2.4. Комплексные мероприятия по рациональному использованию полезных ископаемых и охране недр

Комплексные мероприятия по рациональному исполь­зованию полезных ископаемых и охране недр можно объединить в три группы.

Первая группа направлена на максимальное извлече­ние полезных ископаемых при их добыче из месторожде­ний. Это, в частности:

1. улучшение качества геологоразведочных работ (вы­явление запасов, качества сырья, площади место­рождений, условий залегания и др.);

2. расширение добычи полезных ископаемых откры­тым способом;

3. заполнение горных выработок отходами добычи;

4. раздельная выемка полезных ископаемых и пород;

5. повторная разработка участков и месторождений;

6. разработка и использование специальных методов и мер для снижения потерь полезных ископаемых при добыче. Например, для полного извлечения нефти из месторождений применяются различные методы: физико-химические, термические, метод заводнения. Для повышения нефтеотдачи пластов используются поверхностно-активные вещества, которые закачиваются вместе с водой. В результате этого добыча нефти из пласта достигает 40%. С помощью паротеплового воздействия на пласты вы­ход нефти превышает 40%. Повышение нефтеотда­чи удлиняет эксплуатацию месторождений.

Вторая группа мероприятий направлена на то, чтобы обеспечить наиболее полное извлечение полезных ископа­емых при переработке. С этой целью осуществляются сле­дующие мероприятия:

1. повышение степени извлечения полезных ископае­мых за счет совершенствования технологии перера­ботки. К таким технологиям относятся подземное выщелачивание, микробиологические, физико-хи­мические и другие способы. При подземном выще­лачивании используются химические растворители. Физико-химические способы основаны на примене­нии химических соединений и физических процессов для извлечения необходимых компонентов. Для указанной цели используются микроорганизмы -это микробиологические способы. Например, мик­робиологический метод выщелачивания способству­ет извлечению меди из халькопирита на 80%, марганца до 97,5%, повышает извлечение золота из труднообогатимых руд примерно в 9 раз¹ [26]. В результате совершенствования технологий почти полностью исключается выброс вредных газов в ат­мосферу и обеспечивается комплексное использова­ние сырья;

2. использование методов предварительного обогаще­ния;

3. переработка отвалов и отходов. Такая переработка представляет механическое, физико-химическое и биологическое их преобразование. Переработка от­ходов проводится для извлечения из отходов полез­ных составляющих для повторного использования или для нейтрализации вредных компонентов;

4. очистка шахтных и сточных вод;

5. разработка мер экономического стимулирования бо­лее полного извлечения полезных ископаемых.

Третья группа включает мероприятия по рациональ­ному использованию добытого минерального сырья и про­дуктов его переработки в хозяйстве. К этой группе относятся:

1. экономия ресурсов - один из путей рационального использования. К примеру, каждый процент эконо­мии топливно-энергетических ресурсов в 2-3 раза выгоднее, чем увеличение их добычи. Экономия со­ответствующего минерального' сырья только на 1% равноценна вовлечению в производство дополнитель­но 1 млн. т стали, 5 млн. т нефти, до 3 млрд. м³ природного газа. Для экономии металлов в метал­лургии необходимо повышать качество проката путем его упрочнения, нанесения покрытий, защи­щающих от коррозии. Например, целесообразно и экономически выгодно заменить дорогостоящую ле­гированную сталь, содержащую никель, молибден, хром, низколегированной. Она включает менее до­рогие и дефицитные металлы - марганец обладает хорошими литейными свойствами;

2. вторичное использование продуктов переработки минерального сырья. Крупным резервом в исполь­зовании вторичных ресурсов является утилизация металлолома. 1 т стали из лома обходится в 20 раз дешевле, чем из руды, требует меньше топлива и меньше загрязняет окружающую среду;

3. максимальное сокращение потерь при транспорти­ровке минерального сырья и др.

Комплекс мер по коренному улучшению использования энергетических ресурсов включает три основных аспекта:

• сокращение расхода энергии для удовлетворения энергетических потребностей;

• повышение степени использования энергетических ресурсов путем совершенствования технологии до­бычи, переработки, распределения и использования топливно-энергетических ресурсов;

• замещение дорогих и ограниченных видов энергоре­сурсов более дешевыми источниками энергии.

К нетрадиционным энергетическим ресурсам отно­сятся солнечная, ветровая, приливная, геотермальная, биоконверсионная энергии.

Общее количество солнечной энергии в 20 тысяч раз превышает современное потребление энергии мировым хо­зяйством. Так как плотность солнечного излучения на поверхности суши столь мала (даже в тропических пусты­нях днем она равна 5—6 кВт ч/м² в день, в умеренных -3-4 кВт ч/м²), то ее трудно технически освоить. Сейчас используются солнечные печи для получения низкотемпе­ратурного топлива.

Ветровая энергия издавна используется в Англии, Голландии, Франции и других странах, в небольших мас­штабах. Общие ресурсы ветровой энергии огромны, но строго локализованы. В Дании и других странах европей­ского севера ветряные двигатели дают не менее 12% энер­гии. Однако технические трудности при освоении энергии ветра значительны.

Приливная энергия реально используется на несколь­ких ПЭС: в России (Кислогубская), во Франции (устье Гаронны). Трудность использования этой энергии заклю­чается в преобразовании ударной силы волны в гравита-ционнные, тепловые и электрические формы энергии.

Биоконверсионная энергия - энергия, аккумулирован­ная в биомассе. Издавна древесина используется в каче­стве источника топлива. Существуют опытные разработки по получению биогаза из отходов сельского хозяйства, но в промышленных масштабах этот процесс еще не разра­ботан. Биогаз состоит на 60-70% из метана (с теплотвор­ной способностью - 5000 ккал на 1 м³). При этом про­цесс выхода газа непрерывен, а получаемый: остаток -шлам - хорошее удобрение.

Геотермальная энергия - внутренняя энергия Земли. Нормальный температурный градиент Земли - 3 °С на 100 м глубины, в отдельных местах до 5 °С на 100 м. Геотер­мальные электростанции действуют в Италии, США, Япо­нии, Исландии и др. В Калифорнии 7% энергии получа­ют от гидротермальных источников. Ресурсы разогретых эндогенным теплом горных пород в 20 раз превышают запасы горючих ископаемых.