Рациональное использование полезных ископаемых в недрах
Литосфера — слой земной коры толщиной 15-70 км. Ее верхний слой толщиной 2-3 км — биолитосфера — слагается из объектов живой и неживой природы и антропогенных объектов.
Основные задачи охраны биолитосферы: рациональное использование исчерпаемых и невозобновляемых видов ресурсов природы, сохранение плодородия почв, минимизация и по возможности полное исключение вредных воздействий на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты природной среды. Сначала рассмотрим объекты неживой природы.
Рациональное использование недр и полезных ископаемых. Основные требования к охране недр и их рациональному использованию определены в законе РФ «О недрах»:
полное и комплексное геологическое изучение недр; соблюдение порядка их предоставления;
полное извлечение из недр и разумное использование запасов основных и совместно залегающих полезных ископаемых, их компонентов;
исключение вредного влияния работ, связанных с использованием недр, на сохранность запасов полезных ископаемых, горных выработок, буровых скважин и подземных сооружений;
запрещение необоснованной и самовольной застройки площадей залегания полезных ископаемых, соблюдение установленного порядка использования этих площадей для других целей;
запрещение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ и отходов производства, при сбросе сточных вод.
Реальное воплощение в жизнь рациональных способов использования недр Земли и других природных ресурсов будет возможно лишь тогда, когда экономически, в правовом и моральном плане, будет невыгодно хищнически пользоваться дарами природы. Для этого необходимо должное наблюдение за использованием природных ресурсов, доведение информации о нарушениях в природопользовании до широкого круга общественности, своевременное и в достаточном объеме принятие мер к виновным.
Мероприятия по рациональному использованию земельных ресурсов. Они должны обеспечить правовую, экономическую, организационную и инженерно-техническую защиту земель от необоснованного изъятия их из сельскохозяйственного оборота, нерационального их использования, вредных воздействий на них. Для рационального использования земли и улучшения ее плодородия должны проводиться следующие мероприятия:
грамотная агротехника — научно обоснованные севообороты, безотвальная обработка почвы для предохранения ее от эрозии, разумное использование удобрений, пестицидов;
мелиорация (лат. melioratio — улучшение) земель, включающая в себя обеспечение искусственного орошения, насаждение защитных лесополос, укрепление песков, осушение заболоченных земель и т. п.;
рекультивация почв после техногенного нарушения почвенных слоев при открытой добыче полезных ископаемых, после строительных, дорожных работ.
Рекультивация нарушенных земель. Это важнейший вид природоохранной деятельности по восстановлению функционирования и плодородия земель, нарушенных природными катаклизмами (наводнения, пожары, землетрясения и т. п.) и человеком, особенно при добыче полезных ископаемых открытым способом. По законам России производители работ, связанных с нарушением земель, обязаны сначала обеспечить на нарушаемой площади съем всего почвенного слоя (толщиной до 0,8-1,0 м), его складирование и хранение для последующего покрытия горных пород при их рекультивации. Наиболее рациональным является включение рекультивационных работ на карьерах, разрезах, рудниках в технологический процесс добычи полезных ископаемых. А именно: опережающее снятие плодородных слоев почвы; выборочное проведение вскрышных работ и добычи полезных ископаемых; использование породных отвалов для заполнения пустот в выработках, строительстве и т.п.; планировка поверхности отвалов и выработанного пространства; нанесение на образовавшиеся поверхности снятого плодородного слоя почвы.
Характер и степень рекультивации земель зависят от их последующего предназначения: для сельского, лесного и рыбного хозяйства, для создания зон отдыха. Более всего необходима рекультивация земель для пашни, площади которой постоянно сокращаются. Однако такая рекультивация требует большого объема земельных работ по планировке (выравниванию) территории и созданию почвенного слоя 0,5-0,8 м, т.е. значительных людских, технических и финансовых затрат. К сожалению, рекультивация нарушенных земель проводится далеко не всегда и не везде, не в нужных объемах и не на соответствующем уровне. Часто производители работ на разрезах, карьерах, рудниках ограничиваются подготовкой нарушенных территорий к затоплению для рыбного хозяйства (не надо засыпать карьеры, глубокие выемки) или создания зон отдыха, в лучшем случае — подготовкой почвы для посадки леса. Для лесопосадок не требуется тщательного выравнивания отвальных площадей. Поэтому им отдается предпочтение в холмистой и горной местности. Рекультивируемые земли широко используют под пастбища или сенокосы, поскольку затраты на обработку почвы, внесение удобрений и посев окупаются через несколько лет.
