Реферат на тему «Современное состояние комплексного освоения недр. Опыт реализации комплексного освоения недр в мире, России и Кузбассе. Краткий обзор состояния и перспектив развития способов добычи угля в развитых угледобывающих странах»

Содержание

1. Введение
2. Современное состояние комплексного освоения недр
3. Опыт реализации комплексного освоения недр в мире, России и Кузбассе
4. Краткий обзор состояния и перспектив развития способов добычи угля в развитых угледобывающих странах
5. Заключение
6. Список литературы

Введение

Проблема рационального использования нашего национального достояния — природных богатств, за счет которых формируется 60-70% государственного бюджета (видимо, эта тенденция сохранится на ближайшие 10-15 лет), приобретает особую актуальность. Это объясняется не только тем, что постоянно развивающемуся и расширяющемуся частному предпринимательству (например, угольная промышленность теперь практически полностью перешла в руки частных компаний) по своей сущности и конечным целям деятельности (получение максимальной прибыли в кратчайшие сроки) чужды вопросы бережного расходования природных ресурсов, в данном случае минерально-сырьевых, но и тем, что действующий государственный механизм обеспечения рационального использования недр не совершенен, контроль и надзор «растащен» по министерствам, службам и агентствам, общепринятой методики и единой, узаконенной системы его проведения не создано.

Рассмотрим более подробно современное состояние комплексного освоения недр в мире, и, кроме того изучим перспективы развития способов добычи угля в развитых угледобывающих странах .

Современное состояние комплексного освоения недр

Комплексное освоение недр (а. соmprehensive mineral exploitation; н. komplexe Nutzung der Lagerstatten; ф. mise en valeur соmplexe du sous-sol; и. potenciacion соmpleja de subsuelo, explotacion соmpleja de subsuelo) — наиболее полное и экономичное освоение всех видов ресурсов земных недр на основе сочетаний (комплексов) эффективных горных технологий.

Ресурсы земных недр по своему вещественному составу, месту нахождения и возможностям использования весьма многообразны (табл.). Первые три группы вместе составляют минеральные ресурсы недр: первая группа — природные ресурсы, вторая и третья — отходы их добычи и переработки. Значительные по запасам скопления последних, в частности отвалы, представляющие промышленных интерес, иногда называют техногенными месторождениями. [2]

Большое число объектов возможного освоения предопределяет многообразие современных способов и средств, сочетания которых эффективны для комплексного освоения отдельных видов ресурсов недр. Из большого числа комплексных горных технологий, которые получают всё более широкое применение в практике разработки месторождений, наибольшие перспективы имеют: комплексная открыто-подземная разработка месторождений, позволяющая при существенном снижении общей себестоимости добычи полезных ископаемых развивать такие её размеры, которые недоступны при обычной последовательной разработке месторождения открытым и подземным способами (рудники ПО «Апатит», Тырныаузский, Тайский и др.); комплексная подземная или открытая разработки с обычной горной технологией для основной части месторождения и доработка маломощных и забалансовых частей, оставленных целиков, руды, потерянной в закладке и в обрушенной массе породы путём химического и химико-бактериологического выщелачивания; комплексная подземная разработка месторождений системами с обрушением или закладкой с последующим выпуском части горной массы и забалансовых руд или обогащенной части закладочного материала, применение её очень эффективно (Ачисайский, Садонский, Балейский, Ингулецкий и другие рудники); комплексная разработка угольных пластов с использованием обычной технологии и подземной газификации на пластах малой мощности и низкого качества; разработка «геотехнологическими» методами (в частности, выщелачиванием) в сочетании с обычной горной технологией на месторождениях или отвалах; отработка открытым способом оставленных при подземной разработке целиков со значительными запасами полезных ископаемых (в частности, на Джезказганском месторождении, в Кузнецком и Карагандинском угольных бассейнах); комплексная доработка шахтным способом значительных запасов нефти, потерянных при скважинной добыче; сочетание технологий, основанных на применении различных гидромеханизированных комплексов и драг при разработке россыпных месторождений; специальные комплексные технологии для извлечения полезных ископаемых со дна морей (океанов) на больших глубинах.

