Открытый способ разработки полезных ископаемых охрана недр

Недрами называют слой Земли, который находится непосредственно под грунтом, если таковой имеется, или воды, если речь идёт о водоёме. Именно в недрах расположены все полезные ископаемые, которые аккумулировались в них на протяжении всей истории. Они простилаются от поверхности и до центра Земли. Самым исследованным слоем является литосфера. Следует отметить, что её структура на материках и в океанах разительно отличается между собой.

Полезные ископаемые

Полезные ископаемые, которые находятся в недрах земли принято делить на:

общераспространённые, к которым относятся песок, мел глина и т. д.;
необщераспространённые, которые включают рудные и нерудные ископаемые.

Практически все полезные ископаемые являются невозобновляемыми природными ресурсами, вследствие чего подлежат охране. Безопасность их использования сводится, в первую очередь к ряду мероприятий направленных на рациональное использование.

Основные принципы охраны недр

В любой стране мира, по общепринятым правилам, следует придерживаться следующих правил для охраны недр Земли:

рационально использовать месторождения полезных ископаемых с целью предотвращения их истощения, в том числе проводить разведку новых месторождений;
следить за экологией недр, предупреждать их загрязнение, особенно подземных вод;
не допускать вредного воздействия полезных ископаемых, следить за целостностью верхнего слоя при добыче (это касается жидких, газообразных и радиоактивных ресурсов);
тщательно охранять уникальные объекты недр, в том числе лечебные, минеральные и питьевые воды.

Одной из функций по охране недр является их учёт. Эта функция включает в себя разведывание месторождений, определение количества и качества имеющихся в нём запасов. Учёт ведётся как на региональном, так и на государственном уровне.

Охрана полезных ископаемых

Разведка и добыча полезных ископаемых могут нанести ущерб окружающей среде. Поэтому государство регулирует соблюдение обязательств по защите и охране природы среди разведовательных и горнодобывающих компаний.

Существует несколько основных способов, которыми закон пытается защитить окружающую среду:

горнодобывающие компании должны соблюдать экологические обязательства на предприятиях;
привлечение к уголовной ответственности в случае нанесения ущерба окружающей среде или наступления экологических проблем, связанных с деятельностью предприятия;
получение разрешение на те, или иные виды работ от соответствующих органов;
добывающие компании должны обеспечивать охрану окружающей среды на месте разработок.

Охрана водных ресурсов

Вода во все времена считалась самым ценным природным ресурсом. Ни для кого не секрет, что именно вода поддерживает жизнь на земле, и именно она является основной составляющей жизнедеятельности всех организмов. Потребительское отношение к водным богатствам нашей планеты привело к катастрофическим последствиям, в том числе и к уменьшению её количества. Это угрожает уменьшением популяций флоры и фауны, что приведёт к нарушению её разнообразия.

Дальнейший дефицит чистой воды необратимо приведёт к ухудшению здоровья людей и конкуренции за неё. Поэтому так важно сохранить и защитить водные ресурсы планеты.

Сегодня можно выделить несколько направлений, призванных обеспечить реализацию экологической политики касательно минеральных и пресных вод, среди которых:

внедрение безотходных технологий и ограничение сточных вод в промышленности;
повторное использование технических вод путём их очистки

Последнее включает механическую, химическую и биологическую обработку.

