1.3. Виды и масштабы горных работ в стране и мире

Сегодня в арсенале горного дела есть несколько основных способов добычи, которые позволяют извлекать любые полезные ископаемые. Если полезные ископаемые залегают вблизи поверхности, то их добывают открытым способом (карьеры). Для добычи твердого полезного ископаемого с больших глубин применяют подземный способ (шахты). Скважинным способом извлекают жидкие полезные ископаемые (нефть и др.). Новыми нетрадиционными способами добычи обогатила горное дело геотехнология, которая использует всевозможные физико-химические и биологические методы извлечения полезных ископаемых.

В настоящее время масштабы горного производства, осуществляемого людьми, уже сопоставимы с природными геологическими процессами. В мире насчитывается более 600 крупных шахт, в том числе более 70 мощностью свыше 3 млн. т. и около 600 карьеров, в том числе более 200 мощностью свыше 3 млн. т. Наибольшее число крупных горнодобывающих предприятий сконцентрировано в Канаде, США, ЮАР – около 50 % всех шахт и карьеров годовой мощностью 1 – 3 млн. т и более.

Россия – одна из крупнейших держав мира, обладающих мощной минерально-сырьевой базой. Доля России в мировых запасах нефти составляет 12 – 13 %; газа – 32 %; угля – 11 %; железа – 26 %; никеля – 36 %; кобальта – 18 %; свинца – 10 %; цинка – 15 %. По запасам алмазов, платиноидов, золота, серебра, титана, циркония и ряду других полезных ископаемых Россия занимает 1 – 3 место в мире. Валовая ценность разведанных и предварительно оцененных запасов составляет 28,3 трлн. долларов США. Около 72 % извлекаемой ценности приходится на долю топливно-энергетических ресурсов.

Из недр России извлекается 9 – 10 % мировой добычи нефти, 24 % газа, 20 % никеля и кобальта, 5 – 7 % угля и железных руд. Удовлетворяя, в основном, потребности внутреннего рынка, Россия является и крупнейшим экспортером минерального сырья и металлов на мировом рынке, а по нефти, газу, алюминию, никелю и меди занимает ведущее место среди стран-экспортеров, оказывая существенное влияние на конъюнктуру мирового рынка. Экспорт минерального сырья и продуктов его переработки обеспечивает 65 – 68 % валютных поступлений в страну.

1.4. Влияние человека на земную кору

Древние люди поклонялись могучим силам природы и старались приспособиться к окружающему миру (подробнее). Прошли века, и положение изменилось: современный человек бесцеремонно вторгается в тайны планеты и приспосабливает окружающий мир для своих нужд. Он активно использует уже более половины суши. Почти 10% ее площади занимают города, заводы, рудники, дороги; чуть больше 13 % – распахано, занято садами и плантациями, 25 % – используется под сенокосы и пастбища. На 5% площади суши человек посадил новые леса. С каждым годом используется все больше и больше земель. Только пашен, садов и плантаций за последние 60 лет стало почти в 2 раза больше.

Но влияние человека распространяется не только вширь, но и вглубь – в недра Земли. При строительстве крупных сооружений роют котлованы до 100 м. Когда добывают уголь и руду открытым способом, образуются огромные ямы – карьеры глубиной до 800–1000 м. Для добычи серебра требуются еще более глубокие шахты – 2200 м. Глубина некоторых рудников в Южной Африке и Индии достигла почти 4000 м – так добывают золото. Нефть, газ и вода откачиваются с глубин до 8–10 км.

Горные разработки приносят огромный вред окружающей среде (подробнее). Извлекая из недр земли необходимое сырье, человек попутно перемещает огромные массы пустой породы. Чаще всего их складируют неподалеку, засоряя, обезображивая и фактически уничтожая природу окрестностей. Сейчас уже скопилось более 1600 трлн. м³ пустых пород и отходов переработки руд.

Ежегодно при добыче полезных ископаемых и строительстве из недр Земли извлекается и перекладывается с места на место не менее 100 млрд. т горных пород. В пересчете на одного жителя Земли получается 25 т каменного материала. Ежегодно Земля теряет примерно 3 млрд. т нефти и газа, еще больше сжигается каменного угля. В настоящее время свыше 4 % площади суши занимают «погибшие» земли, по вине людей ставшие непригодными для жизни. Это, прежде всего, отвалы, карьеры и возвышающиеся конусообразные терриконы. Удручающую картину представляют собой созданные человеком пустыни – бедленды (от англ. bad lands – «дурные земли»).

Отвалы и карьеры распространяют свое смертоносное влияние далеко вокруг и загрязняют окружающую территорию, во много раз превосходящую их по площади. Объясняется это тем, что наверх поднимается уже не та плотная горная порода, в которую с трудом вгрызались машины на глубине, – наверху все измельчено, раздробленно. Подул сильный ветер и поднял над отвалами тучи пыли, которые собираются над карьерами, когда породы дробят взрывами. Иногда даже возникают настоящие пылевые бури. В окрестностях временами в прямом смысле слова меркнет солнце. А если в состав пыли входят ядовитые вещества, то при туманной погоде может возникнуть ядовитый смог, а это – гибель для всего живого.

Например, с 1 га отвалов Курской магнитной аномалии – одного из крупнейших месторождений железных руд, которое находится в центре Русской равнины, – при каждой пыльной буре выносится около 100 кг пыли. Пыль с отвалов перемещается на расстояние до 10 км. Сверху на отвалах часто оказываются горные породы, на которых ничего не может расти (водонепроницаемые глины, бесплодные кварцевые пески). Более того, породы могут содержать пирит, который окисляется на воздухе, образуя серную кислоту. Мертвые реки и леса уже перестали быть диковинкой в индустриальном пейзаже. В России ежегодно производится до 75 млн. т опасных отходов, из которых утилизируются только 18 %, а 65 % направляются в специальные хранилища.

В настоящее время свыше 85 % угля добывается на опасных по газу шахтах. Непрерывно увеличивается количество пыльных и весьма пыльных пластов, интенсивная выемка которых приводит к росту пылеобразования и пылеотложения в горных выработках, вследствие чего возрастает опасность не только заболеваний шахтеров пневмокониозами и пылевыми бронхитами, но и взрывов пылеметановоздушной среды. Исчерпание запасов минерального сырья и загрязнение окружающей природной среды отходами стали настолько реальными, что ученые выдвигают задачу рационального использования недр на первый план.

Восстановление нарушенных в результате производственной деятельности земель в состояние, пригодное для использования их в народном хозяйстве, предотвращение их отрицательного воздействия на прилегающие ландшафтные комплексы, охрана этих комплексов, оптимизация сочетания техногенных и природных ландшафтов достигается рекультивацией нарушенных земель.

Черная металлургия является одной из наиболее загрязняющих природную среду отраслей промышленности. Основной техногенный поток в природную среду по массе – это шлаки и шламы, а также выбросы в атмосферу и сбросы в водоемы. Ежегодно на металлургических заводах образуются десятки миллионов тонн шлаков и шламов. современный крупный металлургический завод полного цикла занимает территорию 20-30 км². В цветной металлургии устаревшее и требующее модернизации оборудование, низкий технический уровень производства, «грязные» технологии способствуют формированию в металлургических центрах катастрофической экологической ситуации. Сферы воздействия на природную среду крупных центров достигают огромных площадей (подробнее).