CC BY
20
коплением информации получать меньший эквивалентный интервал модельного варьирования свойств, значительно улучшить качество решений по их определению.
Комплексный подход, совместное моделирование сопоставимых в пространственных и
1. Овчинников ИК. Теория поля. - М.: Недра, 1978. -327 с.
2. Матвеев Б.К. Геофизические методы изучения движения подземных вод. - М.: Госгеолтехиздат, 1963.212 с.
3. Влох Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках. - М.: Недра, 1994.- 208 с.
4. Вахромеев B.C., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочнойгеофизике. -М.: Недра, 1987.- 193 с.
5. Голод С.Н., Алейников А.Л. Комплексирование сейсмо- и электрометрии при изучении физ. свойств и состояния массивов скальных пород// Сб. науч. тр. ГИДРОПРОЕКТА. - М.: Энергоиздат, 1989.- Вып. 114. - С. 54-59.
— Коротко об авторах
Тимохин А.В. - ИГД УрО РАН.
Существующая в настоящее время идеология политики ресурсопотребления в нашей стране сложилась в период «интенсивного строительства...». Необходимость ее пересмотра не вызывает сомнения.
Изучая литературу по данному вопросу, найти определенный ответ касательно определения потребности в минерально-сырьевых ресурсах не представляется возможным. Отсутствует современная методология установления
временных рамках полей фильтрации, электрических сопротивлений и напряжений позволяет качественно и оперативно определять свойства и параметры взаимодействия техногенных комплексов и естественных геологических сред.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Тимохин А.В. Гидродинамическое поле массивов горных пород в зоне сочленения систем с различными фильтрационными свойствами // Экологическая безопасность ТЭК: Материалы научно-технич. конф.- Пермь: ВНИИОСуголь, 1994.- а 13.
7. Тимохин А.В. Определение водного режима и состояния геологической среды на территории шламона-копителя.// Гидротехническое строительство. - 1997.-№3- С.17-18.
8. Тимохин А.В. Механизмы формирования электри-
ческих полей и временной прогноз геодинамических процессов // Геодинамическая безопасность: Тез. докл. X межотраслевого совещания.- Екатеринбург: УГГА,
1997.- С. 57-63.
© П. И. Копач, 2004
Семинар № б
потребности в металле, энергии и других ресурсоемких продуктах, объем потребления которых, определил бы потребность добычи минерального сырья.
При определении научно-обоснованных объемов потребления минерально-сырьевых ресурсов, кроме общепринятых экономических факторов необходимо дополнительно учесть ориентацию экономики страны и экологический фактор, связанный с эксплуатацией недр.
УДК 622.271:502.3 П.И. Копач
К ВОПРОСУ УСТАНОВЛЕНИЯ ОБЪЕКТИВНОЙ ПОТРЕБНОСТИ ОБЩЕСТВА В МИНЕРАЛЬНОСЫРЬЕВЫХ РЕСУРСАХ
Как следует из опыта развития различных стран мира, возможны следующие направления ориентации экономики: на высокие технологии (электронику, точное машиностроение, наукоемкие производства), средние технологии (металлообработка, транспортное и тяжелое машиностроение, энергетика и др.), технологии добычи и производства сырьевых ресурсов.
Ориентация на высокие технологии снижает потребление металла, энергоресурсов. Но реальна ли она для современной Украины? Скорее нет. Отсутствие необходимых средств приводит к тому, что в области производства современной продукции сейчас возможна только закупка за рубежом оборудования для выпуска изделий по западным образцам. Но современные высокие технологи быстро устаревают, появляются новые, и при такой ситуации Украине гарантирована роль аутсайдера. Научно-технический «прорыв» в некоторых областям промышленности на уровень мировых (например, самолетостроение) «погоды» не делает.
Следовательно, на современном этапе ориентация на развитие высокоэффективных и высокопродуктивных отраслей приводит к низкопродуктивной (в масштабе страны) и маломасштабной экономике. Кроме того, в этом случае увеличивается уровень безработицы.
Сырьевая ориентация страны также бесперспективна по двум причинам. Во-первых, в Украине отсутствуют настолько крупные и легкодоступные месторождения минерально-сырьевых ресурсов, эксплуатация которых могла бы обеспечить надлежащий уровень жизни населения. И, во-вторых, горнодобывающая деятельность сопряжена с существенными негативными экологическими последствиями.
