МОСКОВСЬКИЙ ГОСУДАРСТВЕННИЙГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені Серго Орджонікідзе
ЦЕНТР ДИСТАНЦІЙНОГО ОСВІТИ
ТЕХНОГЕННИЕМЕСТОРОЖДЕНІЯ, СПОСОБИІХФОРМІРОВАНІЯІПЕРЕРАБОТКІ
Допущено УМО по утворенню в області прикладної геології для
студентів вищих навчальних закладів, що навчаються за спеціальністю
«Геологічна зйомка, пошуки і розвідка родовищ корисних
Охарактеризовані техногенні мінеральні ресурси і приведена систематика техногенних родовищ. Наведено особливості формування техногенних родовищ і технологічні способи їх переробки. Розглянуто приклади деяких типів техногенних родовищ.
Для студентів геологічних і негеологіческіх спеціальностей ВНЗ, які вивчають дисципліни «Геологія родовищ корисних копалин», «Промислові типи родовищ», «Підземне і купчасте вилуговування корисних копалин», «Методи досліджень в геотехнологии».
Щорічний обсяг гірничорудної маси, що витягується з надр землі, становить близько 2,5 м3 на душу населення як в Росії, так і в світовій гірничорудній промисловості, велика частина з якої складується на денній поверхні, при цьому кожні 15 років видобуток корисних копалин подвоюється.
Серед мінеральних ресурсів, що забезпечують стабільний розвиток мінерально-сировинної бази Росії і її економічний стан, важливе значення мають техногенні мінеральні ресурси. Вони представлені техногенними родовищами та техногенними мінеральними утвореннями. З урахуванням зниження якості руд, скорочення кількості запасів в найбільших гірничорудних районах Росії і погіршення гірничо-геологічних умов відпрацювання родовищ, залучення в переробку раніше складованих гірської маси техногенних ресурсів стає економічно вигідним.
Другий аспект освоєння техногенних родовищ обумовлений екологічними цілями. Природоохоронні та екологічні завдання збереження навколишнього середовища багато в чому обумовлені вирішенням питань утилізації техногенних мінеральних утворень і рекультивації території гірничорудних об'єктів.
Використання техногенних ресурсів в будматеріалах замість природного мінеральної сировини істотно знижує екологічне навантаження на природу. Техногенне сировина повинна стати важливою складовою мінерально-сировинної бази будівельних матеріалів і істотним джерелом кольорових, рідкісних і благородних металів.
Геологічний аспект освоєння техногенних мінеральних ресурсів полягає в тому, що дана мінеральна маса вже відокремлена від гірського масиву і складирована на поверхні землі. Їх геолого-економічна оцінка не вимагає проведення дорогих геологорозвідувальних робіт, пов'язаних з проведенням гірничих виробок. Основним завданням геолого-економічної оцінки техногенної сировини є вивчення його технологічних властивостей і нових техногенних мінеральних утворень, що виникли за час зберігання гірської маси.
В якості основних геологічних факторів, що визначають методику розвідувальних робіт, слід виділити: запаси техногенних утворень, морфологію і внутрішню будову покладів техногенної сировини, гідрогеологічні умови, екологічну агресивність мінеральної маси, просторову мінливість властивостей техногенної сировини і перспективні технології його переробки. Зазначені аспекти показують, що виникла необхідність вирішення проблеми освоєння техногенних мінеральних ресурсів як економічно рентабельних і екологічно несприятливих.
1. ТЕХНОГЕННІ МІНЕРАЛЬНІ РЕСУРСИ
Техногенні мінеральні ресурси включають в себе відходи гірничопромислового виробництва і техногенні мінеральні утворення. Відходи не можуть бути повторно залучені у виробництво при існуючому рівні розвитку технології переробки мінеральної сировини. Техногенні мінеральні утворення становлять інтерес для використання в даний час або в перспективі. Техногенні мінеральні утворення локалізовані в сховищах (відвалах). Частина техногенних утворень, які використовуються в промисловому виробництві, називається техногенними родовищами.