Источник

Под охраной недр понимаются научно обоснованное рациональное и бережное использование полезных ископаемых, максимально полное, технически доступное и экономически целесообразное их извлечение, утилизация отходов, ликвидация урона, нанесенного естественным природным ландшафтам.
Увеличивается добыча полезных ископаемых, глубина отработки месторождений возрастает. Сейчас глубина шахт достигла 4 тыс. м, эксплуатационных и разведочных скважин – 10-12 тыс. м. Проникновение вглубь литосферы происходит путем создания карьеров при открытом способе добыче полезных ископаемых, путем проходки шахт, штолен, горных выработок при подземном способе добычи. При бурении скважин, подземной газификации, выщелачивании, растворении или выплавке залежей полезных ископаемых недра истощаются в результате потерь газов: метана, оксидов углерода, оксидов азота, соединений серы. Этот процесс связан с добычей минерального сырья.
Основные мероприятия по охране недр базируются на ресурсосбережении: предотвращение потерь при добыче, транспортировке полезных ископаемых, при их обогащении и переработке, использовании готовой продукции.
Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде при разработке месторождений подземным способом. При этом потери угля (остается в недрах) составляют 20 — 45%, руд, цветных и черных металлов 15 – 25%, горно-химического сырья 20 -60%. При открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются до 12%. Исключительно открытым способом добываются стройматериалы (песок, глина, щебень, гравий) и россыпные ископаемые. Однако обратной стороной открытого способа разработки полезных ископаемых являются нарушение естественных природных ландшафтов. Например, при извлечении 1 млн. т. угля шахтным способом отвалы занимают 8 га, а при открытом нарушенные земли занимают 30 га и более.
Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологии извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50 – 60%. Потери же попутного газа – 20 млрд. т. в год (он сжигается в факелах) просто потрясает воображение.
Основные мероприятия по охране недр на стадии добычи минерального сырья сводятся к совершенствованию технологии его разведки, расчета запасов, добычи с применением ряда правовых и экономических регламентирующих механизмов.
Значительные потери полезных ископаемых происходят при их транспортировке к местам переработки и использованию. На территории России эксплуатируется 350 тыс. км промысловых трубопроводов, на которых ежегодно случается свыше 50 тыс. прорывов. В Западной Сибири свыше 100 тыс. км промысловых трубопроводов с 30-летним стажем нуждаются в замене. В результате за год разливается 2650 т. нефти из магистральных труб и 1438 т. нефтепродуктов. Транспортировка твердых полезных ископаемых связана с меньшими потерями, например, при перевозке угля. Эти потери не только самого продукта – с ними связано загрязнение окружающей среды.
Потери минеральных ресурсов происходят и при извлечении металлов из уже обогащенных руд.
Комплексное, наиболее полное извлечение и использование химических элементов позволяет сохранить месторождение, не тратить дополнительных средств на переработку отходящих газов, пыли и промышленных стоков.
Пыль, задержанная фильтрами, представляет высококачественное сырье; нефть и масла, собираемые в отстойниках нефтеперерабатывающих заводов, на ремонтных, транспортных и других предприятиях, рафинируются и используются в народном хозяйстве.
Таким образом, комплексное использование и бережное расходование минерального сырья при его добыче, транспортировке и переработке нераздельно связанно с охраной окружающей природной среды. Преобразование моноцелевых горных предприятий и перерабатывающих в многоцелевые, отказ от отраслевого подхода к разработки минеральных ресурсов – это одновременно и сбережение минерального сырья и ресурсов.
Общие правила ресурсосбережения необходимо соблюдать при добычи строительных материалов. Известно, что односторонний спонтанный производитель берет от месторождения только то, что ему нужно, не учитывая необходимости комплексного подхода, разрабатывает месторождение в местах, где ему выгодно. Но такой подход не допустим с позиции охраны окружающей среды. Он наносит непоправимый ущерб естественным природным ландшафтам, их целостности и устойчивости.
Надо отметить, что ужесточение лицензионных обязательств не спасает положение. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, за соблюдением режима эксплуатации месторождений, организацией мониторинга силами разработчика, за рекультивацией и реабилитацией ландшафтов.
Для охраны недр существенное значение имеет использование полезного ископаемого строго по его назначению. Еще Д. И. Менделеев говорил: «Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями». И если нефть или коксующиеся угли используются в качестве топлива – это растранжиривание минеральных ресурсов.
Резервом в экономии минеральных ресурсов является более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее дефицитными материалами. Так, современная металлургическая промышленность может работать на 40% и более на вторичном сырье, Горячая вода, полученная как побочный продукт в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, может использоваться для обогревания зданий. В то же время одна треть тепла, которое выбрасывается при сжигании топлива на предприятиях цементной промышленности, в мартеновском производстве, рассеивается в окружающей среде вместе с отходящими газами. Подсчитано, что почти 70 – 80% потребности народного хозяйства в энергии, топливе, сырье и материалах могут быть удовлетворены за счет их экономии. В частности, 20 – 25% металла, заключенного в изделиях, выбрасываемых на свалку, может быть использовано и снова вовлечено в оборот при незначительных затратах, а еще 40 – 45% — при специальной обработке.
Вторичное сырье может дать почти половину выплавляемой стали. Вторичная переработка лома цветных металлов потенциально может давать ежегодно 1/5 мировой продукции меди, более1/3 олова, 1/3 алюминия, около 1/5 цинка.
Конечно, рост добычи топлива и производства энергии связан с существенным повышением капиталовложений, которые идут не только на добычу и разведку, но и на мероприятия по охране окружающей среды. Однако игнорирование их в угоду сиюминутной прибыли оборачивается, как правило, негативными последствиями, на ликвидацию которых затрачивается значительно больше средств, чем на их предотвращение.
Еще одним резервом сбережения, использование которого сохранит недра, является применение искусственных заменителей дефицитного сырья. Металл может быть с успехом заменен пластмассами, деревом и даже камнем. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы. В недалеком прошлом трудно было представить чайник из тефлона, а телевизор — без электронных ламп накаливания.
Минеральное топливо может быть заменено геотермальной энергией термальных подземных вод. Особенно перспективные в этом отношении районы Исландии, Японии, Новой Зеландии, Мексики, России – на Северном Кавказе, в Магаданской области, на Камчатке, на Сахалине. В Венгрии тепличное хозяйство, животноводческие комплексы и даже жилые помещения обогреваются за счет геотермальных подземных вод.

