Нетрадиционное использование минеральных солей подземных горных выр

УДК 622.363

С77

Рецензенты: проф., д-р мед. наук В.Г.Баранников; доц., канд. техн. наук И.П.Аман

В.А. Старцев

С77 Нетрадиционное использование минеральных солей, подземных горных выработок калийных рудников и залежей калийных, калийно-магниевых солей и каменной соли/ Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1999. 42 с.

Рассмотрено состояние проблемы использования открытых автором уникальных свойств минеральных солей и соляных залежей в утилитарных целях, а также при решении задачи по самосохранению человеческого вида от угрозы извне на пути его к "великому совершенству". Предложена оригинальная гипотеза о геокосмической природе образования Верхнекамской соляной и нефтяных залежей. Представлена принципиальная схема подземного сооружения для длительного пользования.

Ил. 1. Библиогр.: 9 назв.

УДК 622.363

ISBN 5-8151-211-1

© В.А. Старцев, 1999

ВВЕДЕНИЕ

В освоении подземного пространства человечество прошло путь от вырубленных в скале келий до крупных современных предприятий, от каменной кирки до проходческих комбайнов.

Не от хорошей жизни вспомнили, что можно использовать не только поверхность земного шара, но и подземное пространство. Сооружения под землей позволяют сберечь не только сс поверхность, но и обладают многими техническими и стратегическими преимуществами.

Особого внимания, бережного отношения и заботы требует освоение одного из крупнейших на планете месторождений Верхнекамского месторождения калийных и калийно-магниевых солей, называемого жемчужиной Урала.

Каковы основные мотивы и направления в освоении подземного пространства? Эти и другие сопутствующие вопросы рассмотрены в данной монографии.

ТРАДИЦИОННОЕ И НЕТРАДИЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ

Главными породообразующими минералами Верхнекамского месторождения калийных, калийно-магниевых солей и каменной соли являются галит (NaCl), сильвин ( КС1) и карналлит (КС1 • MgCl2 • 6Н20).

Калий, наряду с фосфором и азотом, является одним из важнейших элементов, необходимых для поддержания плодородия земель. Поэтому калийные удобрения, получаемые при обогащении калийной соли (сильвинитовой руды), находят широкое применение в сельском хозяйстве. Кроме того, соединения калия широко используются в разнообразных отраслях

промышленности: фармацевтической, лакокрасочной, текстильной,

стекольной, бумажной, кожевенной, мыловаренной, строительной, в электрометаллургии, пиротехнической, фотографии. Калий является основной составной частью многих химических продуктов: хлористого калия, поташа, калиевой селитры, бертолетовой соли, цианистого калия, хромпика, бромистого и йодистого калия, едкого кали и т. п.

Калийно-магниевые соли (карналлитозая руда) являются сырьем для получения хлористого и металлического магния, жженой магнезии,

используемой для приготовления магнезиального цемента.

Каменная соль и галитовые отходы обогатительных калийных фабрик

служат сырьем для получения пищевой и технической соли, используются в производстве соды. Натрий и калий применяются для получения их пероксидов и анидов (NaNH2, KNH2), сплав натрия и калия используется в

качестве теплоносителя в ядерных реакторах Натрий, как более дешевый металл, применяется чаще,чем калий. Он широко применяется в органическом синтезе, в частности, для получения различных металлоорганических соединений, например тетраэтилсвинца, для высушивания эфиров, а также в металлургической промышленности, как добавка к алюминиевым сплавам с целью улучшения их свойств и как восстановитель при получении некоторых редких металлов из их солей.

При электролизе расплавов хлоридов калия или натрия получают хлор. Хлор используется для отбеливания бумаги и тканей, для дезинфекции питьевой воды, для производства различных ядохимикатов, соляной кислоты, хпорорганических веществ и растворителей, а также в лабораторной практике.

Большую давность имеет применение хлоридных натриевых вод в бальнеологической практике. Выявлено, что кроме общего рефлекторного влияния в механизме действия хлоридных натриевых ванн имеют значение местные изменения - выраженные функциональные сдвиги в рецепторном

аппарате кожи человека и животных, а также в клеточных элементах и сосудах кожи.

Вышеизложенное относится к традиционному использованию

минеральных солей. Для того, чтобы перейти к их нетрадиционному использованию, обратим внимание на то, что для живого организма свойственен непрерывный обмен веществ и энергии с окружающей средой. Кроме потребляемых организмом питательных веществ - белков, углеводов и жиров, ему необходимы также минеральные соли и вода.