Для развития комплексного освоения месторождений большое значение имеет совершенствование постановки геологоразведочных работ. При поисково-оценочных работах обязательным становится выявление в залежи и вмещающих его породах попутных полезных ископаемых и минеральных компонентов, которые могут представлять интерес и подлежат дальнейшему изучению на стадии предварительной и детальной разведок. На стадии разведки месторождений, а также в процессе их эксплуатации устанавливаются минеральный состав, содержание и запасы попутных компонентов, производятся исследования по технологии эффективной переработки комплексных полезных ископаемых. На разрабатываемых месторождениях также выполняются указанные геологоразведочные работы и исследования на отвалах, хвостохранилищах. [1]

В связи с проблемой использования попутных компонентов особо важной становится задача научной разработки методик, инструкций, нормативов по разведке, изучению технологических свойств и подсчёту запасов полезных компонентов во вмещающих породах, породах вскрыши, хвостохранилищах, отходах химико-металлургических процессов.

Критерием эффективности комплексного освоения недр является достижение оптимальных для развития народного хозяйства страны и интересов будущих поколений показателей полноты использования ресурсов недр и участвующих в процессе их освоения трудовых и материальных ресурсов. На оценку оптимизации освоения минеральных ресурсов недр влияют показатели полноты извлечения из недр и при переработке полезных ископаемых, особенно высокоценных и дефицитных.

Это объясняется неудовлетворительным уровнем полноты извлечения в процессах добычи и переработки многих видов полезных ископаемых, а также возрастающей ролью в горной промышленности месторождений комплексных полезных ископаемых. Полные сквозные потери полезных ископаемых складываются в среднем из потерь: в процессе добычи — 10-30%, первичной переработки (обогащении) — 20-40%, химико-металлургического передела — 10-15%.

Особенно велики потери при первичной переработке многокомпонентных полезных ископаемых (руд). Поэтому проблема комплексного, т.е. полного использования минерального сырья, первой привлекла к себе внимание и оформилась как составная часть общей проблемы комплексного освоения месторождений твёрдых полезных ископаемых. В горном производстве она относится к завершающей стадии промышленного освоения месторождений — переработке добытого полезного ископаемого (подробнее см. в ст. Комплексная переработка).

Непрерывно увеличивается число извлекаемых из комплексного минерального сырья «попутных» компонентов, в частности редких элементов, растёт коэффициент их извлечения. Если в 1950 из руд цветных и чёрных металлов извлекалось 35 полезных компонентов, то к 1980 число их достигло 70. Заметно поднялась роль «попутной» продукции, т.е. новых извлекаемых компонентов из руд в цветной металлургии.  [4]

По некоторым видам руд в полной стоимости получаемой конечной продукции доля «попутной» продукции составляет свыше 50%. Капиталовложения на её производство окупаются в 2-3 раза быстрее, чем на вновь строящихся предприятиях, которые выпускают эту продукцию как основную.

Чем больше извлекается из руд попутных полезных компонентов, тем ниже становится минимальное промышленное содержание основных компонентов, а вместе с этим возрастают запасы полезных ископаемых в месторождениях, возможная производственная мощность горных предприятий по конечной продукции и в конечном итоге повышается экономическая эффективность освоения минерально-сырьевых ресурсов.

Опыт реализации комплексного освоения недр в мире, России и Кузбассе

Угольная промышленность играет значительную роль не только в экономике России, но и в мировом производстве этого вида топлива. Достаточно сказать, что по объемам добычи угля Россия занимает 3 место после Китая и Соединенных Штатов Америки угля — на третьем месте (после США и Китая, 30%), и располагает пятой частью мировых запасов угля и, таким образом, является одним из признанных мировых лидеров в отрасли. В то же время, ресурсная база угольной промышленности России в целом не может считаться благоприятной, так как около 57% вовлеченных в отработку запасов не соответствует принятым в мировой практике кондициям по качеству угля, мощности, условиям залегания, газо — и выбросоопасности пластов. Это, в первую очередь, относится к Подмосковному, Кизеловскому и Донецкому бассейнам, Прокопьевско — Киселевскому району Кузбасса, и Сахалину, где сложные горно-геологические условия определяют высокий травматизм и большие удельные затраты на добычу угля. [2]

Основная часть российских запасов бурого, каменного и коксующегося углей (порядка 81%) находится на территории Западной и Восточной Сибири. Значительная часть запасов сосредоточена в крупных месторождениях, характеризующихся благоприятными горно-геологическими и географо-экономическими условиями, что позволяет значительно увеличить добычу угля, и в перспективе полностью удовлетворить как внутренние, так и экспортные потребности России. В настоящее время здесь добывается 61% всей общероссийской добычи угля.

