Добыча полезных ископаемых в водных ресурсах
Расположение россыпных месторождений в долинах рек осложняет их освоение в части охраны водных объектов от загрязнения и истощения биоресурсов. Основные требования по рациональному использованию и охране поверхностных вод сведены в Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 №74-ФЗ.
Что касается россыпных месторождений, то Водный кодекс (ВК) выделяет два элемента этой среды: водный объект и водоохранная зона.
Согласно статье 1 Водного кодекса, водным объектом является «природный или искусственный водоём, водоток или иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима». Это несколько мудрёное определение поясняется статьей 4: «…поверхностные водные объекты состоят из поверхностных вод и покрытых ими земель в пределах береговой линии». Береговая линия определяется по среднемноголетнему уровню воды в водном объекте в теплый период года. То есть полезное ископаемое, расположенное под водой, также входит в водный объект.
Водоохранными зонами (второй элемент среды), согласно статье 65 Водного кодекса, «…являются территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, … водных объектов, …а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов…». Минимальная ширина водоохранных зон устанавливается для участков рек протяженностью от их истока (ст. 65 п.4 ВК): до 10 км — 50 м; от 10 до 50 км — 100 м; от 50 км и более — 200 м.
Как правило, основные запасы россыпных месторождений полезных ископаемых расположены под руслами рек и ручьев и в водоохранных зонах (то есть в водных объектах).
В п. 2 статьи 11, касающейся «водных объектов», указывается, что «…на основании решений о предоставлении водных объектов в пользование, …водные объекты, находящиеся в федеральной собственности, собственности субъектов Российской Федерации, собственности муниципальных образований, предоставляются в пользование для (различных целей и в том числе): 6) разведки и добычи полезных ископаемых…».
Решение о предоставлении водных объектов в пользование принимается исполнительными органами государственной власти. Такое решение для разработки россыпных месторождений в водных объектах принимают министерства природных ресурсов областей, краев и республик.
Правила ведения хозяйственной деятельности в водоохранных зонах отражены в статье 65. Водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы — Водный кодекс РФ. Вопрос, касающийся возможности ведения горных работ в водоохранных зонах, отражен в п. 15 п.п. 8 данной статьи. Согласно п. 15, в водоохранных зонах запрещается: «8) разведка и добыча общераспространенных полезных ископаемых (за исключением случаев, если разведка и добыча общераспространенных полезных ископаемых осуществляются пользователями недр, осуществляющими разведку и добычу иных видов полезных ископаемых, в границах предоставленных им в соответствии с законодательством Российской Федерации о недрах горных отводов и (или) геологических отводов на основании утвержденного технического проекта в соответствии со статьей 19.1 Закона Российской Федерации от 21 февраля 1992 года №2395-1 «О недрах»). (п. 8 введен Федеральным законом от 21.10.2013 №282-ФЗ)».
К общераспространенным полезным ископаемым в данном случае относится песчано-гравийная смесь (ПГС).
Формулировка подпункта 8 выглядит не совсем логично: добывать ПГС в водоохранных зонах запрещается, а другие полезные ископаемые можно. Но если при добыче других полезных ископаемых попутно извлекается ПГС, то это не запрещается.
Однако в подпункте 8 отмечается еще одно условие — добыча иных видов полезных ископаемых разрешается «…в границах предоставленных им (пользователям недр) в соответствии с законодательством Российской Федерации в недрах горных отводов и (или) геологических отводов на основании утвержденного технического проекта в соответствии со статьёй 19.1 Закона Российской Федерации от 21 февраля 1992 года №2395-1».
Несмотря на отсутствие явного запрета на добычу полезных ископаемых в водных объектах и в водоохранных зонах, в Водном кодексе РФ именно на основании статьи 65 региональные министерства природных ресурсов зачастую запрещают ведение горных работ на указанных площадях, хотя запасы на них утверждены в законном порядке и выданы лицензии.
Согласно существующим требованиям технический проект на отработку месторождений полезных ископаемых можно разрабатывать только при наличии утвержденных запасов и лицензии на право пользования недрами у недропользователя. Запасы же полезных ископаемых утверждаются либо на федеральном уровне в Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых (ГКЗ), либо на региональном уровне в территориальных комиссиях.
Утверждаются запасы на основании технико-экономических обоснований (ТЭО) кондиций для подсчета запасов. ТЭО в обязательном порядке включает раздел «Экологическое обоснование кондиций», в котором оценивается воздействие будущих горных работ на окружающую среду и рассчитываются затраты на выполнение природоохранных мероприятий.