Горно-металлургическая продукция на пути от сырой руды до проката проходит ряд последовательных переделов, в результате чего происходит постепенное накопление экологических и ресурсных издержек. С другой стороны, растет ее потребительская ценность. Сравнительный анализ динамики роста этих показателей показывает, что рост экологических издержек, начиная от добычи руды и заканчивая доменным и сталеплавильным производством, более чем на 45 % не соответствует росту стоимостных показателей продукции этих переделов. Следовательно, экологические издержки не нашли своего должного отражения в цене производимой продукции. Наибольший разрыв наблюдается для доменного производства, окомкования, агломерации и до-
бычи руды открытым способом. Наименьший -для прокатного производства [1].
Следовательно, в случае экспорта железорудного концентрата, чугуна или стали экологические издержки общества остаются нескомпенси-рованными.
Наблюдаемое сейчас некоторое оздоровление отрасли в результате экспорта сырья создает иллюзию оздоровления экономической ситуации. Но на самом деле сырьевые отрасли, эксплуатируя природные ресурсы и природу в целом, работают сами на себя. Поставки первичного сырья на внутренний рынок для этих структур менее привлекательны, что приводит к вырождению других отраслей, включая машиностроение, строительную индустрию (металлоконструкции), сельское хозяйство.
В процессе спада производства в большей степени пострадали металлообрабатывающие предприятия, как более отсталые по отношению к мировому уровню. Горнодобывающая и металлургическая промышленности, относительно более эффективные при условии игнорирования экологического фактора и поэтому конкурентоспособные на внешнем рынке сохранили свои позиции в большей степени. Поэтому на сегодняшнем этапе возникла возможность экспорта железорудного сырья, что таит в себе потенциальную угрозу превращения Украины в сырьевой придаток для Евросоюза. За счет экспорта сырья, наращивания его объемов, стабилизировать экономику невозможно. Следовательно, необходимо ставку делать на развитие обрабатывающей промышленности. При этом, естественно, в первоначальный период фактор конкурентоспособности на внешнем рынке не должен являться определяющим, потому что сырьевые ресурсы должны потребляться на внутреннем рынке, для чего необходимо взять курс на воссоздание самодостаточной и целостной промышленной системы [2].
Ориентация на средние технологии обусловливает некоторый рост потребления металла, энергии и трудовых ресурсов, усиление воздействия на природную среду. Однако, этот рост может быть оправдан, если весь хозяйственный комплекс заработает со средними показателями, будет трудоустроено население страны и будут соблюдаться экологические нормативы природопользования.
Таким образом, страна с полной занятостью, ориентированная на средние технологии при обеспечении их экологической безопасности, может обеспечить более высокий уровень жизни
населения, чем экономика, поляризованная между высоко производительным и низко производительным (безработность) трудом [3].
Кроме приведенных выше факторов (ориентации экономики и экологического фактора на территории нахождения того или иного минерального ресурса), при установлении потребности страны в минерально-сырьевых ресурсах необходимо учесть:
- степень исчерпаемости минеральных ресурсов;
- наличие техногенных запасов минерального сырья;
- масштабы реутилизации ресурсоемкой продукции.
Перспектива исчерпаемости конкретного минерально-сырьевого ресурса в ближайшее время ставит задачу вовлечения в разработку залежей полезных ископаемых с более низким содержанием требуемых компонентов, в том числе и так называемых техногенных месторождений. А для этого необходимо своевременно вооружиться более эффективными технологиями добычи и переработки минерального сырья [4].
Вовлечение в эксплуатацию техногенных месторождений - первоочередная задача горняков. Ее эффективное решение обеспечит снижение добычи ресурсов коренных месторождений и решение экологических проблем горнодобывающих регионов.
Нестабильность потребления любого ресурса обусловлена возникновением новых технологий извлечения и переработки, появлением альтернативных заменителей, ростом объемов потребления и т.д. Например, если исходить из тенденции развития транспортных систем, то удельный расход металла на данные технологии уменьшается. Но, с другой стороны, растет объем транспортных перевозок. Существующие тенденции роста транспортных услуг превышают темпы снижения металлоемкости отрасли за счет научно-технического прогресса, что, в конечном счете, приводит к росту потребления металла на транспорте. Приведенный пример показывает противоречивость и сложность проблемы. Показатель ресурсопотребления увязывает развитие научно-технического прогресса с ростом материальных потребностей общества.
По величине потерь материальных и энергетических ресурсов, полноте и эффективности их использования можно судить об эффективности функционирования систем природопользования любых масштабов: отдельного технологического процесса, хозяйственной системы страны в це-
лом, системы природопользования в планетарном масштабе.