Необходим эффективный мониторинг земель, т.е. систематическое наблюдение за состоянием земельного фонда с целью выявления динамики деградации и загрязнения почв, изменения продуктивности земель, их рекультивации и рационального использования. Это позволит своевременно принимать правовые и экономические меры по сохранению размеров и плодородия почв.
Меры по предотвращению загрязнения вод и земель
Загрязнение вод и земель бытовыми и производственными сбросами и отходами происходит прежде всего из-за отсутствия должного контроля и спроса, а также терпимого отношения населения и власть имущих к таким загрязнениям. Чтобы предотвратить неоправданное загрязнение вод и земель, необходимо:
активно, настойчиво, используя все средства информации, вести убедительную воспитательную, организационную, правовую работу среди всего населения и производителей материальных средств по экономному расходованию чистой воды, природных ресурсов, по грамотному, рациональному порядку сбора, сортировке, переработке стоков и отходов;
в нужном объеме разрабатывать проекты, строить, пускать в эксплуатацию устройства, пункты, заводы, комплексы по сбору и полной очистке сточных вод и переработке отходов;
вести надежный мониторинг за очисткой сточных вод, утилизацией и переработкой отходов;
своевременно и в полном объеме взимать солидные штрафы с физических лиц за загрязнение биосферы мусором, отходами и с юридических лиц — за превышение предельно допустимых норм при сбросе очищаемых вод, за свалки отходов и недостатки в их переработке.
О.С. Шимова, Н.К. Соколовский
Основы экологии и экономика природопользования
Учебник. Мн.: БГЭУ, 2002. — 367 с.
Глава 10. Рациональное использование и охрана ресурсов недр
10.4. Основные пути рационального использования и охраны недр
Верхняя часть литосферы подвергается интенсивному техногенному воздействию в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе при проведении геологоразведочных работ и разработке месторождений полезных ископаемых. Возникающие в связи с этим негативные изменения нередко приводят к непрерывной ее перестройке и проявлению опасных и необратимых в экологическом отношении процессов и явлений. Изменения, происходящие в верхней части литосферы, оказывают существенное влияние на экологическую обстановку в конкретных районах, так как через ее верхние слои происходит обмен веществ и энергии с атмосферой и гидросферой, что в итоге приводит к заметному воздействию на биосферу в целом.
Верхние слои литосферы в пределах территории Беларуси испытывают интенсивное воздействие в результате проведения инженерно-геологических исследований и геологоразведочных работ на различные виды полезных ископаемых. Необходимо отметить, что только с начала 50-х годов XX в. пробурено около 1400 поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин на нефть (глубиной до 2,5—5,2 км), более 900 скважин на каменную и калийную соли (глубиной 600—1500 м), более 1000 скважин особо охраняемых геологических объектов, имеющих особую научную, историческую, культурную, эстетическую и рекреационную ценность.
Кодекс Республики Беларусь о недрах (1997) определяет основные требования по рациональному использованию и охране недр, среди них:
— соблюдение установленного законодательством страны порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;
— полное и комплексное геологическое изучение недр, обеспечивающее достоверную оценку запасов полезных ископаемых;
— недопущение порчи разрабатываемых и близлежащих месторождений полезных ископаемых в результате пользования недрами, а также запасов этих ископаемых, консервируемых в недрах;
— обеспечение наиболее полного извлечения из запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;
— рациональное использование вскрышных пород;
— охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других бедствий, снижающих качество и промышленную ценность полезных ископаемых.
Охрана недр и рациональное использование минеральных ресурсов непосредственно связаны с перспективами развития добывающих отраслей, геологоразведочных работ, проведением природоохранных мероприятий в целом по стране. Производственные программы (бизнес-планы) предприятий добывающей промышленности и геологоразведочных работ, с одной стороны, и планы охраны окружающей среды, с другой, должны разрабатываться в едином блоке. Однако добыче и потреблению минеральных ресурсов предшествуют геологоразведочные работы. Именно на стадии поиска и разведки полезных ископаемых выявляются наиболее рациональные пути их использования.
В Программе ускорения геологоразведочных работ по развитию минерально-сырьевой базы Республики Беларусь на 1996—2000 гг. в качестве приоритетных были определены следующие направления:
—поиск и разведка месторождений нефти и газа;
—поиск и подготовка к промышленному освоению бурых углей;
—оценка перспектив алмазоносности;
—разведка запасов железных руд;
—подготовка к промышленному освоению минерализованных рассолов на одной из перспективных площадей;
—поиск и разведка новых месторождений полезных ископаемых.