Чтобы получить решение о предоставлении водного объекта в пользование (см. постановление Правительства РФ от 30.12.2006 г. №844 «О порядке подготовки и принятия решения о предоставлении водного объекта в пользование»), в министерство природных ресурсов требуется подать ряд документов, в том числе:
– информацию о намечаемых заявителем водохозяйственных мероприятиях — «…мероприятиях по охране водного объекта с указанием размера и источника средств, необходимых для их реализации».
Министерство природных ресурсов (исполнительный орган субъекта РФ) в срок не более 30 дней «… рассматривает представленные заявителем документы на предмет их соответствия требованиям, установленным настоящими Правилами (Правила подготовки и принятия решения о предоставлении водного объекта в пользование, пост. Правительства РФ от 30.12.2006 г. №844), с оценкой их полноты и достоверности, а также соответствия условий осуществления намечаемых водохозяйственных мероприятий и мероприятий по охране водного объекта требованиям водного законодательства, выполняет расчет параметров водопользования, определяет условия использования водного объекта и обеспечивает согласование условий водопользования с Федеральным агентством по рыболовству — в случае использования водного объекта рыбохозяйственного значения».
Федеральное агентство по рыболовству оценивает ущерб водным биологическим ресурсам. Для оценки ущерба недропользователь обязан предоставить сведения, обоснованные расчетами, о степени загрязнения водотока в результате ведения горных работ в водном объекте и продолжительности периода, при котором концентрация твердых взвесей в контрольном створе будет превышать этот показатель в фоновом створе. Особенно сложно выполнить требования по охране водотоков для рек высшей и первой категории рыбохозяйственного значения, где превышение концентрации твердых взвесей в контрольном створе над фоновым допускается не более чем 0,25 мг/л.
На территории Сибири и Дальнего Востока многие, даже крупные водотоки, не имеют поверхностного стока в течении 3–5 месяцев. Именно в этот период можно с наименьшим ущербом для окружающей среды вынуть золотосодержащий пласт песков, вывезти пески за пределы водоохранной зоны, а с наступлением тепла промыть их и извлечь золото. После выемки песков до появления стока дно нового русла планируется, его сечению придается устойчивая к размыванию форма, а поверхность уплотняется тяжелой гусеничной техникой для уменьшения так называемого «активного» слоя грунта, из которого будут вымываться и переходить в муть тонкие фракции.
Согласно расчетам и наблюдениям, повышение мутности в контрольном створе обычно наблюдается до пика весеннего половодья. Для большинства северных рек продолжительность этого периода составляет около 30 суток.
Именно такой подход был использован для выемки алмазоносных песков под руслом реки Верхнее Молодо (левый приток реки Лены) со средней шириной 90 м. Работы ведутся с 2005 года по проекту АО «Иргиредмет». Для добычи песков под не полностью промерзающими плесами, длина которых достигает 3–4 км, предложен и запатентован способ, предусматривающий откачку воды из плесов [1]. Общая протяженность участка реки с промышленными запасами алмазов — более 40 км.
На рис. 1, 2 и 3 представлены фрагменты данной технологии горных работ.
В настоящее время АО «Иргиредмет» подготовило материалы с соблюдением всех описанных выше требований для получения решения о предоставлении водного объекта в пользование в Республике Бурятия для одной из золотодобывающих артелей. Ширина реки — 70 м, отметка над уровнем моря — 1050 м, поверхностный сток отсутствует с середины декабря до середины апреля, ширина водоохранной зоны — 200 м.
Ихтиологи отметили интересный факт, что при искусственном изменении конструкции дна реки и берегов с учетом создания благоприятных условий для нереста рыбы и ее обитания поголовье рыбы кратно увеличивается. Так, В. Н. Леман приводит яркий пример положительного влияния вмешательства человека на продуктивность реки — «увеличение численности кижуча в 24 раза на одной из рек Британской Колумбии после размещения на участке русла валунов» [2].
То есть, возможно, что изменение строения русла реки после ведения горных работ и создания благоприятных для рыбного поголовья сооружений приведет не к ущербу для водотока, а к пользе. При проектировании искусственного русла реки после завершения добычных работ желательно привлекать ихтиологов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 2299328 Российская Федерация, МПК Е21С 50/00. Способ разработки россыпных месторождений под плёсами рек, расположенных в районах распространения многолетней мерзлоты. Пятаков В.Г., Косов В.М., Кычкин В.Р., Николаев М.В., Беркутов В.В.; патентообладатели: АО «Иргиредмет» и ОАО «Нижне-Ленское». — №2005127243/03; заявл. 30.08.2005; опубл. 20.05.2007. Бюл. №14.