Самыми крупными угольными бассейнами являются Канско-Ачинский (80 млрд.т) и Кузнецкий (59 млрд.т) бассейны, где доля разведанных запасов от прогнозных ресурсов (10% в Кузнецком и 20% в Канско-Ачинском бассейнах) свидетельствует о значительных возможностях сырьевой базы угольной промышленности (таблица 1).

Таблица 1 — Балансовые запасы угля в России

Установлено, что в Российской Федерации среди балансовых запасов, подлежащих отработке на действующих предприятиях (29,1 млрд.т), около одной трети (9,3 млрд.т) составляют неблагоприятные запасы, а более одной десятой части — весьма неблагоприятные, что не позволяет применять комплексную механизацию на очистных работах. [5]

Благоприятные запасы неравномерно распределены по районам добычи. В значительной степени они пригодны для открытой добычи (98%). Запасы, предназначенные для подземной разработки, включают менее половины (45%) благоприятных. Основными районами, где залегают благоприятные запасы, являются Кузнецкий (7,8 из 13,5 млрд.т. и Канско-Ачинский (5,8 из 5,9 млрд.т) бассейны, включающие около 70% всех благоприятных запасов России. В меньших объемах благоприятные запасы присутствуют в Печорском бассейне — 1,5 млрд.т и на Дальнем Востоке — около 2,0 млрд.т (1,6 млрд.т из них на разрезах).

Основной объем неблагоприятных запасов приходится на шахты российской части Донецкого (75%), Подмосковного (80%) бассейнов, Урала (65%, включая все запасы на шахтах), Кузбасса и Дальнего Востока (74%) (таблица 2).

Таблица 2 — Распределение добычи угля по основным угледобывающим регионам России, %

Кузнецкий угольный бассейн является крупнейшей угледобывающей базой России, уникальной по качеству угля и его запасам. На долю Кузбасса приходится почти 40% всей добычи угля в стране и около 70% угля для коксования. Угольная промышленность Кузбасса представляет собой сложный производственно-технологический комплекс, в состав которого входят более 20 различных акционерных обществ (компаний) и отдельных самостоятельных шахт и разрезов. Действующий фонд угледобывающих предприятий Кузбасса представлен 60 шахтами и 23 разрезами. Общая производственная мощность предприятий по добыче угля — 120 млн.тонн. Наиболее перспективны месторождения Ерунаковского района. [7]

C 1989 года началось превышение выбытия мощностей угледобывающих предприятий перед вводом, однако если начиная с этого времени добыча угля устойчиво снижалась, то в начале 1999 г. отмечен значительный прирост добычи. Так, по итогам первого полугодия 1999 г. добыча угля в Кузбассе увеличилась на 3,8 млн тонн по сравнению с соответствующим периодом 1998 года и составила 52,6 млн тонн., добыча коксующегося угля увеличилась на 15%. По прогнозам специалистов, в этом году в Кузбассе будет добыто более 100 млн тонн угля.

Краткий обзор состояния и перспектив развития способов добычи угля в развитых угледобывающих странах 

Угледобывающая отрасль является крупнейшим сегментом топливной промышленности. Во всём мире она превосходит любую другую по численности рабочих и количеству оборудования. Угледобывающая отрасль подразумевает добычу угля и его последующую переработку. Работы ведутся как на поверхности, так и под землёй. Если залежи находятся на глубине не более 100 метров, работы осуществляются карьерным способом. Для разработки месторождения на большой глубине используются шахты. [3]

Работа на угольных разрезах и под землёй – главные способы добычи ископаемого. Большая часть работ в России и в мире ведётся открытым способом. Это обусловлено финансовой выгодой и высокой скоростью добычи.

