Меры безопасности при добыче полезного ископаемого

Горнодобывающие предприятия Урала переходят на передовые системы электронного инициирования взрывов, которые обеспечивают не только промышленную, но и экологическую безопасность — гарантируют минимальное воздействие на окружающую среду, а главное — позволяют работать в стесненных условиях. Такая система — это, по сути, сеть из связанных между собой электронных детонаторов, их состояние постоянно тестируется и каждому задается индивидуальное время замедления. Возможность программирования увеличивает управляемость взрыва и позволяет более эффективно использовать промышленные взрывчатые вещества (ПВВ). Раз меньше масса ВВ — уменьшаются сейсмические колебания и выброс пыли.

«Сегодня наступает эра электронных средств инициирования. Электронное взрывание — это прежде всего замена ручного труда на механический. Машина заменяет человека, улучшаются условия труда. И не только, — рассказывает Виктор Синицын, старший научный сотрудник института горного дела Уральского отделения РАН. — Компьютер моделирует взрыв, рассчитывает сейсмовоздействие взрывов на охраняемые объекты и на стены карьеров… В общем, сейчас прогресс взрывного дела направлен не столько на повышение эффективности взрывчатых веществ, сколько на минимизацию последствий от их применения».

Наступило время взрывов «ювелирной точности», признают специалисты. Только так, например, ведется разработка уникального месторождения известняка в городской черте — обводненного и к тому же окруженного с трех сторон жилыми постройками и промышленными объектами. Прокладывать новые линии метро без ущерба для зданий над проходческими тоннелями возможно только с помощью «прецизионных» взрывов. Использование традиционных взрывных технологий при проходке тоннеля в центре Екатеринбурга несколько лет назад едва не привело к катастрофе: через все пять этажей жилого дома прошли сквозные трещины. Здание пришлось укреплять, разрабатывать новый проект взрывных работ. Тоннель прошли, снизив в полтора-два раза массу зарядов и удлинив импульс взрыва.

Затраты на буровзрывные работы составляют около трети общей стоимости единицы добываемого сырья

Именно такую точность и обеспечивает электроника. Качество взрывания прекрасное, единодушны специалисты, вот только «минус» системы — ее цена. Например, в Междуреченске «электронный» взрыв 50 тонн ПВВ обошелся в 438 тысяч рублей, а стоимость детонирующего шнура с пиротехническим реле для такого же взрыва составила бы 406 тысяч. Да, дешевле на восемь процентов, но «по старинке» никак не получилось бы осуществить взрыв так, чтобы не задеть подстанцию и железнодорожную станцию рядом с разрезом, и получить настолько хорошее качество дробления взорванной горной массы.

«Перспективы использования электронных детонаторов отличные, за ними однозначно будущее взрывного дела, — считает Александр Русских, директор предприятия «Промтехвзрыв». — Вспомните, сотовые телефоны когда-то были доступны лишь узкому кругу потребителей, но сегодня заполонили весь мир, и сейчас никто не может представить себя без этого девайса. То же самое будет и с электронными детонаторами. Просто их путь будет дольше из-за эксклюзивности и сложности допуска средств инициирования на рынок. Для этого необходимы длительные испытания на нескольких предприятиях и совсем другой уровень подготовки взрывперсонала — как ИТР, так и рабочих, что связано с программированием и модуляцией взрыва».

Современные взрывы гарантируют минимальное воздействие на окружающую среду

«Для нас эта тема насущная и животрепещущая, — продолжает он. — К сожалению, наши производители не отличаются гибкостью: они не раз предлагали нам свою продукцию по очень высокой цене, дескать, инженерная мысль и сложность конструкторских разработок недешевы. Но я им всегда отвечал, что мы, потребители, не должны оплачивать их трудности. Мы просили их снизить цену, скажем, в качестве демонстрационного рекламного хода, — они ни в какую. Пока эта ниша свободна, как бы не заняли ее иностранные компании… Возможно, ситуацию может исправить государственное дотирование разработок или стимуляция потребителей этой отечественной продукции. На заводах России есть технологии и разработки, но, повторюсь, отечественные разработчики не активны в продажах».

В целом затраты на буровзрывные работы составляют около трети общей стоимости единицы добываемой горной массы, причем основная статья расходов — взрывчатые вещества и материалы. Все крупные компании работают на собственной взрывчатке, например, завод в Качканаре выпускает 30 тысяч тонн в год, Асбестовский — около 15. Они же обеспечивают небольшие предприятия, в основном строительной отрасли, с объемами добычи в 200-300 тысяч тонн. Сейчас в целом по России, по данным Ростехнадзора, 85 процентов ПВВ производится на местах их использования.

«Предприятия приобретают импортные технологии, однако приспосабливают их к нашим условиям — переводят производство на отечественные компоненты. И переход этот проходит весьма успешно», — подчеркивает профессор Уральского горного университета Александр Ермолаев.

65 процентов промышленных взрывчатых веществ, применяемых сейчас в России, — это эмульсии

Он отмечает передовую и общемировую тенденцию — массовый отказ от тротилсодержащих ВВ в пользу эмульсий, взрывчатых веществ нового поколения — более качественных, экологичных и дешевых. По консистенции эмульсионная взрывчатка напоминает сметану, добавление нитрита натрия инициирует газификацию, пузырьки и являются инициатором взрыва. Если тонна тротила стоит 580-600 долларов, то эмульсионные ВВ — 280-380. К слову, первое производство эмульсионной взрывчатки на основе аммиачной селитры освоили на Урале, на Калиновском химзаводе почти четверть века назад.

По данным Ростехнадзора, сейчас 65 процентов ПВВ, применяемых в России, — это эмульсии. На Качканарском ГОКе и асбестовом карьере Свердловской области практически сто процентов обводненных руд разрабатываются с применением эмульсионных ВВ собственного приготовления. По данным Института горного дела УрО РАН, использование эмульсии позволило снизить затраты на взрывной передел на карьерах Урала в 2,5-3 раза (на Качканарских карьерах — в 3,6 раза), не говоря уже о соображениях экологической и промышленной безопасности.

В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.

Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых

Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.

Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:

• литосферу;
• атмосферу:
• воду;
• животный мир.

Влияние на литосферу

В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:

• карьеры;
• отвалы;
• терриконы;
• овраги.

Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.

Список городов пострадавших от последствий промышленного производства

В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.

Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.

Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.

Таблица образования галитовых отходов при добывании каменной соли

Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.

В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.

Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.

Влияние на атмосферу

Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:

• метана,
• оксидов
• тяжелых металлов,
• серы,
• углерода.

Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.

Промышленность и транспорт основные источники загрязнения атмосферы

Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.

Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.

Влияние на водную среду

В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:

Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек

• образование депрессионных воронок;
• исчезновение родников;
• высыхание малых рек;
• исчезновение ручьев.

Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.

В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.

Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.

Влияние на животный и растительный мир

Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.

Почва не пригодная для выращивания растений, загрязненная деятельностью промышленной добычи

Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.

Видео: Загрязнение окружающей среды