определяться соответствием их тенденциям природо- и ресурсосбережения, зависящим от прогресса процессов соединения традиционных технологий со специальными способами добычи. Мероприятия по охране окружающей среды, научные и практические работы по оптимизации воздействия горного производства должны основываться на концепции интенсификации, предполагающей в качестве обязательного условия интенсивный путь развития горнодобывающей промышленности и горно-экологической концепции, базирующейся на единстве проблем рационального использования и охраны недр и рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.Познание законов биосферы и их учет при организации горного производства - важное условие предотвращения вредного воздействия шахт, рудников, карьеров и обогатительных фабрик на природную среду и улучшения ее состояния в будущем. Правильная оценка положений современной экологии даёт возможность путём несущественного изменения системы хозяйственного освоения отдельных регионов согласовать интересы развития промышленности и сельского хозяйства с поддержанием оптимального состояния природной среды.
Список использованной литературы

Измалков, В.И. Экологическая безопасность, методология прогнозирования антропогенных загрязнений и основы построения химического мониторинга / В.И. Измалков. - СПб.: Логос, 2019. - 131 с.Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. - М.: Гидрометеоиздат, 2022. - С. 55-89.Мирзаев, Г.Г. Экология горного производства / Г.Г. Мирзаев. - М.: Академика, 2020. - 320 с.Певзнер, М.Е. Горная экология: учебное пособие для вузов / М.Е. Певзнер. - М.: Лань, 2022. - С. 35-91.Томаков, П.И. Экология и охрана природы при открытых горных работах / П.И. Томаков, В.С. Коваленко, А.М. Михайлов, А.Т. Калашников. - М.: ИНФА.М, 2019. - 418 с.