Географические аспекты добычи различных полезных ископаемых

Поле́зные ископа́емые — минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

Горючие полезные ископаемые (нефть,природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)

Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глины и др.), строительный камень и пр.

Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)

Камнецветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).

Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)

Горно-химическое сырьё (апатит и фосфаты минеральные соли, барит, бораты и др.)

Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны. Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Добыча полезных ископаемых осуществляется двумя способами: подземным и открытым

Подземный способ осуществляется шахтами или штольнями

– Шахта представляет вертикальное сложное горно-техническое сооружение. Глубина вертикальных стволов шахт при добыче может быть от нескольких сотен метров до 2.5 км. Обычно шахты представляют сочетание вертикальных и горизонтальных подземных выработок

– Штольни применяют в тех случаях, когда полезные ископаемые находятся в гористой местности. На склоне горы проходит горизонтальная горная выработка, по которой руда извлекается из недр

Открытый способ осуществляется карьерами, разрезами и траншеями. При разработке россыпных месторождений применяют дражный и гидромеханический способы

– Карьер имеет форму глубокой чаши. Глубина карьера может достигать нескольких сотен метров, площадь – десятков квадратных километров

– Разрез или траншея имеют линейную форму, их размеры значительно меньше, чем размер карьеров

– Дражный способ применяется для отработки крупных россыпных месторождений на довольно крупных реках, т. к. драга – это плавучий горно-обогатительный комплекс

– Гидромеханический способ применяется на небольших реках. Это способ механизации с помощью потоков воды

Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы. При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Первичный рельеф заменяется техногенным. В горной местности это приводит к перераспределению приземных потоков воздуха. Нарушается цельность определенного объема пород, увеличивается их

трещиноватость, появляются крупные полости, пустоты. Большая масса пород перемещается в отвалы, высота которых достигает 100 м и более. Нередко отвалы располагаются на плодородных землях. Создание отвалов обусловлено тем, что объемы рудных полезных ископаемых по отношению к вмещающим их породам невелики. Для железа и алюминия это 15—30%, для полиметаллов — около 1—3%, для редких металлов — менее 1%.

Откачка воды из карьеров и шахт создает обширные депрессионные воронки, зоны снижения уровня водоносных горизонтов. При карьерной добыче диаметры этих воронок достигают 10—15 км, площади — 200—300 кв. км.

Проходка шахтных стволов приводит также к соединению и перераспределению вод между ранее разобщенными водоносными горизонтами, прорывам мощных потоков воды в туннели, забои шахт, что значительно затрудняет добычу.

Истощение фунтовых вод в районе горных выработок и осушение поверхностных горизонтов сильно влияют на состояние почв, растительного покрова, величину поверхностного стока, обуславливают общее изменение ландшафта.

Создание крупных карьеров и шахтных полей сопровождается активизацией различных инженерно-геологических и физико-химических процессов:

— возникают деформации бортов карьера, оползни, оплывины;

— происходит оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями. В скальных породах оно может достигать десятков миллиметров, в некрепких осадочных породах — десятков сантиметров и даже метров;

— на соседних с горными выработками площадях усиливаются процессы эрозии почв, оврагообразования;

— в выработках и отвалах активизируются во много раз процессы выветривания, идет интенсивное окисление рудных минералов и их выщелачивание, во много раз быстрее, чем в природе, идет миграция химических элементов;

— в радиусе нескольких сот метров, а иногда и километров, происходит загрязнение почв тяжелыми металлами при транспортировке, ветровом и водном разносе, почвы также загрязняются нефтепродуктами, строительным и промышленным мусором. В конечном счете, вокруг крупных горных выработок создается пустошь, на которой растительность не выживает. Например, разработка магнезитов в Сатке привела к гибели сосновых лесов в радиусе до 40 км. Пыль, содержащая магний, попала в почву и изменила щелочно-кислотный баланс. Почвы из кислых превратились в слабощелочные. Кроме того, карьерная пыль как бы зацементировала хвою, листья растений, что вызвало их оскудение, увеличение мертвопокровных пространств. В конечном итоге, леса погибли.

На Южном Урале, где большинство месторождений залегает на глубинах до 300 м, преобладает карьерная добыча

21. Геоэкологические аспектыпромышленности.

