Охрана природных ресурсов

При проведении горных выработок в области их влияния происходит изменение поля напряжений, при этом характер изменения имеет определенные особенности для составляющих, обусловленных различными силами. Например, изменение напряжений, обусловливаемых силами бокового распора, носит иной характер, чем изменение напряжений, обусловливаемых гравитационными или гидростатическими силами.

В неподраб

отанном массиве (при горизонтальной земной поверхности) направление одного из главных напряжений Gявляется вертикальным. Под углом (45° - /2) к нему можно провести два семейства поверхностей скольжения (где - угол внутреннего трения). Под углом 90° к напряжению ел действует напряжение з. При подработке горизонтальной (или пологой) залежи направления действия главных напряжений 1 и з существенно меняются. Направление напряжения аз в отдельных точках массива совпадает с направлением смещения в этих точках, а направление 1 становится перпендикулярным к направлению з.

Потери минерального сырья. Одно из наиболее значительных воздействий горного производства на недра - неполное использование содержащихся в них минеральных ресурсов.

Большой объем потерь полезных ископаемых возникает при их добыче и переработке. Наиболее характерные виды потерь угля при открытой и подземной разработке: в почве и кровле пластов, при селективной разработке пластов, в целиках между заходками, при зачистке площадок и откосов угольных уступов, взрывных работах, обогащении в забое и на транспортерных лентах, транспортировании. На рудниках черной и цветной металлургии основная масса потерь возникает в приконтурной зоне и на контактах руды с породными прослоями, не включенными в балансовые запасы. При разработке месторождений фосфатного сырья основная масса потерь возникает при отработке и зачистке кровли и почвы пласта, а при разработке калийных руд - в междукамерных целиках.

Велики потери при извлечении полезных компонентов при обогащении сырья и в металлургическом переделе.

Л.А. Барский выделяет два вида потерь при переработке полезных ископаемых: технологические и организационные.

К технологическим относятся потери: зависящие от природного качества руды, поступающей на переработку; связанные с системой разработки месторождения, организацией горных работ и способом добычи; связанные с принятой технологией переработки.

В организационные включены потери: связанные с нарушением принятой технологии; зависящие от организации и управления предприятием, не связанным с процессом переработки; в процессе переработки.

По продуктам переработки и технологическим процессам потери ценного компонента распределяются следующим образом: потери при рудоподготовке - хвосты сепарации, пыли; потери при обогащении - отвальные хвосты, отвальные шламы, разноименные концентраты, пыли, промстоки; потери при гидрометаллургии - кеки, осадки, промстоки; потери при пирометаллургии - шлаки, пыли, газы.

В прошлом, при незначительных масштабах добычи и переработки полезных ископаемых и отработке месторождений с простыми горно-геологическими условиями, объемы потерь, минерального сырья не вызывали особой тревоги. В настоящее время, учитывая резко возросшие размеры добычи, неполное использование минеральных ресурсов недр является недопустимым.

Потери полезных ископаемых не только преждевременно истощают балансовые запасы, они отрицательно влияют и на экономику горно-добывающей промышленности. При этом теряется не только минеральное сырье, но и часть средств, затраченных на разведку, строительство горного предприятия, подготовку месторождения к эксплуатации. Несмотря на принимаемые меры, уровень потерь минерального сырья остается достаточно высоким. Так, при подземной добыче угля потери составляют 30-40 %, при открытой добыче они меньше - около 10 %. Общие потери полезных компонентов при добыче и переработке руд достигают 25 - 30 %, т.е. почти трети запасов месторождений.

Снижение качества полезных ископаемых. При эксплуатации месторождений полезных ископаемых происходит снижение качества сырья (по сравнению с природным). При этом уменьшается содержание полезного компонента в добытой горной массе, увеличивается его влажность, привносятся вредные компоненты из вмещающих пород и др. Причины снижения качества добытого полезного ископаемого различны. Так, при добыче угля открытым способом его влажность очень часто оказывается выше геологической. Это связано с тем, что в результате выемки вышележащих пород полезное ископаемое набухает (если оно представлено склонными к набуханию породами), или же с тем, что полезное ископаемое под влиянием экскавации и буровзрывных работ частично разрыхляется и впитывает дополнительную влагу. Снижение содержания полезного и увеличение содержания вредного компонентов в добытой горной массе может быть связано с попаданием пустых пород в очистные забои, несоответствием применяемой техники и технологии ведения горных работ горно-геологическим условиям месторождения.

Карстовые процессы в массиве горных пород. Осушение месторождений, намеченных к разработке, может значительно интенсифицировать карстовые процессы. В карстовых пустотах, образующихся при выщелачивании легкорастворимых пород (карбонатов, сульфатов, солей и др.), накапливается большое количество подземных вод, способных прорываться в горные выработки и представляющих опасность при разработке месторождений. При наличии карстовых полостей возникает угроза попадания в них людей, горного оборудования и транспортных средств. На месторождениях, где разрабатываются известняки, каменная и калийная соли, гипсы и другие минеральные образования, подверженные выщелачиванию, карстовые процессы могут значительно усложнять форму тел полезных ископаемых и приводить к уменьшению запасов полезных ископаемых. Выщелачивание известняков, подстилающих угольные пласты в Подмосковном бассейне, обусловило мульдообразное погружение и более сложные формы проседания угольных залежей, что значительно затрудняет, а в ряде случаев делает невозможным эффективное использование механизированных средств угледобычи. Карстовые процессы снижают также несущую способность кровли подземных выработок.

Карстовые процессы в условиях открытой разработки месторождений вызывают дополнительные количественные и качественные потери полезного ископаемого, затрудняют ведение буровзрывных работ и работу карьерного транспорта. На устойчивость уступов и бортов карьеров также влияют карстовые процессы, вызывая деформации откосов.

Загрязнение недр происходит в основном за счет захоронения в них отходов промышленного производства. Существует ряд способов захоронения отходов в недрах земли: использование горных выработок отработанных шахт и рудников; создание специальных искусственных полостей; нагнетание отходов (чаще жидких) в гидрогеологические структуры (поглощающие водоносные горизонты) и др. В поглощающие горизонты удаляются сточные воды нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, жидкие отходы повышенной токсичности. Ежегодно в недра закачивается около 120 тыс. м3 рассолов и 1,8 млн м3 засоленных сточных вод, образовавшихся при добыче соли.

 Скачать реферат