2.Леман В.Н., Лошкарёва А.А. Справочное пособие по природоохранным и мелиоративным мероприятиям при производстве строительных и иных работ в бассейнах лососевых нерестовых рек Камчатки. — М.: Товарищество научных издательств КМК, 2009. — 193 с.
-40+8
Просмотров статьи: 8301, комментариев: 25
- Содержание сайта
- Комментарии
- Главная страница
Океаны — это и есть мировой запас воды, но нужно следить за их экологическим состояниемВ современных условиях количество пресной воды постепенно уменьшается, а добыча золота в мире растет, несмотря на большие перспективы добычи основы всех живых организмов.
Водные запасы Земли
Человеческий организм почти на 65% состоит из воды
Наша планета на 80% состоит из воды. В организме человека содержится приблизительно столько же этой жидкости. Под термином «водные ресурсы» понимают всю совокупность небольших рек, озер, каналов, морей и океанов. В общие запасы также входят и подземные воды, почвенная влага, ледники и водяная пара в атмосфере.
Ученые говорят, что вода появилась на нашей планете приблизительно 3,6 млрд лет тому. Изначально она находилась не в жидком состоянии, а в парообразном. Только в процессе эволюции она начала постепенно приобретать тот вид, который мы знаем. Способы которые используют для выкачивания воды из недр земли довольно просты и легкодоступны.
Предназначение воды. Она поддерживает жизнедеятельность всех живых организмов на Земле. С ее помощью осуществляется процесс превращения углекислого газа в кислород (второй незаменимый компонент всего живого). Вода также принимает участие в образовании климата.
Виды водных ресурсов
Все запасы ресурса можно классифицировать на несколько подгрупп:
Ледники и айсберги также являются водными ресурсами
- Поверхностные (океаны, моря, реки, озера, болота и каналы). На долю этой подгруппы припадает около 2/3 всех земных запасов. Поверхностные воды распределились на планете неравномерно. Например, в некоторых частях Земли есть континенты, состоящие на 2/3 из суши (Африка и Австралия);
- Подземные;
- Искусственные водоемы;
- Ледники, находящиеся в Арктике и Антарктике. В ледниках содержатся достаточно большие запасы пресной воды, однако, в современных условиях ее добыча пока не осуществляется. Ученые посчитали, что в после таяния всех ледников уровень мирового океана может подняться на 60 и больше метров;
- Атмосфера.
Способы добывания воды
Традиционные подходы
Водоснабжение жилых районов
Добыча воды ведется несколькими традиционными способами:
- Бурление промышленных скважин водоносных горизонтов. Этот способ считается одним из самых дорогих и наукоемких. Выработка ресурса в таких масштабах ведется исключительно на государственном уровне.
Перед началом работ все проекты бурлящей компании проходят детальную проверку документации и технической части работ. Только после этого дается разрешение на бурление недр. Стоит отметить, что определение перспективного места осуществляется путем гидрогеологических исследований.
Бурление происходит в две колонны, делается это для того, чтобы сохранить качественную структуру воды. Такой метод максимально эффективно защищает ресурс от вытекания в затрубное пространство или на залегающие горизонты свыше. Кроме этого, бурление в две колонны обеспечивает максимальную защиту жидкости от загрязнения и попадания микробов.
Добыча ценного ресурса ведется таким образом во всех развитых странах. Им занимается преимущественно частные организации, которые обрабатывают воду дополнительно минералами, насыщают солями и отправляют на прилавки супермаркетов и магазинов в виде всем хорошо известной минеральной воды.
В непромышленных целях вода добывается в индивидуальных хозяйствах. То есть, в частных домах тоже сверлятся или выкапываются скважины в месте протекания подземных вод. В простонародье такие скважины называются криницами.
Функционируют они следующим образом: скважина постепенно наполняется подземными водами по мере убывания запасов в кринице. Такой способ извлечения пользуется большой популярностью среди владельцев частных домов и дач, поскольку вода в криницах практически никогда не заканчивается.
Нетрадиционные подходы
Буксировка айсберга с пресной водой
В последнее время человечество все больше задумывается о нетрадиционных источниках водных ресурсов. К ним относятся:
- Буксировка айсбергов из Антарктиды и Арктики;
- Опреснение морской и океанской воды;
- Конденсация из атмосферы.
Ценный ресурс добывают прямо на морских суднах за счет опреснения. На данный момент в мире известно несколько сотен устройств, умеющих опреснять соленую жидкость. Цифры говорят, что самые высокие технологии в этом плане может продемонстрировать Кувейт, где находятся самые современные и высокотехнологичные устройства по опреснению.