Предусматривались задания по приросту запасов минерального сырья, другим итоговым показателям геологоразведочного производства, в том числе задания по техническому перевооружению.
Перспективные планы и прогнозы включают разработку эколого-безопасных и экономически эффективных технологий добычи, переработки и использования минерального сырья, повышения коэффициента извлечения полезных ископаемых на эксплуатируемых месторождениях. Особенно актуально это в отношении добычи нефти, извлечение которой в условиях Беларуси не превышает 40 %, в то время как новейшие технологии позволяют повысить этот показатель до 60 %. Внедрение прогрессивных технологий при разработке калийных солей обеспечит более рациональное использование запасов Старобинского месторождения, сокращение отходов калийного производства до 10 % и уменьшение оседания земной поверхности на 15—20 %. Повышение эффективности использования минерально-сырьевых ресурсов для производства строительных материалов связано с сокращением потерь сырья в процессе добычи и производства, использованием низкосортного сырья, вторичных ресурсов. Развитие научно-технического прогресса обеспечивает вовлечение в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых с более низким содержанием полезных веществ, более высоким содержанием вредных примесей и менее благоприятными горно-геологическими условиями залегания и в итоге — расширение минерально-сырьевой базы.
При этом отчуждаются сельскохозяйственные и лесные угодья, происходит изменение теплового баланса недр, загрязнение окружающей среды нефтепродуктами, буровым раствором, кислотами и другими токсичными компонентами, используемыми при проводке скважин. Проведение сейсмических исследований с применением буровзрывных работ, плотность которых особенно высока в пределах Припятского прогиба, вызывает нарушение физико-химических свойств почвы и верхних слоев литосферы, загрязнение грунтовых вод, техногенные изменения минерального состава отложений.
Большое негативное воздействие на характер изменения литосферы оказывает добыча полезных ископаемых. В результате деятельности горнодобывающих предприятий происходит перемещение больших объемов пород, изменение режимов поверхностных, грунтовых и подземных вод в пределах обширных территорий, нарушение структуры и продуктивности почв, активизация химических и геохимических процессов.
Особенностью добычи полезных ископаемых является их временный характер: при истощении запасов полезного ископаемого горные работы на месторождении прекращаются. В связи с этим разработку месторождений целесообразно вести так, чтобы формируемые при этом новые ландшафты, выемки, отвалы, инженерные сооружения могли в последующем с максимальным эффектом использоваться для других народнохозяйственных целей. Это обеспечит снижение негативного воздействия горных работ на окружающую среду и уменьшит затраты на ее восстановление.
Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению значительной части минерально-сырьевых ресурсов страны, оказавшихся в зоне ее негативного воздействия. По данным исследований, проведенных Белорусским научно-исследовательским геологоразведочным институтом, в зоне радиоактивного загрязнения оказались 132 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 59 разрабатываемых. Это, главным образом, месторождения глины, песков и песчано-гравийных смесей, цементного и известкового сырья, строительного и облицовочного камня. В зону загрязнения попали также Припятский нефтегазоносный бассейн и Житковичское место-Рождение бурого угля и горючих сланцев.
Охрана недр рассматривается как система мероприятий, обеспечивающая сохранение существующего разнообразия и рациональное использование геологической среды.
Государство как собственник недр устанавливает требования для рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды и, в частности, при использовании минеральных ресурсов и для охраны недр.
Под рациональным использованием недр понимают систему мероприятий научного, производственно-технического и организационного характера, обеспечивающих экономически обоснованное максимально полное и комплексное использование ресурсов недр для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества. Рациональное использование недр решается в следующих направлениях: геологическом, технологическом, горнотехническом, экономическом и организационном.
В геологическом направлении для рационального пользования недр предъявляются следующие требования (ст. 23 Закона РФ «О недрах»):
• обеспечение полноты геологического изучения недр;
• проведение опережающего геологического изучения недр, обеспечивающего достоверную оценку запасов полезных ископаемых или свойств участка недр, предоставленного в пользование в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых:
• проведение государственной экспертизы и государственного учета запасов полезных ископаемых, а также участков недр, используемых в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых.
В технологическом направлении основными требованиями являются (ст. 23-3 Закона РФ «О недрах»):
• строгое соблюдение технологических схем переработки минерального сырья, обеспечивающих рациональное, комплексное извлечение содержащихся в нем полезных компонентов, учет и контроль распределения полезных компонентов на различных стадиях переработки и степени их извлечения из минерального сырья;
• дальнейшее изучение технологических свойств и состава минерального сырья, проведение опытных технологических испытаний с целью совершенствования технологий переработки минерального сырья;
• наиболее полное использование продуктов и отходов переработки; складирование, учет и сохранение временно не используемых продуктов и отходов производства, содержащих полезные компоненты.
