Некоторые пути решения проблемы охраны окружающей среды при геотехнологических способах добычи полезных ископаемых можно рассмотреть на Примере подземной выплавки серы. Здесь накоплен уже многолетний опыт. В технологии подземной выплавки выделяют два рода выбросов.[23]
Это организованный выброс, который связан с откачкой из водоотливных скважин отработанного теплоносителя и в ряде случаев с откачкой пластовых вод, которые могут изначально находиться в залежи. Откачиваемые воды обязательно поступают в очистные сооружения. Только пройдя установку очистки от сероводорода, пруды-накопители и особые резервуары, где воды разбавляют и контролируют содержание в них нормального количества солей и газов, вода сбрасывается в реки.
Неорганизованный водоотлив возникает при нарушении технологии процесса. Он также должен учитываться в расчете мощности очистных сооружений.
Но очистка вод и последующий их сброс в реки сегодня уже не могут считаться достаточными для предотвращения последствий подземной выплавки. Для мощных предприятий стоимость таких мероприятий становится слишком высокой. Как показывают исследования и расчеты, лучший способ регулирования качества среды - это полностью замкнутый водооборот. Причем такой способ оказывается еще наиболее выгодным с экономической точки зрения. Сегодня уже разработана замкнутая схема для производства теплоносителя из пластовых вод на мощном Язовском месторождении серы. Откачку пластовых вод из водоотливных скважин будут вести в общий коллектор.
Геотехнологические способы, как и традиционные, ведут к образованию в недрах земли пустот. Но во многих случаях геотехнологическое нарушение структуры горного массива практически не влечет за собой опасности проседания поверхности над отработанной залежью. Например, при выщелачивании урана и редких металлов руда практически не изменяет своей пористости. Это отражает как раз одно из уникальных достоинств геотехнологии - возможность селективного извлечения элементов из руды, когда растворению подвержены лишь незначительные в общем объеме рудного тела минералы. Расчеты показывают, что растворение руд с содержанием полезного компонента 15-20 процентов не вызывает разрушения структуры горного массива, по меньшей мере сколько-нибудь заметного.[24] При большем объеме растворения уже возможно разрушение структуры руды и ее уплотнение. В этом случае возникает необходимость принимать особые меры по компенсации падения горного давления в пласте. Это может быть достигнуто, например, оставлением в пласте целиков - своего рода несущих колонн, закачкой в пласт воды. В случае, когда под землей образуются большие камеры, решение проблемы может быть достигнуто наиболее выгодным способом - устройством подземных хранилищ природного газа или нефти.
Нежелательные последствия при геотехнологических методах добычи полезных ископаемых может также иметь нарушение баланса между подачей в недра рабочих агентов и откачкой продукционных растворов. На степень такого рода нарушения может сильно влиять строение и состав окружающих полезный пласт горных пород. Как мы уже упоминали, окружающие породы должны быть по возможности малопроницаемы для жидкостей и газов. Если же естественная проницаемость массива все-таки велика, нужно найти способ герметизации подземной камеры. Такие задачи возникают при подземном растворении солей, выщелачивании металлов, газификации угля. Достаточно надежным способом предотвращения утечки реагентов, согласно исследованиям и экспериментам, может быть более интенсивное откачивание флюидов.
В целом специалисты считают, что в подавляющем большинстве случаев нежелательные явления, вызванные применением геотехнологических способов добычи полезных ископаемых, могут быть устранены совсем либо опасность их для природного равновесия может быть сведена к минимуму. При этом геотехнология сохраняет все свои преимущества - с точки зрения охраны окружающей среды - перед традиционными способами добычи.
Геотехнология привлекает все большее внимание ученых и практиков. Уже сегодня разработаны геотехнологические методы для добычи 30 ценных элементов, Этими методами ведется промышленная добыча каменной и калийной соли, урана, меди и никеля, самородной серы и тяжелой нефти, бишофита, фосфоритов. Методами геотехнологии разрабатывают месторождения каменного и бурого угля, йодо-бромистых подземных вод и подземных вод, содержащих бор, литий, уран, месторождения термальных вод.[25] В стадии полупромышленного освоения геотехнологическими методами находятся месторождения соды и глауберовой соли, марганца, цинка, свинца и золота, битума и озокерита, строительного песка и гравия. Полупромышленно извлекаются Ценные элементы из шахтных, рудничных и нефтепромысловых стоков, а также предприняты первые полупромышленные попытки использования тепла сухих горных пород.
Техника, которая обеспечивает добычу полезных ископаемых этими методами, имеет ряд характерных особенностей. С одной стороны, она чаще всего не представляет собой какой-либо абсолютной новинки. Скважины с обычным для нефте и газопромыслов оборудованием и буровые станки, насосы, компрессоры, котлы, парогенераторы, химические аппараты для производства реактивов, их регенерации и очистки - все это знакомо по работе в других отраслях производства. Но физико-химические процессы геотехнологической добычи идут в основном под землей. Потому геотехнология рождает и совершенно новую, не имеющую никаких аналогов, своеобразную технику - подземные химические реакторы, газогенераторы, тепловые котлы. Наконец, развитие геотехнологической добычи требует значительного изменения обычной наземной техники, например создания специфических погружных насосов для откачки рабочих растворов, более мощных генераторов токов высокой частоты для искусственного прогрева залежи.
Сегодня многие специалисты сходятся во мнении, что у геотехнологии большие исследовательские и производственные проблемы, но и большое будущее. Уже в ближайшие пятилетки геотехнология может выступить на равноправных началах с традиционными способами горного дела - подземной и открытой добычей полезных ископаемых. Дальше - учитывая ее экономические, социальные и экологические преимущества - как альтернатива шахтам и карьерам.[26]
1. Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000
2. Друянов В. А. Недра - цех под землей. М.Знание, 1999
3. Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991
4. Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999
[1] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 4
[2] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 5
[3] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 6
[4] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 7
[5] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 9
[6] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 8
[7] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 12
[8] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991 С 11
[9] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991 С 12
[10] Ковальчук А. Б. Горное дело: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991 С 12
[11] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 11
[12] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 12
[13] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 13
[14] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 14
[15] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 38
[16] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 39
[17] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 40
[18] Васючков Ю. Ф.Горное дело; Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 2000 С 41
[19] Друянов В. А. Недра - цех под землей. М.Знание, 1999 С 71
[20] Друянов В. А. Недра - цех под землей. М.Знание, 1999 С 72
[21] Друянов В. А. Недра - цех под землей. М.Знание, 1999 С 74
[22] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 55
[23] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 57
[24] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 58
[25] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 59
[26] Спиридонов Л. Л. Геотехнология. М. Знание, Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника», № 4, 1999 С 61