Добыча полезных ископаемых из недр земли

Схематическая карта мест наиболее активных разработок полезных ископаемых

Добы́ча поле́зных ископа́емых — процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств[1][2]. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики.

Процесс добычи полезных ископаемых заключается в разработке месторождений полезных ископаемых. При разработке месторождений производится выемка полезного ископаемого и транспортировка его к местам дальнейшей переработки или полезного использования.

Термин «Добыча полезных ископаемых» используется также как экономическая категория. Как экономическая категория выражается в объёмных или весовых единицах измерения[2]:

в кубических метрах (м³) применительно к природному газу, нерудным строительным материалам;
в тоннах (т) применительно к углю, нефти, рудам, нерудному сырью;
в м³/сутки применительно к промышленным водам;
в каратах применительно к драгоценным камням;
в килограммах (кг) применительно к полудрагоценным камням, камнесамоцветному сырью, пьезооптическому сырью;
в квадратных метрах (м²) применительно к облицовочному декоративному камню.

Способы добычи полезных ископаемых[править | править код]

Добыча полезных ископаемых насчитывает многотысячелетнюю историю.
За всю историю человечество выработало различные способы добычи полезных ископаемых.

Добыча твёрдых полезных ископаемых ведётся открытым способом, подземным способом или комбинированным открыто-подземным способом. Открытым способом добывается около 90 % бурых углей, 20 % каменных углей, 70 % руд чёрных и цветных металлов.

Добыча жидких и газообразных полезных ископаемых осуществляется путём бурения с поверхности земли скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.

Добыча полезных ископаемых, которые залегают непосредственно на поверхности земли (торф, нерудные строительные материалы и некоторые другие) осуществляется с поверхности при полной механизации основных производственных процессов.

Начиная с 1960-х годов, стала развиваться добыча со дна моря твёрдых полезных ископаемых (золото, олово, алмазы, циркон, монацит, ильменит и др.), а также нефти и газа.

Выбор способа добычи полезного ископаемого определяется горно-геологическими условиями залегания полезных ископаемых и обосновывается технико-экономическими расчётами.

Динамика мировой добычи важнейших видов полезных ископаемых[править | править код]

По мере развития научно-технического прогресса объёмы добычи полезных ископаемых и число их видов непрерывно увеличивались. По подсчётам академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 году, человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII веке — 28, в XIX веке — 50, в начале XX века — 60. В настоящее время используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре[3].

Постоянно увеличивались темпы роста добычи полезных ископаемых. Из всего объёма полезных ископаемых, извлечённых из недр земли за всю историю человечества, преобладающий их объём добыт в XX веке: нефти — 99,5 %, угля — 90 %, железной руды — 87 %, медной руды — 80 %, золота — 70 %. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный шельф и дно Мирового океана[2][3].

При этом структура объёмов добычи различных ископаемых меняется по мере развития научно-технического прогресса. Так, например, в период с 1850-х по 1930-е годы, в общем объёме добычи доминировал каменный уголь, в период с 1940-х по 2000-е — нефть, а начиная с 2010-х — природный газ (в том числе и сланцевый). Изменяется и динамика добычи металлических руд: так, доля железной руды в общем объёме добычи непрерывно снижается с начала 1920-х годов (хотя в валовом исчислении — сохраняется и в отдельные периоды растёт), в то время как добыча руд цветных металлов увеличивается. Добыча некоторых полезных ископаемых, например торфа, сокращается в валовом исчислении начиная с 1940-х годов.

На динамику добычи некоторых полезных ископаемых влияет и возможность вторичной переработки. Например объём чёрного металлолома, накопленный в мире уже к началу 1900-х годов составил заметную часть в сырьевой составляющей металлургии, а в 2010-х годах доля металлолома в сырьевой базе превышает 40 %. По некоторым цветным металлам, например свинцу, доля лома в сырьевой составляющей ещё выше. Непрерывно растёт и доля вторичного сырья в производстве пластмасс и изделий из стекла.