Основным потребителем минеральных ресурсов в Украине является тяжелая промышленность. Поэтому методологические принципы снижения потребности в минерально-сырьевых ресурсах рассмотрим на примере ведущей в тяжелой промышленности железорудной отрасли. Объемы добычи минерально-сырьевых ресурсов железорудной отрасли (железная руда, флюсовые известняки, коксующийся уголь и др.) определяются потребностью общества в металле, объемами его безвозвратных потерь и повторного использования.
Для оценки объективной потребности Украины в металле необходимо рассмотреть существующие тенденции его потребления. Главное направление избыточного потребления металла в стране - это изготовление недолговечного и некачественного оборудования и несовершенные технологии металлообработки. Однако, имеются производства, в которых наблюдается недопотребление металла (вагоны, легкие металлоконструкции). Согласно данных литературных источников [5], наиболее эффективно использовать металл для изготовления продукции длительного пользования, например, в строительстве, автомобилестроении, на железнодорожном транспорте.
Согласно статистических данных прошлых лет [6], основными потребителями металла являются:
- машиностроение и металлообработка
- 40-42 %
- черная металлургия - 20-24 %
- строительство - 18-20 %
- железнодорожный транспорт - 4-5 %
- ремонтно-эксплуатационные нужды
-5-7 %
- прочие расходы - 5-6 %.
Для металлов, в особенности произведенных из железной руды, при установлении целесообразных объемов ее добычи из недр важным является организация на государственном уровне повсеместной реутилизации продукции, т.е. повторного использования ранее задействованного (при изготовлении оборудования, инструментов, коммуникаций) металла.
Использование вторичных металлов и ме-таллоотходов имеет большое экономическое и экологическое значение. Так, переплавка одной тонны смеси стального и чугунного лома (0,975 т железа) позволяет сэкономить: 2,971 т железной руды (при содержании в ней железа 38-40 % и при выходе концентратов обогаще-
ния 80-85 %); 0,981 т коксующегося угля или 0,66 т кокса; 0,4-0,67 известняка; исключить негативное воздействие на окружающую среду при добыче, обогащении руды и доменном производстве, при сравнительно небольших издержках на резку и пакетирование лома.
Отходы металлообработки составляют примерно 200 кг/т обработанного металла. Пришедшая в негодность продукция машиностроения (оборудование, инструмент, инвентарь) - при среднем сроке службы 8 лет формирует объем металлолома равный 12 % от годового количества потребления металла [7].
Металлоотходы от текущего производства
- оборотный лом и отходы металлообработки представляют оборотный металл с коротким сроком оборота. Его потери равны потерям на выгорание и др. при металлургических процессах, которые составляют в сталеплавильном переделе - 16-19 %, в прокатном переделе - 6-8 %.
Амортизационный лом (лом от ликвидации и переоснащения зданий и сооружений; транспортных коммуникаций и др.) является металлом с длительным сроком оборота. Сроки оборота изменяются от нескольких до 50 лет и более, средний срок оборота амортизационного лома 25-30 лет. Безвозвратные потери металла имеют место в результате коррозии, в недрах, в результате механического истирания, невозможности или трудности извлечения (металл в бетоне, крепежные металлоизделия). Выход амортизационного лома составляет примерно 3,5-4,0% от металлического фонда страны и по источникам образования характеризуется примерно следующими данными, %:
- ликвидация основных средств - 30;
- капитальные и текущие ремонты - 40;
- выбывшее сменное оборудование - 17;
- малоценный и быстроизнашивающийся инструмент - 13.
При оценке экологической эффективности использования металлического лома необходимо исходить из того, что лом, независимо от источников его образования, является сырым материалом, способным заменить собой чугун, получаемый из первичного сырья - железной руды. По потребительской ценности он эквивалентен передельному чугуну и в нем овеществлены затраты материальных, энергетических ресурсов, ущерб от воздействия на природные системы, эквивалентные затратам труда и экологическим потерям при производстве чугуна. Следовательно, увеличение объемов использования лома может обос-
новать аналогичное уменьшение производства передельного чугуна.
Количество амортизационного лома отрасли связано с размерами ее металлического фонда, представляющего собой все задействованное в отрасли количество металла в зданиях, сооружениях, оборудовании и сроком его службы. Например, на транспорте срок службы металла в среднем составляет 28 лет, а с учетом капитального ремонта - 43 года. Следовательно, выход амортизационного металлолома определится по следующей формуле:
= (М - К )/Т ,
где Wi - выход амортизационного лома по 1-й отрасли за год, тыс. т; М - металлофонд отрасли, тыс. т; Т - средневзвешенный срок службы металла, лет; К - безвозвратные потери металла в результате коррозии и другие потери, тыс. т.