Требования в рамках горнотехнического направления включают (ст. 23 Закона РФ «О недрах»):
• обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;
• достоверный учет извлекаемых и оставляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов при разработке месторождений полезных ископаемых.
В экономическом направлении установлены следующие требования (ст. 23-1 Закона РФ «О недрах»):
для определения промышленной ценности месторождений полезных ископаемых, наиболее эффективных и безопасных способов их отработки при геологическом изучении недр и при постановке запасов на государственный баланс осуществляется геолого-экономическая оценка месторождений на основе критериев и требований, устанавливаемых федеральным органом управления государственным фондом недр.
Специфической системой мер, направленных на обеспечение рационального пользования, являются также антимонопольные требования (ст. 17 Закона РФ «О недрах»), в соответствии с которыми запрещаются или в установленном порядке признаются неправомочными действия органов государственной власти и управления, а также любых хозяйственных объектов (пользователей недр), направленные на ограничение вопреки условиям данного конкурса или аукциона доступа к участию в них юридических лиц и граждан, желающих приобрести право пользования недрами в соответствии с Законом РФ «О недрах» и уклонение от предоставления лицензий победителям в конкурсе, дискриминацию пользователей недр в предоставлении доступа к объектам транспорта и инфраструктуры.
4. Основные методы бетонирования башенных копров.
Билет №21
1. Строительство подземных сооружений с применением тампонирования горных пород.
2. Какие меры безопасности должны соблюдать при передвижении людей по подземным выработкам.
Для обеспечения безопасность пешего передвижения людей по выработкам с работающим транспортом прежде всего важно предупредить их опасный контакт с транс. Ср-ми. Для этой цели служит система мероприятий, включающая устройство проходов для людей, ходков, ходовых отделений, камер ожидания, а также ряд требований к ТС и некоторые организационные мероприятия.
Проходы для людей в выработках должны бать соответствующих размеров. ПБ требуют, чтобы ширина проходов – расстояние от стенки выработки до габарита ТС – была не менее 0,7 м, что обеспечивает безопасное передвижение людей при движении ТС по выработке.
Такая ширина должна быть выдержана на высоту не менее 1.8 м от почвы (тротуара) выработки.
3. Объект и принципы государственной экологической экспертизы;
Экологическая экспертиза основывается на принципах:
· презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности (такой подход является новым для российского права и означает необходимость возложения бремени доказывания экологической опасности объекта не на экспертов, а на авторов проекта);
· обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации проекта (финансирование и осуществление работ по всем проектам и программам должно производиться только при наличии положительного заключения государственной экологической экспертизы);
· комплексности оценки воздействия на окружающую среду и его последствий (должны учитываться ближайшие и отдаленные экологические, экономические, социальные, демографические, нравственные последствия деятельности объектов при приоритете охраны здоровья человека и благосостояния населения, требования экологической безопасности);
· достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу (в противном случае экологическая экспертиза не сможет выполнить задачи определения допустимости реализации объекта и профилактики загрязнения среды);
· независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий (заинтересованность экспертов в тех или иных ее выводах, не связанных с охраной природной среды, может свести на нет ее значение как обязательной меры охраны благоприятных условий проживания);
· научной обоснованности, объективности и законности заключений (эти требования закона должны быть положены в основу каждого заключения экологической экспертизы – как государственной, так и общественной);
· гласности, участия общественных объединений, учета общественного мнения (ради настоящего и будущего благополучия граждан и организуется экспертиза, поэтому подключение к ней граждан является естественным, требующим нередко правового оформления);
· ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экспертизы (законом предусматриваются различные виды ответственности за невыполнение обязанностей по проведению экологической экспертизы и требований, содержащихся в заключениях, за предоставление неправильных и необоснованных заключений и т. п.).
Государственной экологической экспертизе подлежат все предплановые, предпроектные и проектные материалы по объектам и мероприятиям, намечаемым к реализации на территории России, независимо от их сметной стоимости и принадлежности, а также экологические обоснования лицензий и сертификатов.
Объектами федерального уровня являются, в частности, проекты федеральных программ, генеральных планов развития территорий свободных экономических зон, схем развития отраслей народного хозяйства, проекты межгосударственных инвестиционных программ, международных договоров, технико-экономические обоснования, документация и соглашение о разделе продукции и концессионные договоры.