Деятельность пром-ти весьма разнообразна – от добычи и переработки сырья до выпуска сложнейших механизмов и машин. Геоэк-ие последствия промыш-го проз-ва складываются в форме своеобразной пирамиды, которая в общем виде напоминает экол-ую пирамиду, состоящую из четырех этажей. В основании пирамиды лежит добыча сырья, преимущественно минерального. Известно , что около 95-98% добываемого на этом этапе сырья идет в отходы в виде пустой породы, руды низкой концентрации, грунта ит.д.

Только 2-5% сырья достигает след. уровня, который можно назвать уровнем переработки сырья. В результате получают промежуточную продукцию, напр., железо, сталь, прокат различного осортамента, цветные металлы, разнообр. хим-е в-ва, и.т.д.

Промежуточная продукция используется на след. стадии, в машиностроении и легкой пром-ти, производящие разнообразные орудия труда и предметы потребления. На этой стадии доля полезного продукта от исходного количества сырья еще более сокращается.

Наконец, на высшей стадии пром-го произ-ва мы имеем дело с современной индустрией высокой сложности и точности, производящей аппараты электроники, микроэлектроники и машиностроения, композитные материалы, продукты биотехнологии и прочие товарытак называемой высокой технологии. На этой завершающей стадии произ-ва объем используемых материалов сокращается до минимума, но возрастают капиталловложения в высокую квалификацию персонала, передовые технологии и дорогостоящие комплектующие.

В соответствии со стадиями пром-го произ-ва возникают опред-ые тенденции изменения геоэкол-х проблем:

Объем извлекаемых ресурсов и перерабатываемого сырья снижается;

Объем загр-х отходов, сбрасываемых в ОС , сокращается;

Однако токсичность сбросов резко увел-ся, так что результирующее загрязнение может и не уменьшается.

Для борьбы с неблаг-ми геоэкол-ми последствиями пром-го произ-ва сущ-т 2 принципиальных подхода:

Управление загрязнениями на конечной стадии произ-ва;

Системная перестройка произ-го цикла.

При стратегическом подходе типа 1) управление загр-ми осущ-ся после завершения технологического цикла, в виде как бы дополнения к нему. Этот подход носит условное название «на конце трубы». Переработка загр-й «на конце трубы» не сокращает объем или массу загрязнителей. Она попросту перемещает отходы, после их обработки, из одной среды в другую, более удобную при данном технологическом цикле, напр., из воздуха в землю. Во многих случаях обработка отходов перемещает эмиссии, выпускаемые в в воздух, в водную среду. Такого рода операции нежелательны в долгосрочном плане, хотя и могут казаться приемлемыми как временная мера. Обработка отходов за пределами основного технологического цикла, т.е. «на конце трубы», чрезвычайно широко распространена, хотя по сути не решает экологических проблем. Такая технология иногда носит название « малоотходная» или более того «безотходная», что как мы видим, не верно.

При стратегическом подходе типа 2) в качестве долгосрочной, недостижимой на 100% цели ставится задача добиться такого произ-ва, которое было бы полностью замкутым, подобно космическому кораблю в продолжительном автономном полете. С этих позиций сущ-т 3 класса технологических подходов, требующих системной перестройки пром-го проз-ва для действительного снижения объема, массы и токсичности отходов, сбросов и эмиссий:

Экономия сырья, материалов и энергии;

Увеличение степени использования пром-го продукта;

Извлечение полезных продуктов из пром-х отходов.

Национальная политика, направленная на решение этих подходов может принести как экол-ую, так и экон-ую выгоду.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник

28 июня 2020 г.

Добыча полезных ископаемых – одна из важнейших сфер деятельности, призванная обеспечить сырьём многие отрасли промышленности, строительство, транспорт и энергетику. Начиная с древнейших времён, она позволяет извлекать газообразные, жидкие и твёрдые природные ресурсы с поверхности Земли, а также из её недр, а начиная с середины прошлого века – со дна морей и океанов.

Месторождения полезных ископаемых в России

Самая большая страна в мире располагает более 20 тысячами месторождений полезных ископаемых, оцениваемых по запасам ресурсов в 30 трлн. долларов. Этого гигантского природного богатства, практически равномерно распределённого по территории России должно хватить на несколько веков непрерывного использования. Поэтому по запасам природных ресурсов наше государство занимает одно из лидирующих мест на планете.