Почти вся периодическая система Менделеева представлена в клетках

нашего организма, однако роль и значение некоторых элементов в обмене

веществ до сих пор еще недостаточно изучены. Что же касается воды и водорастворимых минеральных солей, то выяснено, что они важные участники обмена веществ в клетке и непосредственно входят в ее состав. Минеральные

соли содержатся в цитоплазме и ядре клеток в малых концентрациях, но тем не менее их роль в жизни клетки очень важна.

Традиционно минеральные соли поступают в организм с пищей, через

кишечно-желудочный тракт. Достаточно напомнить, что таким образом человек потребляет ежегодно 5 кг хлористого натрия.

Калий, которого в организме около 140 г,из них 98,5% находится внутри

клеток, влияет на внутриклеточный обмен и преобладает в клетках нервной и мышечной ткани, в красных кровяных тельцах. Натрий, которого в организме

человека около 50 г, содержится в основном в кровяной плазме и

межклеточных жидкостях. Оба играют важную роль в поддержании нормального осмотического давления и участвуют в образовании протоплазмы. Они также входят в состав буферных систем, то есть участвуют в поддержании кислотно-щелочного равновесия (КЩР) организма.

Кроме того, калий активизирует деятельность мышц, особенно

сердечных, и участвует в образовании химических передатчиков импульса нервной системы к исполнительным органам.

Существует тесная связь между обменом веществ, воды и электролитов. Калий и натрий оказывают противоположное действие на обмен воды в организме: калий обладает мочегонным эффектом, а натрий задерживает воду (ионы натрия вызывают набухание каллоидов тканей): Богатая калием пища вызывает повышенное выделение натрия из организма вместе с водой, при этом растворяются вредные солевые излишки, образующиеся при обмене веществ. В то же время потребление натриевой пищи в большом количестве приводит к потере калия и консервации в организме продуктов метаболизма (обмена веществ).

Есть сведения, что натрий поддерживает кальций в растворенном состоянии и выводит из организма углекислый газ.

Недостаток натрия вызывает бронхиальные заболевания, которые усугубляются наличием в легких чужеродных элементов (например табачного дыма). Калий, наоборот, улучшает процесс фиксации углекислого газа в клетках и способствует процессу биосинтеза - образование биологических сложных веществ из воды, углекислого газа и азота.

В организме взрослого человека содержится 25 г магния. Он входит в состав дифференцированных высших тканей, максимальное его количество присутствует в мозге, тимусе, надпочечниках, половых железах, красных кровяных тельцах, мышцах. Концентрация его в клетках в 3-15 раз выше, чем во внеклеточной среде. Магний и калий являются преобладающими катионами в клетке. Магний обладает сосудорасширяющими свойствами, стимулирует перистальтику кишечника и повышает отделение мочи.

При недостатке магния происходит расслабление мышц, в почках наблюдаются дегенеративные изменения и некротические (связанные с омертвлением тканей) явления, увеличивается содержание кальция в стенках крупных сосудов в сердечной и скелетной мышцах - они деревенеют, теряют эластичность. Кроме того, при недостатке магния возникают аритмия, тахикардия, головокружение, быстрая утомляемость, бессонница, кошмарные

сны, тяжелое пробуждение, повышается чувствительность к перемене погоды. Суточная потребность организма в калии - 2500-4000 мг, в натрии - 4000-6000 мг, в магнии - 300-500 мг.

Физиологическое значение и биологическая роль хлора сводится к его участию в регулировании осмотического давления в клетках и тканях, к нормализации водного обмена, а также к образованию соляной кислоты

железами желудка.

Дисбаланс в организме любого из указанных биологических элементов нарушает микроэлементный состав организма, т.е, в целом гомеостаз (приспособительные свойства организма), вплоть до иммунных сдвигов, даже

при малой интенсивности воздействия. Это может наблюдаться при

техногенных и геохимических аномалиях, в том числе и при разработке природных залежей минеральных солей (Верхнекамское месторождение).

По медицинским нормам необходимо, чтобы катионы натрия, калия и

попадающей в органы дыхания горняков, в основном определяется минералогическим (химическим) составом разрабатываемых пластов.

Катионы натрия, калия и магния распределены в разрабатываемых соляных горных породах в следующих соотношениях:

сильвинит красный 1 :(0,323...1,093):(0,002...0,005); сильвинит пестрый 1:(0,362...0,947):(0,001...0,015); карналлитовая порода 1:(0,332...0,831):(0,175...0,375).

Таким образом, при отработке карналлитовой горной породы очевиден дисбаланс в поступлении в организм горняков биологически активных элементов: Na+, К+, Mg++ с преобладанием катиона магния.

Обычно катион магния участвует в процессах нервномышечной возбудимости и является важным коферментом в углеводном балансе и белковом обмене. Однако при значительных дозах катиона магния происходит

подавление активности гладкомышечной мускулатуры и другие аномальные явления.