Значение некоторых полезных ископаемых по мере развития технологий окончательно утрачивается. Например, в период с 1830-х по 1970-е годы в значительных объёмах добывался природный монокристаллический кварц как пьезооптическое сырьё. По мере развития технологий производства сложных оптических стёкол, пьезокерамики и выращивания искусственных кристаллов значение природного кварца для оптики и электронику утратилось: в оптике его заменили лучшие по характеристикам тяжёлые стёкла и синтетические кристаллы, а в электронике — пьезокерамики, пьезоэлектрические характеристики которых на несколько порядков лучше, чем у кварца. Поэтому в настоящее время природный кварц применяется только ювелирами. Аналогичная ситуация произошла с разновидностями корунда: с сапфиром и рубином, а также с алмазами — природные камни используются только в ювелирном деле, тогда как в технике используются синтетические. Следует отметить и тот факт, что перечисленные природные камни редкие и дорогие, тогда как их искусственное производство сравнительно дешёвый процесс, не требующий дефицитного сырья.

Примечания[править | править код]

↑ Добыча полезных ископаемых. Статья в БСЭ
↑ 1 2 3 Добыча полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 234-235.
↑ 1 2 [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/384/%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0 Добыча полезных ископаемых человеком]

См. также[править | править код]

Горное дело
Горная промышленность
Добыча рудного золота — обучающее видео

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.

Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).

Список проблемных доменов

Источник

Под недрами Земли понимают часть земной коры, находящуюся либо под поверхностью суши, либо под дном водоемов. При этом к недрам не относят слой почвы. Человечество использует недра, добывая оттуда необходимые ему ресурсы. Без этих природных богатств не удалось бы создать современную цивилизацию. Однако нерациональное использование недр может привести к негативным экологическим последствиям.

Какие ресурсы добывает человек в недрах?

Все полезные ископаемые можно условно поделить на две группы:

общераспространенные;
необщераспространенные.

Первые отличаются тем, что их добычу можно организовать в непосредственной близости от производственных предприятий, которые используют их. К этой категории относят глину, песок, торф, известняки и другие ресурсы. Они отличаются доступностью и низкой стоимостью.

Необщераспространенные ископаемые добывают только в специальных местах, которые называют месторождениями. К этому типу ресурсов относятся углеводороды (уголь, нефть, газ), металлы (золото, никель, железо, алюминий, уран, вольфрам и др.), драгоценные камни и иные ископаемые. Их добыча часто требует больших затрат, в том числе и на транспортировку ресурсов к потребителям.

Из неравномерного распределения необщераспространенных ископаемых в земной коре многие регионы и даже целые страны специализируются на добыче одного из их видов, в то время как другие вынуждены закупать их за рубежом. Например, экономика стран Персидского залива построена на торговле нефтью и газом, а Китай контролирует около 90% мирового рынка редкоземельных элементов.

Ресурсы недр можно классифицировать и по области их применения:

Строительство. Для возведения сооружений используют в основном общераспространенные ресурсы либо стройматериалы (кирпичи, бетон), полученные из них. Однако для строительства высоких зданий необходимо железо и другие металлы.
Энергетика. Большая часть энергии человечество получает, сжигая углеводороды. Ранее главным энергетическим ресурсом являлся уголь, потом первенство перешло к нефти. Сегодня наблюдается рост использования природного газа. Также электричество получают на АЭС, где в качества топлива используются уран.
Металлургия. Выделяют черную металлургию, в рамках которой получают сплавы на основе железа (сталь, чугун), и цветную металлургию. Сюда же можно отнести и ювелирную промышленность.
Химическая промышленность. Сырьем для нее являются сера, уголь, апатиты, фосфориты и другие вещества.
Электроника. Для производства электроприборов используют кремний, медь, редкоземельные элементы.

Использование подземных вод

Ещё в древности люди стали выкапывать колодцы для снабжения себя водой. Во многих регионах подземные воды и сегодня являются важным источником водоснабжения населения.

Вода, добытая во многих артезианских источниках, богата минералами, которые делают ее лечебной. Поэтому рядом с некоторыми источниками открывают санатории, где проводится лечение населения по специальным программам.

Строительство подземных сооружений

Недра используют не только для добычи полезных ископаемых. Сегодня многие сооружения строятся под землей. К их числу можно отнести метро, подземные парковки, тоннели, бункеры и бомбоубежища. Иногда под землей возводят целые заводы.

С одной стороны, подземные сооружения лучше защищены от военных атак, однако это не единственная причина строительства объектов в недрах планеты. Часто это экономически выгодно, так как позволяет разместить на одном участке земли больше полезной площади и тем самым экономить пространство. Также большая глубина защищает строения от воздействий окружающего мира – шума, вибраций, солнечного света. Это может играть большую роль при эксплуатации высокоточных приборов. Не случайно самая крупная научная установка мира, Большой адронный коллайдер, сооружена под землей.

