Оценка проектов предприятий горно-металлургического комплекса. Учебное пособие

никла жизнь, началось развитие биосферы. По различным данным первые ископаемые человекообразные появились около 2–3 млн лет назад, ископаемые люди – более 500 тыс. лет назад. Современный облик человек приобрел около 40 тыс. лет назад (кроманьонцы). С этого момента история человечества вступила в первый из трех этапов: дикость, варварство, цивилизация (Л.Г. Морган).

Если мы условно приравняем время существования Земли к одному календарному году (4,5 млрд лет ≈ 1 год), то окажется, что современный человек появился на нашей планете за 4,5 минуты до Нового года. То есть 365 дней Земля и ее биосфера обходились без нас, и вот, образно говоря, во время новогоднего поздравления президента возникло наше человечество. А наша цивилизация появилась вообще во время новогоднего боя курантов! (за 40 с до 24.00 ч 31 декабря).

Появилась и сразу стала перестраивать окружающую природную среду под свои сиюминутные интересы. Не приспосабливаться к окружающей среде с ее общим сложившимся биосферным ритмом, а переделывать так, чтобы именно здесь, именно сегодня, именно мне было жить комфортно – вот основное свойство нашей цивилизации. Человек – единственное живое существо на Земле, которое старается изменить естественный ход развития биосферы и перестраивает ее под себя.

В.И. Вернадский писал еще 100 лет назад: «Человек настоящего времени представляет из себя геологическую силу; сила эта все возрастает, и предела ее возрастанию не видно. Таким он является благодаря науке».

Экологическая обстановка на нашей планете весьма неблагоприятна. В России, несмотря на обширные территории, годы развития рыночной экономики привели к околокритическому состоянию наиболее населенные районы нашей страны. На Земле сегодня в части обеспечения населения чистой питьевой водой сложилась трагическая ситуация – более половины людей в мире потребляют непригодную для этих целей воду. Россия занимает второе место в мире по объему речных стоков. В стране на каждого человека приходится 27 тыс. м3 речной воды, а суммарный годовой сток российских рек со-

11

ставляет около 10 % мирового, или более 4250 км3, при том, что площадь суши составляет 11,4 %, а численность населения – 2,4 % от мировой. 90 % годового стока приходится на реки, впадающие в Северный Ледовитый и Тихий океаны, и только 8 % рек несут свои воды в Каспийское, Черное и Азовское моря, в бассейнах которых живет более 60 % населения страны и где расположена основная промышленная и сельскохозяйственная база. Здесь водообеспеченность составляет 1,8 м3 на душу населения, что в 10–15 раз меньше среднероссийской. Значительную часть запасов пресной воды хранят российские озера: Ладожское, Онежское, Чудское и Байкал, вмещающий 23 тыс. км3 самой чистой воды в мире, что превышает половину годового мирового речного стока. Кроме того, у нас в стране создано более 2200 водохранилищ, 327 из которых имеет емкость более 10 млн м3. Суммарный объем водохранилищ составляет более 790 км3. Если учесть все эти природные и рукотворные богатства, то по ресурсам пресной воды на душу населения мы занимаем шестое место в мире.

По данным ООН, ежегодно около 25 млн человек во всем мире умирает от болезней, связанных с потреблением загрязненной воды, к 2030 г. эта цифра может возрасти до 70 млн. По данным оценкам к 2025 г. количество людей, которые будут чувствовать нехватку воды, может вырасти до 2,5 млрд человек.

На сегодняшний день главной проблемой взаимодействия человеческого общества и природы является сохранение окружающей среды и рациональное природопользование, особенно в горной промышленности. В настоящее время принято считать, что окружающая среда – это среда обитания и производственной деятельности человека. Следовательно, природная среда является составной частью окружающей среды, включающей четыре главные компонента: живую природу (биоту), атмосферу (газы), гидросферу (воды) и литосферу (горные породы).

В.И. Вернадским три последние геосферы определены как среда обитания биосферы – живого «вещества» Земли.

Изменения в природных геологических системах под влиянием хозяйственной деятельности человека с искажением

12

хода естественной геологической эволюции и появлением новых качеств и свойств позволили академику Е.М. Сергееву ввести новое понятие «геологическая среда». Геологическая среда определяется как многокомпонентная динамичная система, находящаяся в верхней части литосферы, подвергающаяся инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, определяющая эту деятельность. Естественно, геологическая среда, являясь частью окружающей среды, находится в тесном взаимоотношении с другими сферами Земли. Изменяясь сама, она изменяет их, и наоборот (рис. 1). Причем наиболее инертной и трудновосстанавливаемой является литосфера – объект интенсивного недропользования.