Экономическая география полезных ископаемых Российской Федерации такова, что:

Наибольшие природные запасы золота сосредоточены на Дальнем Востоке и в Якутии.
Углеводородами больше всего богат Ямало-Ненецкий автономный округ. Частично они есть в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии, Оренбургской области, на территории бассейна реки Волги и на острове Сахалин.
Серебро в значительных количествах присутствует на территории Восточной Сибири и в горах Урала.
Нерудные строительные материалы обнаружены в Восточной Сибири.
Большая часть каменного угля залегает за Уральским Хребтом.
Горючие сланцы находятся в районах, прилегающих к Балтийскому морю.
Железная руда обнаружена на Балтийском щите, в Курской области и на Кольском полуострове.
Запасы урана присутствуют в Забайкалье.
Алюминием богат Урал и Западная Сибирь.
Цветные металлы сконцентрированы на Таймыре и на востоке Сибири.
Драгоценные и полудрагоценные камни распространены в горных массивах Урала, Алтая и Саян.

Однако необходимо отметить, что большинство природных ресурсов расположено в труднодоступных районах и отличаются низким содержанием полезных компонентов.

Добыча полезных ископаемых

Основные способы добычи

В зависимости от глубины залегания минеральных ресурсов избирают тот или иной способ их добычи:

Карьерный или открытый способ. С его помощью добывают металлическую руду, нерудные строительные материалы, уголь. Это самый экономичный, но в то же время достаточно сильно воздействующий на почву способ. Что в дальнейшем снижает её плодородность и вредно влияет на окружающую среду.
Шахтный или подземный способ. Его также называют закрытым. Этот способ применяют при глубинном залегании минерального сырья, руд и полиметаллов. Его недостатком являются значительные затраты и высокий уровень производственного риска для шахтёров и горняков.
Открыто-подземный или комбинированный способ. Фактически он сочетает в себе первые два и используется в тех случаях, когда полезные ископаемые залегают как на поверхности, так и в глубине земной коры.
Скважинный или геотехнологический способ. Применяется для извлечения сырья, пребывающего в жидком или газообразном состоянии. Обычно с его помощью из пробуренных скважин добывают нефть и газ, серу и литий, уран и фосфор, прибегая к выщелачиванию, осаждению и плавлению. Для того чтобы затем по трубам извлекать столь нужные в народном хозяйстве минеральные ресурсы.
Дражный способ. Он сочетает в себе добычу и обогащение полезных ископаемых. Чаще всего к нему прибегают при освоении россыпей алмазов, золота, касситерита и платиноидов.

Топливно-энергетические полезные ископаемые

Нефть

Седьмое место в мире занимает наша страна по количеству разведанных нефтяных запасов. Месторождения, оцениваемые в 14,1 млрд. т располагаются в 9 нефтегазоносных провинциях:

Волго-Уральской,
Енисейско-Анабарской,
Западно-Сибирской,
Лено-Вилюйской,
Лено-Тунгусской,
Охотской,
Прикаспийской,
Северо-Кавказско-Мангышлакской,
Тимано-Печорской,

и в 3 нефтегазоносных областях:

Анадырской,
Восточно-Камчатской,
Балтийской.

Лидером среди отечественных нефтяных месторождений считается Самотлорское – 7,1 млрд. т. Продуктивный период использования запасов этого жидкого вида углеводородного топлива на территории нашего государства оценивается в 22 года.

нефть

Природный газ

Россия является безусловным общемировым лидером по запасам голубого топлива, общий объём которого оценивается в 40 млрд. т. с перспективой добычи, составляющей более 80 лет.

Наибольшая его часть (свыше 75%) приходится на месторождения Сибири. Самыми крупными среди них являются: Уренгойское – 10 трлн. м3 и Ямбургское – 8,9 трлн. м3.

Уголь

По запасам этого природного ископаемого, оцениваемого в 2,23 трлн. т, Россия находится на третьем месте. Причём значительную часть залежей – 69%, составляет бурый уголь. Большая часть запасов, составляющая 63% этого ценнейшего энергоресурса, расположена в восточной части страны:

Кузнецкий угольный бассейн – один из самых крупный в мире, располагающий гигантскими запасами каменного и коксующегося угля.
Канско-Ачинский (бурый уголь).
Печерский.
Южно-Якутский.

Большая часть отечественной угледобычи – 75% ведётся закрытым шахтным способом, что значительно повышает его себестоимость.

уголь

Горючие сланцы

Большая часть месторождений горючих сланцев располагается в Европейской части России, на территории Ленинградской и Самарской областей. Также имеются крупные месторождения на севере страны и в Сибири.