Техногенні родовища - це штучні скупчення відходів видобутку та переробки мінеральної сировини, використання яких в промисловості є рентабельним. Відмінною особливістю техногенних родовищ є їх ресурсна значущість. Техногенні родовища містять корисні компоненти або мінерали, отримання яких з готової продукції економічно доцільно.
Кількісне уявлення про обсяги техногенних мінеральних ресурсів дано в табл. I.
Відходи при видобутку та переробки мінеральної сировини
В цілому в гірничодобувній промисловості Росії кількість твердих відходів становить від 50 до 90% витягується з надр гірської маси. При стійкому зростанні обсягів світового видобутку твердих корисних копалин тільки 10% сировини, що витягується з надр, перетворюється в кінцеву продукцію.
Крім того, при видобутку корисних копалин втрачається тільки в Росії: вугілля - 14%. калійної солі - 61%. кухонної солі - 46% і залізної руди - близько 4%. Витяг нафти з пластів-колекторів ледве сягає 35%. Великий обсяг накопичення відходів гірської маси і високі втрати 'мінеральної сировини в надрах обумовлюють необхідність освоєння техногенних мінеральних ресурсів.
У Росії складовано в відвалах і хвостосховищах близько 50 млрд т гірських порід і мінеральної маси. Найбільш насичені відходами Західно-Сибірський, Уральський економічні райони, регіон КМА, Тульська і Рязанська області. Щорічний вихід техногенних мінеральних утворень становить 3,7 млрд т, в тому числі які вміщали порід - 3.3 млрд т. При середній потужності накопичень в відвалах і хвостосховищах гірської маси в 20 м загальна площа зайнятих земель сягає 90 км2.
Необхідність забезпечення економіки Росії власною мінеральною сировиною обумовлює прискорене залучення в промислове виробництво техногенних ресурсів. Вони є важливим сировинним резервом, джерелом ресурсозбереження, охорони природного середовища і, крім того, економічно рентабельними об'єктами розробки.
Приблизні оцінки техногенних ресурсів Росії в вартісному вираженні перевищують 43,5 млрд дол. США. Це можна порівняти з оцінкою потенційних (прогнозних) ресурсів мінеральної сировини в надрах (більше 50 млрд дол. США) і більш ніж в 4 рази перевищує вартість розвіданих ресурсів, не залучених в експлуатацію. Таким чином, техногенні мінеральні ресурси Росії величезні.
Геолого-економічна оцінка техногенних мінеральних ресурсів при комплексному освоєнні надр дозволяє частину їх віднести до техногенних родовищ. Техногенні родовища - це техногенні мінеральні утворення, за кількістю і якістю міститься мінеральної сировини придатні для їх рентабельного використання в сфері матеріального виробництва.
Гірничодобувна промисловість має найбільший вплив на природне середовище. Щорічно а світі видобувають близько 100 млрд м³ корисних копалин, при цьому з землекористування вилучається близько 5-7 млн га родючих угідь Серед ресурсів земних надр самостійною частиною виступають відходи гірничопромислового і металургійного виробництва або техногенні мінеральні ресурси. Вони накопичуються у відвалах і хвостосховищах гірських, гірничо-збагачувальних підприємств, формуються в шламо - і золотонакопітелях об'єктів паливно-енергетичного комплексу.
При всіх існуючих способах видобутку технологічної переробки обсяги відходів гірничого виробництва досить значні. Із загального обсягу світового видобутку твердих видів мінеральної сировини близько 10% перетворюється в готову продукцію, а решта 90% утворюють різні гірничопромислові відходи. В результаті цього в відвалах накопичено десятки мільярдів тонн різних гірських порід, мільярди тонн металургійних шлаків, сотні мільярдів тонн «хвостів» збагачених корисних копалин. Всього до теперішнього часу в відвалах гірничодобувних і переробних підприємств Росії накопичилося близько 50 млдр. т розкривних і скельних порід і твердих відходів. В силу цих процесів вивітрювання значна їх частина ймовірно вже втратила свою первісну цінність. З роботою підприємств з видобутку та переробки мінеральної сировини пов'язано близько 1/4 шкідливих викидів в атмосферу, більше 1/3 утворених стічних вод і 3/4 накопичених твердих відходів.