БИОСФЕРА

ТЕХНОСФЕРА

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА

(ТЕХНОЛИТОСФЕРА)

Рис. 1. Основные элементы геологической среды и их взаимосвязь с геосферами Земли

13

Темпы и объемы воздействия на недра растут постоянно. Начиная с 2008 г. человечество ежегодно перерабатывает (извлекает, перемещает, складирует и т.п.) более 100 млрд м3 горных пород. Эта величина более чем в 3 раза превышает объемы, перемещаемые в результате естественных геологических процессов.

Зародившаяся на нашей планете глобальная цивилизация является частью биосферы и не может существовать вне лона земной природы. Философски выражаясь, биосфера – единственный первичный базис общества. Гениальные учения В.И. Вернадского о биосфере и А.Е. Ферсмана о техногенезе (глобальной геологической деятельности человека) указывают человечеству единственно верный путь щадящего использования природных ресурсов, позволяющего учитывать вторичные базисы цивилизации: материальный (техника, труд, экономика, обеспечивающие комфортность жизни) и духовный (знания, вера, искусство, литература, формирующие совесть), и тем самым обеспечивать долговременное развитие цивилизации.

Если оперировать столь любимыми в настоящее время экономическими категориями и понятиями, к недропользованию сейчас необходимо подходить с требованиями долговременной рентабельности, т.е. рентабельности развития человечества.

1.2. Основные сведения о природных ресурсах и их роль в развитии цивилизации

Ресурсы Земли разделяются на три большие группы: биологические, обеспечивающие развитие планеты и жизнь

человека на Земле;

––энергетические (в том числе внешняя энергия Солнца);

––минеральные, которые совместно с энергетическими обеспечивают основу материального производства.

К отдельной категории можно отнести интеллектуальные ресурсы цивилизации, которые в настоящее время через техногенное воздействие и управление неразрывно связаны с вышеперечисленными тремя первыми группами и вследствие этого определяют их развитие и существование.

14

Основой существования и развития человечества являются следующие отрасли:

––производство продуктов питания;

––горное дело;

––строительство.

Все эти отрасли в той или иной степени используют недра, причем первоосновной являются или горное дело, или технологии, использующиеся или заимствованные у горняков. Человек стал homo sapiens, когда начал осмысленно использовать окружающие предметы в качестве орудий труда; это был камень. Следовательно, прачеловек был горняком, проанализировавшим окружающую местность с позиций геолога. Разработка недр Земли – основа экономической деятельности человека. И не случайно она нашла отражение в периодизации древней истории, где эпохи различаются не по тому, что производится, а по тому, чем и как производится, какими орудиями труда это достигается и из какого материала эти орудия сделаны:

––до III тыс. лет до н.э. – каменный век;

––III–II тыс. лет до н.э. – бронзовый век;

––со II тыс. лет до н.э. – железный век.

Колоссальные сдвиги в биосферных процессах начались в XIX в. и особенно в XX в. Бурное развитие промышленной революции, научно-технического прогресса, рост населения с освоением новых территорий – основные причины все большего использования недр и, как следствие, деградации окружающей среды. Именно в это время человечество достигло этапа, если можно так выразиться, машинной цивилизации. Развитие техники стало происходить не по пути использования живой силы, частично ветра и воды в виде источника энергии, а в направлении получения энергии от сжигания углеводородного сырья и распада радиоактивных элементов.

Такой подход дал толчок к бурному развитию энергетики, транспорта, машиностроения, химии, сельского хозяйства. Это, в свою очередь, привело к интенсивному росту потребления человечеством энергии и материальных ресурсов, а следовательно, к развитию горно-металлургического комплекса. Единственный источник при этом остается тот же самый –

15

наша Земля. Человечество как элемент биосферы использует ресурсы естественной среды обитания. Принято делить естественные природные ресурсы на две большие группы: исчерпаемые и неисчерпаемые (рис. 2).