Источник

Конспект урока по экологии

на тему: «Использование и охрана недр»

Цель: ознакомить учащихся с недрами и их значением для человека

Задачи урока:

I.Образовательные:

1)Сформировать знания обучающихся о недрах, их использовании и охране

2)Углубить и расширить знания обучающихся о экологических проблемах и их решениях

3)Дать представление о недрах и их значения для человека

Воспитательные:

1)Продолжить нравственное, экологическое, эстетическое воспитание обучающихся путем рациональной организации на уроке активной познавательной деятельности всех обучающихся.

Развивающие:

1)Продолжить формирование умения самостоятельно работать с учеником.

2)Развивать интеллектуальные особенности и речь обучающихся.

Тип урока:Комбинированный или традиционный

Методы:словесные (рассказ с элементами беседы), наглядные, частично-поисковые

Основные понятия: Недра. Полезные ископаемые. Минеральные и энергетические ресурсы. Шахтный и открытый способ добычи полезных ископаемых. Вторичное сырье. Рекультивация земель.

Материалы и оборудование:учебник по экологии 10-11 класса Н.М.Чернова; В.М.Галушин; В.М.Константинов

Структура урока

Организационный момент -1 мин.
Актуализация знаний- 8 мин.
Изучение нового материала – 20 мин.
Закрепление знаний – 15 мин.
Домашнее задание 1 мин.

Ход урока:

Время:

1.Организационный момент

Традиционный

1 мин.

2.Актуализация знаний

Опрос учащихся

8 мин.

3.Изучение нового материала

Недра и их значение для человека

Рассказ с элементами беседы

Записи в тетрадь

10 мин

Охрана природной среды при разработке полезных ископаемых.

Рассказ с элементами беседы

Записи в тетрадь

10 мин

4.Закрепление знаний

Опрос. Работа с учебником

15 мин

5.Домашнее задание

п.37 стр 246-253.

1 мин

Организационный момент: Здравствуйте! Меня зовут Анастасия Игоревна. Сегодня мы будем разбирать новую тему : «Использование и охрана недр».
Актуализация знаний: Но перед началом, давайте проверим, как вы усвоили прошлый урок.
1. Расшифруйте аббревиатуры: ПАВ; СМС; ГЭС; АЭС.

ПАВ – поверхостно-активные вещества;

СМС- синтетические моющие средства;

ГЭС – гидроэлектростанция;

АЭС – атомная электрическая станция.

1. Перечислите отрасли хозяйства – основные потребители пресной воды.

Орошаемое земледелие, городское хозяйство; металлургия; хим. Промышленность; целлюлозно – бумажная промышленность.

1. Объясните, почему химические вещества используют для обработки полей, обнаружены в рыбе – вылавливаемые в ближайшем водоеме ( пруд, озера, реке).

Накопление химических веществ, унесенных с полей, происходит в водоеме. Из воды эти вещества попадают в организмы: в водные растения; в беспозвоночных, в рыбе.