Объекты уровня субъектов Федерации включают прогнозы развития и размещения производительных сил субъектов Российской Федерации, проекты территориальных комплексных схем охраны природы и природопользования, все виды градостроительной документации, проекты рекультивации земель, проекты схем охраны и использования водных, лесных, земельных и других природных ресурсов, в том числе проекты лесоустройства, охотоустройства.
4. Способы сварки и виды сварных соединений.
Билет №9
5. Особенности возведения монолитно-бетонной обделки тоннелей. Применяемое оборудование.
Возведение обделки в тоннелях является одним из наиболее сложных и трудоемких процессов, во многом предопределяющих скорость их строительства. Качественно возведенные конструкции обеспечивают надежность, долговечность и высокие эксплуатационные характеристики тоннеля.
В большинстве случаев в качестве материала обделки применяют монолитный бетон класса В-15 и В-20 и лишь в отдельных случаях — В-25 и В-30 или набрызгбетон. Реже применяют монолитные железобетонные конструкции, в основном, в тоннелях с большими пролетами и в сейсмически опасных районах.
Свойства и достоинства монолитного бетона достаточно полно освещены в технической литературе. Выделим лишь важнейшие технологические характеристики. Известно, что пластичное состояние бетонной смеси в момент ее укладки дает возможность использовать ее для создания конструкции любой формы и размеров. При этом важнейшими характеристиками бетонной смеси являются подвижность, обеспечивающая транспортирование смеси без расслоения на требуемое расстояние, удобоукладываемость, обеспечивающая распределение смеси в опалубке любой конструкции, и, наконец, формуемость, позволяющая без расслоения уплотнять уложенную бетонную смесь.
Перечисленные характеристики бетонной смеси и высокое качество затвердевшего бетона достигают при применении обычного портландцемента путем введения в смесь специальных добавок:
• уплотняющих (водорастворимая полиамидная смола, жидкое стекло);
• пластифицирующих (триполифосфат и др.);
• воздухововлекающих (синтетические поверхностно-активные добавки).
При последовательной схеме тоннель проводят на полную либо на достаточно большую длину. Затем проходческие работы останавливают и приступают к возведению обделки на пройденном участке. Эту схему применяют в крепких, устойчивых породах, допускающих временное крепление тоннеля в течение длительного времени.
При параллельной схеме проходческие работы (т.е. работы по выемке породы) и возведение обделки совмещены во времени, но разнесены по длине тоннеля. Отставание возведения обделки от забоя зависит от ряда факторов и составляет примерно 75-100 м. Эту схему применяют в породах, не допускающих временного крепления тоннеля в течение длительного времени. Сравнительно редко бетонную обделку возводят непосредственно в забое вслед за его подвиганием, при этом бетонные работы включают в проходческий цикл. В практике такая схема носит название совмещенной.
Возведение бетонной обделки складывается из подготовительных работ, монтажа опалубки, приготовления и транспортирования бетонной смеси и укладки ее за опалубку.
Подготовительные работы включают, в основном, подготовку участка тоннеля к бетонированию, очистку породной поверхности от заколов и вывалов, укладку пути для перемещения опалубки и др.
Опалубки, применяемые для бетонирования, в конструктивном отношении подразделяют на инвентарные (сборно-разборные) и передвижные
Укладку бетонной смеси за опалубку осуществляют механизированным способом, для чего используют бетононасосы и пневмобетоноуклад-чики. При этом в тоннелестроении предпочтение отдают бетононасосам, так как по сравнению с пневмобетоноукладчиками они обеспечивают более равномерную подачу бетона без расслаивания, высокую производительность и ббльшую дальность транспортирования по горизонтали и вертикали. Бетонную смесь подают по бетоноводу диаметром 150 мм, состоящему из труб и колен с быстроразъемными соединениями. Принципиальная схема возведения бетонной обделки приведена на рис. 5.37.
Для укладки бетона применяют один или два бетононасоса и два бетоновода для равномерной загрузки опалубки. Бетоноводы размещают на специальных тележках и обычно располагают впереди опалубки. Это исключает частую переборку их звеньев при перестановке опалубки. Бетоновод вводят за опалубку через специальные окна (люки) или в ее торец так, чтобы высота падения смеси не превышала 2 м. Смесь укладывают слоями толщиной 20-30 см и уплотняют глубинными вибраторами, причем нижележащий слой при его перекрытии следующим должен сохранять способность разжижаться при вибрировании.