Природные

ресурсы

Рис. 2. Основные виды природных ресурсов

Традиционно к неисчерпаемым природным ресурсам относят атмосферный воздух, космические ресурсы (солнечная радиация, энергия движения воздушных потоков и морских приливов и т.п.) и водные (в соответствии с уравнением водного баланса и связанные с круговоротом воды). Однако еще

16

В.И. Вернадский отмечал, что вода, являясь восстанавливаемым минеральным ресурсом, в процессе своего возобновления приобретает новые качества. Техногенное воздействие также негативно влияет и на воздух, делая его непригодным к участию в обеспечении жизнедеятельности.

Всвою очередь, исчерпаемые ресурсы подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые. Практически все минеральные ресурсы недр (руды, уголь, нефть, газ и т.п.) относятся к невозобновляемым природным ресурсам.

Вперечень исчерпаемых возобновляемых природных ресурсов входят почва, флора, фауна и т.д. К ним также можно отнести и некоторые виды минеральных ресурсов – осаждающиеся в водах озер и лагун соли и сапропели, торф (см. рис. 2). Однако интенсивность и нерациональность потребления постепенно переводят их в группу невозобновляемых, так как время возобновления зачастую значительно превышает время жизни нашего поколения. Поэтому такие ресурсы было бы целесообразно назвать условно возобновляемыми (см. рис. 2).

Поставляя человеку вещество и энергию, природа выполняет пассивную (ресурсную) функцию. Вторую – активную – функцию окружающая среда выполняет, усваивая и перерабатывая продукты и последствия человеческой деятельности. Это в первую очередь отходы различного происхождения, проблема размещения и использования которых с каждым годом приобретает все большую актуальность.

Развитие цивилизации – это развитие научно-технического прогресса. А научно-технический прогресс в первую очередь подразумевает развитие основных отраслей хозяйствования. Но, к сожалению, рост интенсивности развития горного дела, сельского хозяйства, строительства вызывает все большее негативное влияние на биосферу. Это связано с существующим направлением экстенсивного развития, восприятия себя (человека) творцом условий своего существования.

Благодаря гениальным предвидениями В.И. Вернадского человечество в последние десятилетия стало более отчетливо понимать неотвратимость исчерпания природных ресурсов и несовместимость своего сегодняшнего развития с общей эволюцией природы.

17

Возникает новое мировоззренческое положение – строить производство без разрушения или значительного переделывания исходных условий существования жизни на Земле. Такой посыл идеален, но трудно выполним при сложившейся в настоящее время ситуации с хозяйствованием.

18

2.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

ОМИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОМ ПОТЕНЦИАЛЕ НЕДР

2.1.Виды полезных ископаемых и основные области их использования

Организация добычи того или иного вида полезного ископаемого определяется потребностью его в хозяйственной сфере

и рыночной конъюнктурой. Например, рост добычи фосфатов

впоследние годы обусловлен производством из них удобрений, необходимых для повышения плодородия почв и увеличения урожайности в сельском хозяйстве. Первопричиной является рост населения Земли.

Добываемые горными предприятиями основные виды твердых полезных ископаемых разделяются по химическому составу и направлению использования: металлические, неметаллические и горючие.

К металлическим полезным ископаемым относятся:

––руды черных металлов, содержащих железо, марганец, хром, титан и др.;

––руды цветных металлов, содержащих медь, свинец, цинк, алюминий, олово и др.;

––руды драгоценных металлов: золота, серебра, платины;

––радиоактивные элементы – уран, торий и др.;

––руды редких, легких и рассеянных элементов, содержащие цирконий, тантал, ниобий, бериллий, литий, германий, таллий, кадмий и другие элементы.

К неметаллическим полезным ископаемым относятся:

––строительные материалы – горные породы: граниты, гнейсы, известняки, глины и суглинки, песок и гравий и т.д.;

––сырье для металлургической промышленности – такие горные породы и минералы, как известняки, доломит, флюорит, графит, магнезит, огнеупорные глины, формовочные материалы и др.;

––индустриальное сырье – асбест, тальк, барит, слюды, полевой шпат, пегматит, корунд и др.;

19

––сырье для пищевой и химической промышленности – фосфориты, апатиты, сера, мышьяк, бор, ископаемые соли, мел, сапропели и др.

К твердым горючим ископаемым относятся бурый и каменный угли, антрацит, горючие сланцы, торф.

Все полезные ископаемые используют в качестве необходимого и важнейшего компонента в производственных процессах различных отраслей промышленности и сельского хозяйства (табл. 1).

Таблица 1

Область применения некоторых полезных ископаемых

20