Однако активной разработке они не подвергаются, вследствие конкуренции со стороны более распространённых видов топлива, таких как нефть и газ. Возможно, к ней приступят после исчерпания основных углеводородных запасов.

Уран

По запасам этого природного ископаемого Россия уверенно входит в первую десятку. Согласно исследованиям пятилетней давности, его запасы составляют 507,8 тыс. т, что является десятой частью общемировых урановых ресурсов. Основные месторождения сосредоточены в Якутии и Бурятии и на территории Забайкальского края.

Металлические ископаемые

Металлы играют важнейшую роль в жизни общества. Без них невозможно представить себе ни промышленное производство, ни быт нынешнего человека.

Руды чёрных металлов

К чёрным металлам относятся железо и его сплавы: сталь, чугун и ферросплавы. Их руды подразделяются на группы, носящие название основного минерала:

Красные железняки или гематиты – это оксиды железа (Fe2O3), наиболее употребляемые в чёрной металлургии; а также применяемые в качестве красителя, известного под названием «сурик».
Магнитные железняки или магнетиты, представляющие собой закиси и окиси железа (FeOи Fe2O) отличаются своими магнитными свойствами.
Бурые железняки или гетиты, называемые также лимонитом или болотной рудой, являются водной окисью железа. Их ценность заключается в том, что они могут непосредственно использоваться в процессе выплавки чугуна в домнах. Наиболее ценится металлургами лимонит Керченского месторождения, имеющий в своём составе ванадий, марганец и фосфаты.
Шпатовые железняки или сидериты – минералы серого цвета, содержащие в своём составе углекислое железо (FeCO3). Россия является мировым лидером по месторождениям железняка: подтверждённые запасы оцениваются в 264 млрд. т.

черная руда

Руды цветных металлов

Значительная часть полезных ископаемых носит название цветных металлов – это все металлы кроме железа, получившее своё название за специфический цвет.

Сырые руды этих металлов отличаются крайне низким содержанием металла и весьма разнообразным составом. Неудивительно, что они получили название полиметаллических руд. В связи с этим в цветной металлургии часто имеет место комплексное использование природного сырья.

В зависимости от плотности, они подразделяются на руды лёгких металлов: алюминия, титана, калия, кальция, лития, магния.И руды тяжёлых металлов: меди, олова, свинца, цинка.

Руды редких металлов

Обширная группа из 36 химических элементов получила своё название чисто по историческим причинам. На самом деле, они встречаются в природе нисколько не реже, а подчас значительно чаще чёрных, цветных и благородных металлов.

Руды редких металлов или залегают самостоятельно, или присутствуют попутно при разработке других полезных ископаемых. Значительную часть редких металлов извлекают из руд цветных металлов, а также из других минералов: германий – из бурых углей, ванадий – из руд железа и титана, гафний и рубидий – из руд других редких металлов.

На территории России значительные скопления руд редких металлов обнаружены на Кавказе, Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, а также в Якутии (Томторское месторождение).

Руды редких металлов

Руды благородных металлов

К этой группе относят драгоценные металлы: золото и серебро, а также платину и металлы платиновой группы: иридий, осмий, палладий, родий и рутений, отличающиеся устойчивостью против окисления и коррозии.

Наше государство обладает значительными запасами месторождений благородных металлов:

Золото – 25 тыс. т. Из них 4/5 составляют рудные месторождения, 1/5 – россыпные. Наиболее значимыми являются Бодайбинское месторождение золота в Восточной Сибири и Бамское золоторудное месторождение на Дальнем Востоке.
Серебро. По его запасам Россия держит первое место в мире, располагая 16-ью непосредственными месторождениями серебра (27% общероссийских запасов) и целым рядом комплексных месторождений. Первые из них расположены на территории Чукотки и Якутии.
Платиноиды – 6-10 тыс. т, что является третьим показателем в общемировом списке. Лидирующие позиции в отрасли занимают Нижнетагильское месторождение на Урале и Федорово-Панское месторождение в Мурманской области.

Неметаллические ископаемые

Неметаллические или нерудные природные ресурсы, используемые в своём непосредственном виде для строительства и промышленности или в качестве сырья, встречаются в природе в виде минералов или горных пород.