1. Озеро находится в сельской местности. Промышленных предприятий вокруг нет. Можем ли мы быть уверенными в том, что вода этого озера не содержит вредных веществ?

Нет.

1. Как вы считаете, что необходимо сделать, что бы уменьшить нефтезагрязнение вод и суши.

Необходимо внедрять в производство и в транспортное хозяйство замкнутые циклы использования воды, очистку промышленных стоков, предотвращать аварии при добыче и транспортировке нефтепродуктов и т.д.

1. Океан – обширная саморегулирующая система, удаленная от населенных территорий. Почему бы его не использовать в таком случае для захоронения основной массы радиоактивных и других опасных веществ? Объясните свою точку зрения.

Особо опасные отходы, захороненные в водах океана, опасны для жизни организма на любой глубине. Они практически не разлагаются, поэтому долгое время сохраняют свои губительные свойства. Вода и организмы переносят эти вещества на большие расстояния, в том числе, поднимая их на поверхность, тем самым увеличивая очаг заражения.

Изучение нового материала:

Недра и их значение для человека.

Недра — это верхняя часть земной коры, в которой добывают полезные ископаемые. Исключительно важное значение полезных ископаемых в развитии человеческого общества отражено в названиях длительных исторических периодов: «каменный», «бронзовый», «железный».

В настоящее время использование полезных ископаемых достигло максимума и темпы эксплуатации их запасов продолжают возрастать.

(запись в тетрадь определения недра)

Большинство полезных ископаемых относится к невозобновимым природным ресурсам, и их запас уменьшается по мере использования. По прогнозам ученых, в начале XXI века человечество исчерпает пятую часть железных руд, половину запасов никеля и кобальта, большую часть запасов свинца, цинка, вольфрама (рис. 122). В настоящее время многие богатые месторождения с высоким содержанием металлов в рудах уже отработаны и используют бедные месторождения.

Создаются новые технологии извлечения металла, обогащения и переработки руд. Следовательно, одной из важнейших задач охранынедр является бережное расходование минеральных и энергетических ресурсов.

(Запись в тетрадь)

Потери при разработке полезных ископаемых достигают огромных размеров. Так, при мировой добыче ежегодно теряется меди 600 тыс. т, свинца — 300, цинка — 500. Отдача нефтеносных слоев в 1975 г. не превышала 30%, к концу столетия она достигла почти 40%.

При современных технологиях добычи и переработки только 1—5% от всего объема извлекаемых полезных ископаемых реализуется в виде чистой продукции, а остальное является отходами. Поэтому важнейшим направлением в рациональном использовании и охране недр является совершенствование методов добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых.

(Запись в тетрадь)

Добывая полезные ископаемые шахтным и открытым методом, человек иногда полностью преобразует природные ландшафты. Сейчас открытым способом в мире добывают до 70% минерального сырья. В районах открытых горных разработок обычными становятся безжизненные рукотворные, «лунные» ландшафты. Такие рукотворные каньоны, «лунные долины», характерны для Курской магнитной аномалии, Криворожского бассейна, Черемховского угольного месторождения.

(запись в тетрадь)

Охрана недр включает в себя максимально полное использование разрабатываемых месторождений, что позволяет не начинать разработку новых. Полнота выработки служит характеристикой рациональности работы добывающего предприятия.

Преимущество отдается открытым способам добычи полезных ископаемых, при которых месторождения разрабатываются с более высоким КПД. Наиболее полной выработке месторождений способствует использование сопутствующих компонентов. Применяемая ранее добыча только одного металла на месторождении полиметаллических руд считается сейчас нерациональной.

Как вы думаете, почему преимущество отдается добыча полезных ископаемых открытым способом?

(Преимущество отдается открытым способам добычи полезных ископаемых, при которых месторождения разрабатываются с более высоким КПД.)