Использование недр в рекреационных целях

Одним из видов спортивного туризма является спелеотуризм – обследование пещер. До сих пор не составлено подробных карт всех полостей в земной коре, поэтому спелеотуристы часто исследуют места, где ещё не ступала нога человека.

Для любителей пассивного отдыха и заботящихся о своем здоровье существует множество санаториев, в которых клиентов лечат с помощью грязевых ванн. Используемые там лечебные грязи также могут считаться богатствами земных недр.

Хранение отходов

Человечество производит настолько большое количество отходов, что часто их просто некуда девать. Огромные свалки занимают полезную площадь и отравляют воздух, поэтому иногда мусор приходится буквально закапывать под землю.

Такой способ хранения отходов особенно актуален в случае отходов, которые опасны для человека. К ним относятся радиоактивные вещества (отработанное топливо АЭС), некоторые химические отходы, а также источники биологической опасности, например, трупы животных, погибших от сибирской язвы.

Геотермальная энергетика

В недрах Земли температура выше, чем на поверхности, что можно использовать для получения электричества. На сегодняшний день распространена гидротермальной энергетики. В ее основе лежит получение тепла от водных скважин, расположенных в районах вулканической активности. Вода в них может быть разогрета до температуры свыше 100°С.

Однако идут работы по развитию и петротермальной энергетики, которая может быть использована в любой точке Земли. Достаточно пробурить две глубокие скважины на глубину несколько км. Так, на глубине 5 км температура достигает 125 °С. Вода, заливаемая в одну скважину, будет разогреваться и превращаться в пар, который через вторую скважину должен выходить на поверхность и служить источником энергии. Пока что петротермальная энергетика недостаточно рентабельна, но в будущем ситуация может измениться.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Источник

Друзья, всем привет. Сегодня я расскажу вам о том, какие существуют способы добычи полезных ископаемых, и их влияние на окружающую среду, но прежде всего эти способы зависят от самих ископаемых, их физико-химических свойств, мест размещения и развития технического прогресса.

Еще совсем недавно добыча природных ресурсов производилась вручную, что требовало больших физических усилий и немалых трудозатрат, а сама она имела достаточно низкую производительность труда.

В современных же условиях все изменилось коренным образом: с развитием мощных технических средств и применением специальных машин трудозатраты снизились, а производительность и объемы добычи ископаемых значительно возросли.

Основные способы и технология добычи природных ресурсов

Все минеральные ресурсы, как твердые, так и жидкие, и газообразные на нашей планете располагаются неравномерно и находятся либо на поверхности, либо глубоко под землей, и в зависимости от их мест размещения и залегания для их добычи используют тот или иной способ. Минеральные ресурсы Самими распространенными способами добычи природных ресурсов можно считать:

открытый способ либо карьерный способ,
закрытый способ либо подземный или шахтный способ,
комбинированный способ либо открыто-подземный способ,
геотехнологический способ либо скважинный способ,
дражный способ.

Все эти способы имеют как свои преимущества, так и недостатки, поэтому технология добычи полезных ископаемых открытым способом предполагает создание на местах разработки и добычи природных ресурсов глубоких котлованов в виде больших карьеров или разрезов, размеры которых зависят от относительно небольшой глубины и протяженности, а также мощности пластов залегания ископаемых. Открытый способ Преимуществом такого способа добычи является его относительная дешевизна, наибольшая производительность и трудоемкость, безопасные условия труда, а недостатками — большое снижение качества сырья из-за содержания в нем большого количества пустых пород, негативные последствия по отношению к окружающей среде.

Таким способом обычно добывают природное строительное и индустриальное сырье такое как –

известняк и мел,
песок и глина,
торф и уголь,
медь и свинец,
молибден и никель,
олово и вольфрам,
хром и марганец,
цинк и железо.

Твердые ископаемые, находящиеся на достаточной большой глубине залегания добывают подземным, т.е. закрытым способом, при котором сооружают подземные шахты. Подземная шахта Недостатком такого способа является его огромный риск для горняков, связанный с обрушением и загазованностью, а значит и взрывоопасностью.

Таким способом обычно добывают руды, полиметаллы и минеральное сырье

такие как:

медь и золото,
вольфрам и железо,
каменный уголь и минеральные соли.

