Проблема комплексного і раціонально використання природних ресурсів особливо актуальна в донецькому регіоні. Велика кількість технічно застарілих державних вугледобувних підприємств, що діють на сьогоднішній день тільки завдяки державним дотаціям, а так само велика кількість накопичуються протягом останнього століття відходів не може надалі залишати дане питання без розгляду та прийняття певних рішень.

   Доцільність використання відходів і підвищення ефективності вугледобувних підприємств, шляхом раціонально використання ресурсів, обумовлюється наявністю наступних видів ефектів:

   – в першу чергу економічним – в результаті переробки відходів на будівельні матеріали (шлако –блоки , тротуарну плитку і т.д.) , а так само використання в якості енергетичної сировини шахтного газу CH4 ;

   – екологічним – безсумнівно позитивною виглядає перспектива переробки відходів, і відсутності викидів парникових газів в атмосферу;

   – соціальним – що так само дуже важливо, зайнятість великої кількості працездатного населення.

Цілі і завдання роботи

   Метою даної магістерської роботи є проведення детального аналізу і розрахунку еколого–економічної ефективності витрат на впровадження і експлуатація технології використання відходів шахти для виробництва будівельної продукції, будівництва дорожнього полотна, використання породи для удобрення грунту.

   Головним завданням магістерської роботи представляється визначення доцільності впровадження технології використання шахтної породи для виробництва будівельної продукції.

Короткий виклад результатів магістерської роботи

   Комплексне використання сировини в залежності від конкретної мети можна розглядати відокремлено на будь–якій стадії виробництва готової продукції. Але відносити його в гірничому виробництві тільки до завершальної стадії промислового освоєння родовищ – переробці видобутої корисної копалини (мінеральної сировини) недоцільно. Загальновідомо, що розвиток комплексного використання мінеральної сировини дозволяє економічно ефективно залучати в експлуатацію бідніші і не настільки прибуткові гірничодобувні підприємства, таким чином, істотно розширює ресурси надр, безпосередньо впливає на параметри всіх стадій виробництва, включаючи геологорозвідувальні та видобувні роботи. Економічно оптимальний рівень комплексного використання сировини можна виявити тільки в рамках системного підходу, при обліку всіх стадій виробництва. Таким чином, припустимо говорити як про комплексне освоєнні, так і про комплексне використання будь–якого корисного ресурсу надр і окремо, і всієї їх сукупності в цілому. Причому необхідною обгрунтовано вважається міждисциплінарний або мультидисциплінарний підхід при дослідженні та вирішенні будь–яких генетичних або прикладних завдань стосовно до надр Землі [2] .

   У міру дослідження проблеми комплексного освоєння надр поповнюється і уточнюється перелік ресурсів надр, переглядаються принципи їх групування та класифікації, перспективи господарського використання і, відповідно, наукові проблеми гірничих наук.

   Так, акад. М. І. Агошкова два десятиліття тому запропоновано виділити шість основних груп ресурсів земних надр за їх видами:

   • родовища корисних копалин;

   • гірські породи розкриву;

   • відходи збагачувального і металургійного виробництва;

   • глибинні джерела прісних, мінеральних та термальних вод;

   • внутрішнє – глибинне тепло надр землі;

   • природні та створені людиною (техногенні) порожнини в земних надрах [1].

Рисунок 1, 2 – Породні відвали

   У роботі наголошується неоднаковий рівень розвитку наукових досліджень і практичних досягнень з комплексного освоєння окремих видів ресурсів надр. Найбільші успіхи досягнуті в області комплексного використання тільки родовищ корисних копалин (власне мінеральної сировини), практичний інтерес до освоєння гірничо–промислових відходів виник тільки в 1970–х роках. Інші три групи корисних ресурсів надр до 1980–х років не входили в комплекс ресурсів надр, які є предметом гірничих наук і гірничого виробництва, хоча окремі приклади успішного їх дослідження та відокремленого (безпосередньо не пов'язаного з гірським виробництвом) господарського застосування в різних галузях були, в тому числі в давнину.