Большое значение в сохранении месторождений полезных ископаемых имеет использование в промышленности вторичного сырья. Так, существенное увеличение производства металлов может быть достигнуто благодаря сбору и использованию металлолома. Общая масса изделий из металла, которые сейчас находятся в обращении, составляет 6 млрд т. Многие изделия сравнительно быстро изымаются из обращения из-за технического износа и морального старения. Подсчитано, что 20—25/о металла, заключенного в них, может сравнительно быстро вновь использоваться в производстве, а еще 40—45% — через более долгий срок. Общие запасы потенциального металлолома таковы, что могут долгое время полностью удовлетворять промышленность в сырье. При этом чугунного или стального лома может сберечь 3,5 т минерального сырья, 2 т железной руды, 1 т кокса и 0,5 т известняка.

Так что такое вторичное сырье?

(Вторичное сырьё, материалы и изделия, которые после первоначального полного использования (износа) могут применяться повторно в производстве как исходное сырьё. ) (запись определения вторичного сырья)

Для сокращения потерь при транспортировке сырья все чаще переходят на использование трубопроводов и контейнеров. Газопроводы и нефтепроводы постепенно вытесняют другие средства доставки газа и нефти по суше.

Одним из путей сохранения полезных ископаемых служит использование попутных энергетических ресурсов. Например, мало используется тепло, образующееся при сжигании топлива на цементных заводах, в мартеновских печах. Оно в этих производствах теряется и рассеивается вместе с отходящим паром.

Экономия ископаемых энергетических ресурсов возможна также при переходе на использование альтернативных источников энергии — геотермальных вод, энергии солнца, ветра и морских приливов.

Важное значение имеет замена редкого минерального сырья синтетическими материалами. Металлы во многих случаях успешно заменяют пластмассами.

Охрана природной среды при разработке полезных ископаемых.

Добыча полезных ископаемых сопровождается существенными изменениями окружающей природной среды из-за создания отвалов, терриконов, карьеров, появления провальных воронок, загрязнения воздуха, воды, почвы.

Отвалы образуются из пустой породы, которую поднимают из недр вместе с рудой и углем и после сортировки сваливают вблизи шахт и штолен. Порода, сложенная в терриконы и содержащая остатки каменного угля, часто самовозгорается. Поэтому терриконы дымят в течение многих лет, дополнительно загрязняя окружающую среду.

Когда месторождения разрабатывают открытым способом, в карьере, вынутые породы покрывают большие площади плодородных земель, занятых ранее полями, лугами, лесами.

Рекультивация — восстановление промышленно нарушенных территорий — предусмотрена законом.

(запись в тетрадь)

Предприятия, добывающие минеральные ресурсы, обязаны еще до начала работ обеспечить возможности для восстановления нарушенного ландшафта. В районах добычи угля шахтным способом ликвидируют терриконы, используя породу для строительства дорог, фундаментов домов. Это приносит двойную пользу: сохраняется естественный ландшафт и снижаются затраты на строительство из-за использования дешевого сырья. На месте бывших терриконов разбивают парки, сажают леса. Остающиеся пустые породы используют для заполнения выработанных шахт и штолен.

После прекращения открытой выработки поверхности отвалов выравнивают, делают террасы на стенках карьеров, а токсичные и бесплодные породы покрывают почвой, на которой могут жить растения. Часто используют плодородные почвы, которые были удалены отсюда в начале разработки месторождения. Рекультивированные участки используют для посадки лесов, создания зон отдыха.

4.Закрепление знаний:

В чем преимущества использования вторичного сырья?

(1. это позволяет сократить объемы руды, которые необходимы для сталелитейного производства, требующего больших сырьевых и энергетических затрат;
2. для плавки вторичной стали используется в два раза меньше энергии по сравнению с выпуском стали из руды;
3. объем выбросов двуокиси углерода уменьшается примерно на 75%;
4. экономия природного сырья, улучшение экологической обстановки;
5. снижение затрат на производство материалов. )

2.В чем сущность рекультивации земель?

( Рекультивация земель – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.)

Назовите одну из важнейших задач охранынедр.

(одной из важнейших задач охранынедр является бережное расходование минеральных и энергетических ресурсов.)

В чем заключается охрана недр?

(охрана недр заключается в закрепленных законом мер, направленных на обеспечение рационального использования, сохранение и защиту от истощения и разрушения. )

Укажите последствия загрязнения природной среды при разработке полезных ископаемых.

(Примерные ответы: загрязнения атмосферы; почв; загрязнение и нерациональное использование водных ресурсов)

Источник