Человечество дошло до переломного момента, где вода стала считаться товаром, который можно продавать другим странам. Например, на современном этапе можно проследить, как огромные танкеры перевозят миллионы кубометров жидкости в отдаленные уголки мира, где наблюдается ее дефицит:
- По такой схеме сотрудничают Нидерланды, куда пресная вода приходит из Норвегии;
- Филиппины считаются основным партнером предоставления ценной жидкости для Саудовской Аравии;
- В Сингапуре начали закупать водичку из Малайзии;
- В Африку приходит немало танкеров из Амазонки.
Последнее изобретение человечества – это атомные реакторы, которые могут одновременно опреснять и перерабатывать воду в электроэнергию. На данный момент этот метод считается самым простым и дешевым способом опреснения. Стоимость одного литра, добытого таким образом, в 10 раз дешевле, чем добыча золота в мире.
Дефицит помогут преодолеть и водохранилища, количество которых на современном этапе развития человечества превысило 30 тыс. штук. Особенно их много в развитых странах и государствах с засушливым климатом.
Скважина водяная — обустройства после бурения
Воду можно добывать даже из воздуха. Этот факт подтвердили исследования австралийца Эдварда Линкара. Он создал уникальную систему орошения – airdrop. К решению этой проблемы австралиец подошел нестандартно – он наблюдал за жуками Намибии, которые научились в процессе эволюции добывать влагу из воздуха.
Эдвард пошел по тому же пути, что и пустынные жуки – установил несколько насосов. Первый насос затягивает воздух, а второй транспортирует влагу к корневой системе растений. За свое изобретение австралиец получил 10 тыс. фунтов. Его изобретением заинтересовались ведущие компании мира по сохранению пресной воды на нашей планете.
Почему водные ресурсы нужно охранять?
Мировые запасы воды
Сложившаяся ситуация отчетливо демонстрирует необходимость защиты питьевой воды. Сохранить ее количество можно двумя способами:
- Уменьшить ее использование на промышленных объектах;
- Создать коллекторы высокого качества.
Почему нужно уменьшать количество потребляемой жидкости на предпринимательствах? Дело в том, что они используют слишком много ограниченного ресурса для производства. Например, в США на изготовление 1 тонны хлеба требуется около 4000 л, в Европе около 1000 л. Что касается консервации фруктов и овощей, то для создания 1 тонны товара требуется больше 30 тыс. л.
В промышленности «портится» еще больше питьевой воды. Например, целлюлозно-бумажная промышленность считается одной из самых водоемких. На производство 1 тонн бумаги требуется больше 150 тыс. л воды. Второе место по расходам занимает топливная промышленность. На изготовление 1 тыс. л качественного авиационного бензина расходуется до 25 тыс. л.
По этой причине водные ресурсы необходимо сохранять, постоянно ища более эффективные способы производства. Практика показала, что воду лучше всего хранить в подземных хранилищах. В законсервированном состоянии она не загрязняется и не испаряется. Также для уменьшения потери ресурса во время его транспортировки рекомендуется сооружать каналы.
Большинство методов уменьшения расходов негативно сказывается на состоянии биосферы. Например, вода, законсервированная в подземных хранилищах, не принимает участия в формировании илистых отложений и мешает естественной циркуляции грунтовых вод.
Ученые пришли к выводу, что самым эффективным методом сохранения драгоценной жидкости является очистка сточных вод. На современном этапе удалось достичь почти стопроцентной чистоты сточных вод.
Видео: Великая тайна воды
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.
Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых
Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.
Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:
- литосферу;
- атмосферу:
- воду;
- животный мир.
Влияние на литосферу
Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.
В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:
- карьеры;
- отвалы;
- терриконы;
- овраги.
Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.
Список городов пострадавших от последствий промышленного производства
В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.
Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.
Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.
Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.
Таблица образования галитовых отходов при добывании каменной соли
Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.
В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.
Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.
Добыча соли шахтным способом
Влияние на атмосферу
Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:
- метана,
- оксидов
- тяжелых металлов,
- серы,
- углерода.
Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.
Промышленность и транспорт основные источники загрязнения атмосферы
Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.
Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.
Влияние на водную среду
В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:
Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек
- образование депрессионных воронок;
- исчезновение родников;
- высыхание малых рек;
- исчезновение ручьев.
Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.
В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.
Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.
Влияние на животный и растительный мир
Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.
Почва не пригодная для выращивания растений, загрязненная деятельностью промышленной добычи
Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.
При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.