Рисунок 3 – Класифікація природних ресурсів (анімація: 6 кадрів; 6 циклів повторення; 17 кілобайт)

   Інші підходи до класифікації ресурсів надр запропоновані в роботах проф. Ю. Д. Дядькина. Зокрема, в узагальнюючої роботі «Проблеми комплексного освоєння надр і використання підземного простору / / Гірський журнал , 1990 , № 7 » наведено класифікацію природних ресурсів надр за їх призначенням, поширенню, та умовам природного відтворення, відповідна, в основних рисах, що розвивають і конкретизують загальноприйняту, більш загальну, класифікацію всієї сукупності природних ресурсів, використовувану в природокористуванні. Такий підхід, безсумнівно, цілком виправданий, оскільки на відміну від таких ресурсних середовищ, як світовий океан, атмосфера і космос, земні надра володіють не тільки максимальною щільністю і труднодоступностью, тобто є превалюючою частиною природних ресурсів по їх обсягом, цінності і різноманітності.

   Не дивлячись на те, що запропонована класифікація природних ресурсів надр характеризується самим автором як спрощена, вельми важливими представляються уточнення переліку ресурсів та принципів їх угруповання, переконливі епізодичні приклади практичного використання людством різноманітних ресурсів надр у різні епохи і, особливо, розвиток уявлень про особливості вивчення та освоєння цієї ресурсної середовища.

   Надзвичайно важливими, значущими і цілком виправданими є такі пропозиції, обгрунтовані в роботі автора:

   • виділення в класифікації поновлюваних (водні, мікробіологічні) і, особливо, невичерпних (геотермальні, просторові, інформаційні та будматеріали) ресурсів. До цього загальнопоширеним була думка про невозобновляемость ресурсів земних надр, розглянутих, по перевазі, тільки як вмістилище корисних копалин;

   • автор підкреслює тісний взаємозв'язок, просторове взаємопроникнення різних за призначенням природних ресурсів, що робить принципово неможливим абсолютно селективне і повне вилучення з ресурсної середовища будь–якого з них без втрат, шкоди якості та забруднення, без «ненавмисного» витягання інших ресурсів;

   • безумовно важливим і практично значущим є виділення автором інформаційних ресурсів про речовинний склад, властивості гірських порід, особливості будови і умовах проникнення в земні надра, які накопичуються з давніх часів, є невичерпними і забезпечують підвищення економічної та екологічної ефективності будь–яких гірничих робіт з оволодіння всією сукупністю багатств земних надр;

   • принципове значення має уточнення автором термінів «обмеженість» і «невозобновляемость» мінеральних ресурсів, що означають не факт строго фіксованого їх обсягу в надрах (запаси води на Землі теж не безмежні), а лише та обставина, що темпи триваючого природного відтворення цих ресурсів набагато (на кілька порядків) нижче темпів їх споживання. Насправді, в результаті геологорозвідувальних робіт, освоєння нових районів на континентах і шельфі, а головним чином, як наслідок зниження кондиційних вимог під впливом змін в економіці та успіхів технічного прогресу у видобутку, збагаченні та переробці горючих копалин і руд, їх ресурси розширюються. Розширення мінеральних ресурсів та боротьба з їх виснаженням можливі лише на шляху вдосконалення гірської технології;

   • відзначаючи прогресуюче забруднення водних ресурсів планети і зростаюче значення ресурсів підземних вод (особливо прісних), автор до актуальних завдань гірничої науки відносить розвиток такої технології, яка виключала б небезпеку катастрофічною підробітку водоносних горизонтів, їх дренування і забруднення водних ресурсів. Одночасно необхідно розвиток оборотного водопостачання, використання старих виробок або проходка спеціальних підземних камер для акумуляції води, що, як зазначає автор, вважали за необхідне ще в стародавньому Єгипті;