Как следует из формулы, для численного определения возможности снижения потребления минерально-сырьевых ресурсов в металлургии важным является средневзвешенный срок службы металла. Для основных потребителей металла он ориентировочно составляет:
- машиностроение и металлообработка -8 лет;
- черная металлургия - 9 лет;
- строительство - 25 лет;
- железнодорожный транспорт - 32 года;
- ремонты - 4 года;
- прочие потребители - 6 лет.
Образование вторичных ресурсов металла по
отраслям промышленности составит, %:
- черная металлургия - 47;
- машиностроение - 27;
- транспорт - 7;
- топливная и энергетическая промышленность - 4;
- строительство - 5;
- прочие - 10.
Если предположить, что хозяйственный комплекс страны будет развиваться в тех же направлениях, и если весь металл будет возвращаться в металлургический передел, то в этом случае имеется возможность оценить количество металла, поступающего в повторный металлургический передел.
Пусть размер годового производства металла равен 100 условным единицам металла (у.е.м.). Распределение металла по отраслям и срок его службы принимаем, согласно приведенных выше данных. Тогда размер металло-
фонда определится как сумма произведений объемов потребления металла отраслью на срок его службы и будет составлять 1267 у.е.м. Если принять достигнутый в СССР размер выхода амортизационного лома 4% от металлического фонда, то его величина составит 50,68 у.е.м. То есть около половины объема производимого металла должно быть возвращено в повторное использование даже при такой ресурсорасточительной схеме природопользования, какая существовала ранее. Куда же деваются остальные 50 % производимого металла, если потери металла при металлургическом переделе равны 2,4 у.е.м., в машиностроении и на железнодорожном транспорте, за счет механического износа - 0,06 у.е.м, в строительстве за счет неизвлекаемого металла - 0,4 у.е.м., потери за счет химической коррозии - 0,1 у.е.м.?
Как видно из приведенного выше анализа, неизбежные потери равны 3 % от его производства. Куда же девается остальные 46-47 %? Часть из них составляет экспортируемый металл, реализованный в машинах, оборудовании
1. Шапаръ А.Г., Копач П.И. Минеральные ресурсы: их исчерпаемость, целесообразность и условия ввода в эксплуатацию // Экотехнология и ресурсосбережение, 2001. - № 2. - С. 11-17.
2. Шапар А.Г. Проблеми сталого розвитку і забезпеченість природними ресурсами // Екологія і природокористування: 36. Наук. Пр. Інституту проблем природокористування та екології НАН України. - Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України. - 2001. - вип. 3. - С.7-23.
3. Яременко Ю.В. Экономические беседы. - М.: Центр исследований и статистики наук, 1998. - 343 с.
и т.п. Если учесть максимально благоприятную для Украины ситуацию с экспортными поставками металла, овеществленного в оборудовании, не превышающего 4-6 % от объема производства металла, то поставленный выше вопрос остается открытым.
Таким образом, установление объектного уровня потребления минерально-сырьевых ресурсов невозможно без рассмотрения стратегии создания самодостаточной и целостной промышленной системы с эффективным механизмом разработки техногенных месторождений минерального сырья, переработки отходов и лома от разукомплектования и разборки оборудования, их сортировки и т.п. И тогда мы приблизимся к тому ноосферному природопользованию, при котором новые ресурсы будут потребляться только на обеспечение объективных потребностей человека, потребностей, обусловленных фундаментальными законами природы, а не разгильдяйством или расточительностью, ажиотажным спросом или модой.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Скиннер Б. Хватит ли человечеству земных ресурсов. - М.: Мир, 1989. - 262 с.
5. Воробьев А.Е. Каргинов К.Г. Концепция воспроизводства минеральных ресурсов в литосфере // Экология и промышленность России. 2002. № 2. - С. 38-40.
6. Экономика черной металлургии СССР. - М.: Изд-во «Металлургия». - 1984. - 743 с.
7. Банный Н.П., Банный Д.Н. Технико-
экономические расчеты в черной металлургии. - М.: Изд-во «Металлургия». 1988 . - 471 с.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------
Копач Павел Иванович - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины, г. Днепропетровск, Украина.
--------------------------------------- © В.И. Прокопенко, А.Ю. Череп,
2004
УДК 622.271.003.13
В.И. Прокопенко, А.Ю. Череп
УСТАНОВЛЕНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РЕКОНСТРУКЦИИ МАРГАНЦЕВЫХ КАРЬЕРОВ В УСЛОВИЯХ СНИЖЕННОГО СПРОСА НА ПРОДУКЦИЮ
Семинар № 6