Горно-химическое сырьё

Горным сырьём для химического производства выступают:

Апатиты. На территории нашего государства находится крупнейшее месторождение апатитов на Кольском полуострове (Хибинское).
Бариты. Используется для получения бариевой соли, глазури и эмали.
Бораты. Выступают в качестве смягчителей воды при производстве стиральных порошков.
Фосфатные руды. Россия обладает более чем двумя сотнями крупных месторождений фосфоритов.
Сера, в значительной степени используемая для производства серной кислоты. Большими запасами этого природного сырья располагают Самарская область, Урал (серный колчедан), Камчатка, Курильские острова.

Горно-химическое сырьё

Горнотехническое сырьё

К этому виду полезных ископаемых относятся материалы, используемые в металлургии, а также при производстве абразивов, диэлектриков, керамики, стекла и теплоизоляционных материалов. Основными минералами в качестве горнотехнического сырья являются:

разнообразные глины, доломиты, известняки, кварцевые пески, фарфоровые камни;
ангидрид, гипс, перлит, доломиты, известняки, тальк, графит и многое другое.

Оптические материалы

Материалы природного или искусственного происхождения, обладающие прозрачностью и предназначенные для изготовления оптических устройств. В основном это стёкла, фотоситаллы (синтезированные материалы) и монокристаллы.

Соли и рассолы

Группа минералов, имеющих солёный привкус и легко растворяющихся в воде. По своему химическому составу они подразделяются на бораты, галогениды, йодиты, карбонаты, сульфаты калия, магния, натрия и хлориды.

Соли и рассолы находят применение в строительстве, при выпуске минеральных удобрений и в качестве пищевой добавки:

Калийные соли. Крупнейшее Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей (ВМКМС) располагается в Пермском крае.
Каменная или поваренная соль. Крупнейшими поставщиками на российский рынок являются:

ОАО «Бассосль», г. Астрахань – 1,3 млн. т в год;
ОАО «Уралкалий», г. Березники – 1,0 млн. т в год;
ОАО «Илецксоль», г. Оренбург – 0,5 млн. т в год.

Гипс или водный сульфат кальция находит широкое применение в строительстве, медицине, декоративно-прикладном искусстве.

Соли и рассолы

Драгоценные и поделочные камни

Минералы, используемые в производстве ювелирных изделий и камнерезном производстве. Отличительными особенностями драгоценных камней являются красивый цвет, яркий блеск, прозрачность, разнообразные оптические эффекты. Кроме того, они обладают высокой прочностью и долговечностью.

Поделочные камни не отличаются прозрачностью, хотя и имеют красивую фактуру, а также хорошо подвергаются механической обработке. Обычно они находят применение при отделке зданий и некоторых изделий.

Залежи этих полезных ископаемых присутствуют на Урале (самоцветы), в Якутии (алмазы) и в Восточной Сибири.

Строительные материалы

К естественным природным минералам, используемым в строительстве, относятся:

Гравий – мелкий камень округлой формы.
Щебень – остроугольные камни, диаметром не более 70 мм, используемые в качестве наполнителя.
Песок – мелкозернистая каменная фракция размером до 5 мм.

А также полезные ископаемые, применяемые при изготовлении бетона, цемента и других вяжущих веществ.

На территории России имеется 8500 месторождений более 100 наименований нерудных строительных материалов. Самые крупные из них расположены в Вяземской, Кировской, Московской и Смоленской областях.

Объёмы добычи

Россия обладает гигантскими запасами полезных ископаемых и последовательно их использует. О чём говорит рост добывающей отрасли в 2019 году на 1,1%.

Показатели 2019 года:

Нефть и газовый конденсат – 561 млн. т.
Газ – 738 млрд. м3; попутный нефтяной газ – 94,7 млрд. м3.
Каменный уголь – 357 млн. т.
Бурый уголь – 82,2 млн. т.
Золото (11 месяцев) – 337,26 т.
Добыча металлических руд (июль 2019 года) выросла по сравнению с аналогичным показателем на 1,9 %.
Добыча цветных металлов выросла на 3,1 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).
Добыча нерудных ископаемых выросла на 15,7 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).

Приведённые данные говорят о том, что доля России в общемировом масштабе, оцениваемом в 20 млрд. т ежегодной добычи полезных ископаемых, весьма значительна, а перспективы их дальнейшего использования даже пока в должной степени не оценены, вследствие своей огромности.

Автор:
Юрий Флоринских
Все статьи этого автора

Источник