Если открытый и закрытый способ добычи полезных ископаемых не подходит для данного месторождения промышленного сырья, то применяют комбинированный открыто-подземный способ, где сначала добываются открытым способом сырье из верхних слоев, а затем уже шахтным методом дорабатывают оставшиеся запасы металлических руд, залегающие на достаточно большой глубине.

Достоинствами такого способа являются большие объемы добычи природного сырья, а таким способом обычно добываются многие цветные металлы и алмазы.

Геотехнологический или скважинный способ используют при добыче специальных видов сырья, имеющих газообразное или жидкое состояние с помощью такой процедуры как бурение глубоких скважин, где при помощи физико-химического метода осаждения, выщелачивания и плавления извлекают из недр земли на поверхность выходящие по трубам полезные ископаемые.

Таким способом обычно добываются:

газ и нефть,
сера и литий,
фосфор и уран.

И наконец, отдельный дражный способ, где горное предприятие одновременно осуществляет как добычу сырья, так и его обогащение, т. е. с помощью специального оборудования первично происходит отделение ценной породы от сопутствующей пустой.

Таким способом обычно разрабатываются месторождения россыпей:

золота и алмазов,
платиноидов и касситерита.

Влияние на окружающую среду добычи полезного сырья

Добыча полезных ископаемых любым способом не может не оказывать на окружающую среду своего негативного воздействия, так как занимает огромные площади хозяйственных земель, доходящие порой до десятков тысяч квадратных километров. Такая техногенная нагрузка на природную среду нарушает естественный ход саморегуляции жизненных процессов окружающей среды и порой приводит к ее быстрой деградации.

Как правило, под их разработками находятся самые продуктивные почвенные черноземы:

полей и пашен,
лесов и водоемов,
дорог и населенных пунктов.

Производство добычи начинается с подготовительных очистных работ, где на местности удаляются все искусственные преграды, так:

вырубаются многолетние леса с ценными породами деревьев,
осушаются вековые водоемы в виде болот, рек и озер,
прокладываются инженерные коммуникации в виде водоотводящих канав и подъездных путей.

Затем производят вскрышные работы, целью которых служит послойное удаление и перемещение в отвалы пустой породы открывающей доступ к самим природным ресурсам:

мягкую и легкую породу разрабатывают при помощи бульдозеров и землеройных машин,
скальную и твердую породу сначала взрывают при помощи буровзрывной техники, а потом разрабатывают при помощи экскаваторов и скреперов,

уже обнаженные полезные ископаемые добывают и грузят на специальные транспортные средства — карьерные самосвалы,

которые везут добытое сырье на обогатительные предприятия и металлургические комбинаты.

Добыча природного сырья имеет еще и такие негативные последствия для окружающей среды как загрязнение почвы, воды и воздуха химическими элементами отвалов, что пагубно влияет как на растительный, так и животный мир данной местности.

Это негативное воздействие на окружающую среду отрицательно влияет и на здоровье людей, живущих в близлежащих местностях – повышением заболеваемости местного населения.

Поэтому в период разработки месторождений полезных ископаемых необходимы такие регулярные мероприятия как — проведение наблюдений и экологический мониторинг.Уменьшить негативное влияние на окружающую среду в дальнейшем можно усовершенствованием методов разработки, а также с помощью рекультивации этих земель, возвратом и приведением их в первоначальное состояние, однако на это нужны огромные финансовые средства и немалый временной интервал.

Поэтому добывающие предприятия согласно закону охраны недр и окружающей среды обязаны после всех проведенных работ по добыче сырья обеспечить восстановление естественного ландшафта местности, где за свой счет они сажают леса и разбивают лесопарки с созданием в последствие зон отдыха, а также восстанавливают плодородный слой почвы, вовлекая его в сельскохозяйственный оборот.

Надеюсь, вам понравилась моя статья о способах добычи полезных ископаемых, и вы узнали из нее много полезного для себя. Может быть, и вы знаете какие–то новые способы добычи природного сырья. Расскажите мне об этом в комментарии к статье, мне будет любопытно их узнать. Разрешите на этом с вами попрощаться и до новых встреч дорогие друзья.

Предлагаю Вам подписаться на обновления блога, чтобы получать мои статьи на свою почту. А также вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек.

Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я всегда рада видеть вас и уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.

Источник