Избыток магния полностью ингибирует магнийзависимые ферменты, влияет на транскрипцию рибонуклеиновых кислот (РНК). По данным [9] содержание ионов натрия, калия и магния в крови горнорабочего составляет: при разработке сильвинита: Na+- в пределах нормы, К+- в пределах нормы или ниже на 13%, Mg** - в пределах нормы или ниже на 5-6%; при разработке карналлитовой породы: Na+- ниже нормы на 8-10%, К+- превышает норму в 1,5

раза, Mg**- превышает норму в 2-3 раза.

Анализ заболеваемости рабочих, по данным первичной медицинской документации, показывает, что первое место по обращаемости за медицинской

отравления, четвертое - органов пищеварения (гастриты, язвенная болезнь). Среди болезней периферической нервной системы наиболее часты заболевания глаз, ушей. Психические расстройства на 50% представлены вегетативно­ сосудистой дистонией. Среди болезней кровообращения наиболее часты ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, геморрой.

При исследовании функционального состояния организма работающих выявлены отклонения метаболических реакций в сердечной мышце, а также изменения в уровне иммунной защиты. Сравнительные обследования рабочих сильвинитового и карналлитового участков на наличие патогенных форм стафилококка показали, что 30% рабочих карналлитового участка - носители патогенного стафилококка (среди рабочих сильвинитового участка таких не выявлено). У 68%, работающих на карналлитовом участке, снижены показатели защитных механизмов слюны.

Все это подтверждает исключительную роль баланса активных элементов в организме человека и необходимость коррекции их содержания.

Карналлитовая порода обладает повышенной гигроскопичностью и водорастворимостью. Критическая влажность воздуха, когда на поверхностях кристаллов начинает появляться пленочная вода, составляет всего 48-54% (для

сильвинита 70%). При колебаниях относительной влажности воздуха,

поступающего для проветривания выработок карналлитового участка, от 60 до 83%, кристаллы карналлита, слагающие карналлитовую горную породу, растворяются, при этом дополнительно выделяется кристаллизационная вода, а в атмосфере горных выработок накапливаются капельно-жидкие частицы. По

сравнению с сильвинитовыми, воздух карналлитовых участков оказывается

слабо электрически заряжен. Содержание легких отрицательных

квазиаэроионов достигает 100 е/см3 что ниже предельно допустимого уровня

заряженные молекулы кислорода) являются нейрогуморальным фактором и проникают в организм через дыхательный аппарат и кровяное русло. Анатомические и гистологические исследования (органов и тканей) животных, погибших в дезионизированном воздухе, говорят о резких деструктивных изменениях в их жизненно важных органах и тканях.

Необходимый уровень аэроионов может быть обеспечен искусртвенным продуцированием. Имеются конструкции аэроионизаторов местного и общего назначения. Вместе с тем существует опасность, что электроны, генерируемые ионизатором, при взаимодействии с магнийсодержащими и ядовитыми примесями рудничного воздуха увеличат их токсичные свойства.

Для профилактики заболеваний, связанных с поступлением в организм рабочих избыточного количества катионов магния и низким уровнем электрозаряженности воздуха, автором предложен способ кластеротерапии, основанный на использовании климатической камеры ( патент РФ N2

2012309).Этот способ основывается на нетрадиционном использовании минеральных солей.

Сущность способа заключается в применении с лечебными целями электрически заряженных соляных частиц субмикронных размеров (кластеров) со сбалансированным по катионам Na, К, Mg составом. Для этого персонал карналлитового участка ежедневно, на определенное время в течение смены помещают в насыщенную соляными квазиаэронами климатическую камеру со сбалансированным по медицинским нормам соотношением указанных катионов.

Лечебный эффект связан с восстановлением нарушенных обменных процессов в организме. Продолжительность процедур 10-20 минут. Сеансы соляной кластеротерапии целесообразно проводить в середине и в конце смены.

Предложенная климатическая камера включает в себя оболочку с воздушным отверстием, соляной фильтр - насытитель с насыпным объемом композитного соляного материала, насадку и воздухоподающий патрубок. Оболочка крепится на каркас, внутри которого вокруг насадки и размещаются приходящие на сеанс реабилитации.

Климатическую камеру устанавливают на свежей струе, в безопасном месте, вблизи зоны ведения горных работ. Непосредственный эффект лечения по предложенному способу больных бронхиальной астмой и хроническим бронхитом достаточно высок, до 90%.

Нетрадиционное использование минеральных солей началось после того, как автором настоящей публикации было обнаружено уникальное свойство рудничной атмосферы калийных рудников нейтрализовать, с исключительно высокой эффективностью (до 95%) ядовитые газы низких (менее 1% по объему) концентраций, поступающих в атмосферу от различных источников.