   • дуже перспективними автор вважає невичерпні геотермальні ресурси надр, ідея освоєння яких висловлена ​​в 1898 р. К. К.Е. Ціолковський, розвинена в 1920 р. акад. В. А. Обручевим та підтверджена зарубіжними експериментами 1970–1980–х років. При цьому масштаби майбутньої геотермальної енергетики майже цілком визначаються розвитком технології буріння свердловин (на глибину 3–4 км), великомасштабного руйнування гірських порід (порядку 0,2–0,3 км3) та управління фізичними процесами в гарячому гірському масиві. У 1977 р. фонтан пара зі свердловини з обширною тріщиною гідророзриву гарячих гранодиоритов (3км, 185° С) поклав початок тривалим випробуванням першого геотермальної циркуляційної системи (ГЦС) у штаті Нью–Мексико США. У 1983 р. там же при гідророзриві на глибині близько 4км при температурі більше 300° С створена зона тріщинуватості (штучний геотермальний колектор) висотою 1150 м при ширині 800 і потужності до 150 м. Слідом за цим у Великобританії проведено гідророзрив в Корнуоллі з утворенням системи вертикальних тріщин протяжністю 2,5 км. Аналогічні досліди проводяться в Японії, Німеччині, Франції, готуються в ряді інших країн, в тому числі підготовляються в Росії Санкт–Петербурзьким державним гірничим інститутом (технічним університетом) спільно з Тирниаузскій вольфрамо–молібденовим комбінатом, Гіпронікель і ПГО «Надра»;

   • особливу увагу автор приділив обгрунтуванню перспектив освоєння просторових ресурсів надр і розробив детальну класифікацію природно–технологічних систем комплексного освоєння підземного простору за призначенням і співвідношенню природних і технологічних елементів, у тому числі не пов'язаних з видобуванням корисних копалин. У роботах відзначається, що підземне будівництво обходиться, як правило, дорожче, ніж будівництво аналогічного, за призначенням і функціональним параметрам, об'єкта на поверхні, а за поточними витратами на його експлуатацію має незаперечні переваги (енерговитрати скорочуються на 30–50 %). У багатьох випадках підземний варіант будівництва приймається не в цілях економії, а з міркувань безпеки у випадку збройних конфліктів чи терористичної загрози, а також через неможливість створення аналогічної системи на поверхні (метрополітени великих мегаполісів, транспортні тунелі під Ла–Маншем, у високогірних районах і т. п.) [3]. Ніякі наземні конструкції за міцністю не можуть зрівнятися з міцністю породного масиву [4]. Крім того, в роботах [3,4] підкреслюються надійність, міцність, довговічність, безпеку і, особливо, екологічні переваги підземного розташування багатьох об'єктів і необхідність урахування цих обставин в методології економічної оцінки освоєння підземного простору, слабо ще розробленої;

   • найбільш ефективним є спільне комплексне освоєння двох і більше видів ресурсів земних надр.

Рисунок 4 – Установка для використання води з шахтного відстійника

Рисунок 5 – Установка для використання шахтного газу

Висновки

   В результаті аналізу вищевикладеної інформації можна зробити відповідні висновки про необхідність раціонального підходу до освоєння і використання природних ресурсів. Безсумнівно, важливим аспектом запровадження такого підходу, а так само в подальшому застосування відповідних технологій, є соціальні, екологічні та економічні результати даних проектів. При наявності відповідної інфраструктури, що, безсумнівно, притаманне донецького регіону і південний схід України в цілому, наявності ринків збуту, доцільність впровадження технологій використання шахтних відходів не викликає жодних сумнівів.

Список використаної літератури

  1. Агошков М. И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр //Горный журнал, 1984, №3. – С.3-6.

  2. Приоритетные направления научных исследований в области геологических, геохимических и горных наук по изучению, освоению и сбережению недр России /В. А.Жариков, Ю. Г.Леонов, Ю. Г.Сафонов и др.; Под ред. В. А.Жарикова. – М.: ИПКОН РАН, 1996. – 213с.

  3. Дядькин Ю. Д. Проблемы комплексного освоения недр и использования подземного пространства //Горный журнал, 1990, №7. – С. 54-57.

  4. Мельников Н. Н. Подземное пространство – важнейший государственный ресурс: эффективность и проблемы освоения //Горный журнал, 1998, №4. – С.11-15.

  5. Горные науки, освоение и сохранение недр Земли /Под ред. акад. К. Н.Трубецкого. – М.: Изд-во АГН, 1997. – 475с.

  6. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П. Принципы построения экологически безопасных геотехнологий //Горный вестник, 1999, №4-5. – С.

  7. Проблемы комплексного освоения недр и использования подземного пространства //Горный журнал, 1990,–№–7