Процесс заключается в следующем: При помощи специального оборудования снимается верхний пласт земли, покрывающий месторождение. Несколько лет назад глубина открытых работ была ограничена 30 метрами, новейшие технологии позволили увеличить её в 3 раза. Если верхний слой мягкий и небольшой, его снимают с помощью экскаватора. Толстый и плотный слой земли предварительно дробится. Угольные залежи отбивают и увозят при помощи спецтехники на предприятие для дальнейшей переработки. Рабочими восстанавливается естественный рельеф во избежание нанесения вреда окружающей среде. Недостаток данного способа заключается в том, что залежи угля, находящиеся на небольшой глубине, содержат примеси грязи и других пород.

Более чистым и качественным считается уголь, добытый подземным способом. Главной задачей этого метода является транспортировка угля с больших глубин на поверхность. Для этого создаются проходы: штольня (горизонтальный) и шахта (наклонный либо вертикальный). В тоннелях специальными комбайнами рубятся пласты угля и грузятся на конвейер, поднимающий их на поверхность. Подземный способ позволяет добыть большое количество ископаемого, но он имеет существенные недостатки: высокая стоимость и повышенная опасность для рабочих. [6]

Нетрадиционные способы добывания угля

Данные способы эффективны, но не имеют массового распространения – на данный момент отсутствуют технологии, позволяющие чётко наладить процесс: Гидравлический. Добыча ведётся в шахте на большой глубине. Угольный пласт крошится и доставляется на поверхность под сильным напором воды. Энергия сжатого воздуха. Она выступает как разрушительной, так и подъёмной силой, сжатый воздух находится под сильным давлением. Виброимпульсный. Пласты разрушаются под воздействием мощных колебаний, образованных оборудованием.

Данные методы применялись ещё в Советском Союзе, но не стали популярными из-за необходимости крупных финансовых вложений. Лишь несколько угледобывающих компаний продолжают использовать нетрадиционные способы. Главное их преимущество – отсутствие рабочих на потенциально опасных для жизни участках.

В мире уже разведана большая часть месторождений угля, с экономической точки зрения, самые перспективные принадлежат 70 странам. Уровень добычи угля стремительно растёт: совершенствуются технологии, модернизируется оборудование. За счёт этого повышается рентабельность отрасли.

Заключение 

Итак, комплексное освоение недр — это наиболее полное и экономичное освоение всех видов ресурсов земных недр на основе сочетаний (комплексов) эффективных горных технологий.

Кузнецкий каменноугольный бассейн – по запасам и качеству углей крупнейший из всех эксплуатируемых каменноугольных бассейнов мира. По запасам углей с наиболее благоприятными условиями для освоения, объем на долю Кузбасса приходится 265,0 млрд.т.

В пределах Кемеровской области имеются месторождения, практически, всего комплекса нерудного сырья для черной металлургии, но, несмотря на это, некоторые виды, как бокситы огнеупорные глины, плавиковый шпат приходится ввозить из других районов страны или импортировать (плавиковый шпат, магнезит).

Работа на угольных разрезах и под землёй – главные способы добычи ископаемого. Большая часть работ в России и в мире ведётся открытым способом. Это обусловлено финансовой выгодой и высокой скоростью добычи.

Список литературы

1. Агошков M. И., Развитие идей и практики комплексного освоения недр, M., 1982.
2. Бронников Д. M., Стратегия добычи, «Наука в CCCP», 1981.
3. Горные науки, освоение и сохранение недр Земли. Под редакцией академика РАН КН.Трубецкого. М. изд. АГН. 1997
4. Сборник нормативных актов. Закон Российской Федерации «О недрах» (по состоянию на 22.08.2004 г.). М. изд. ФГУ НПП «Росгеофонд», выпуск 17,2004. с. 5.
5. Снурников A. П., Комплексное использование сырья в цветной металлургии, M., 1977;
6. Требования к комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов, M., 1982;
7. https://mining-media.ru/ru/article/ekonomic/1165-o-kontseptsii-ratsionalnogo-kompleksnogo-osvoeniya-georesursov-i-sokhraneniya-nedr