CC BY
28
УДК 504.55.054:622.2 А.Г. Шапарь
РОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ВЫБОРЕ СТРАТЕГИИ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Семинар № 12
Прежде чем рассматривать проблему выбора стратегии добычи полезных ископаемых с учетом экологических факторов, необходимо ответить на несколько фундаментальных вопросов: исчерпаемы ли минеральные ресурсы и невозобновляемые ли они на самом деле?
В наших работах [1, 2] детально исследованы эти проблемы и получены ответы на поставленные вопросы. Прежде всего нами показано, что за последние 100 лет человечество добыло почти половину объемов минеральных ресурсов, которые потребило человечество за всю историю развития цивилизации. Но это не должно вызывать панических настроений, поскольку, как показал анализ глобальных тенденций развития, выполненный Национальным разведывательным советом США [3], в недрах земли, например, еще содержится до 80 % запасов нефти и 95 % газа. В то же время пессимисты не один раз предрекали экологическую катастрофу из-за исчерпаемости некоторых, наиболее дефицитных полезных ископаемых. Эти мрачные прогнозы не только не сбылись, но даже ни разу за этот период не было отмечено случаев снижения объемов добычи отдельных видов минерального сырья по причине его отсутствия в недрах.
На наш взгляд, это произошло по следующим основным причинам:
1. На разведку дефицитных видов ресурсов были выделены огромные средства и это привело к открытию богатых месторождений в ранее недоступных местах (северные и морские месторождения нефти и газа, железной руды в Бразилии и Австралии, марганца в Габоне).
2. Уровень технологий добычи и переработки полезных ископаемых резко вырос, что позволило вовлечь в эксплуатацию более бедные месторождения (в Кривбассе еще в 1940 г. добывались руды с содержанием железа 60-70 %, а в 1965 - уже с содержанием 32 %).
3. Вовлечение в эксплуатацию техногенных месторождений, образованных складированием некондиционных руд или шламов (например, Центральный ГОК в Кривбассе).
4. Попутная и комплексная разработка месторождений (Марганецкий ГОК - бентонитовые глины для производства керамзита, ГОКи Кривбас-са - глины для производства кирпича).
5. Резкий рост полноты выемки полезных ископаемых за счет применения более совершенных техники и технологий (переход на открытую разработку марганцевых руд обеспечил снижение кондиций по мощности пласта с 1,0 м до 0,5 м).
6. Тотальное снижение энерго- и ресурсопотребления. Нефтяной кри-
зис 70-х годов прошлого столетия стимулировал снижение энергоемкости до 20-40 % в различных сферах производства. Газовый кризис в начале 2006 г. на Украине также играет позитивную роль в этой сфере, поскольку здесь в 4-6 раз больше энергоресурсов тратится на единицу продукции.
7. Периодически возникающий дефицит некоторых ресурсов обуславливает тенденцию перехода от использования традиционных материалов на альтернативные (алюминий, пакетмасса, каменное литье).
8. Вовлечение в сферу производства бытовых и промышленных отходов. Подсчитано, что, например, использование отходов и потерь металлургического передела (окалина, шлаки, шламы и т.д.) позволит уменьшить на 20 % объем добычи руд в Кривбассе.
Такими причинами мы объясняем относительную неисчерпаемость минеральных ресурсов и пришли к фундаментальному выводу: полная ис-черпаемость минерального сырья человечеству не грозит. Однако, необходимо научиться прогнозировать время перехода на разработку более бедных месторождений полезных ископаемых с приемлемыми техникоэкономическими показателями и объективную необходимость при этом заблаговременного вложения достаточных средств на разработку более совершенных техники и технологий добычи и переработки такого минерального сырья. Погрешностями таких прогнозов будут объяснятся возможные периоды напряженности на рынке полезных ископаемых. В связи с этим можно сделать второй фундаментальный вывод: на определенных этапах развития отдельные способы, машины и технологии исчерпают свои возможности и должны быть замене-
ны на совершенные. Поэтому естественно возникает вопрос о тех принципах, на которых должны базироваться новации. Анализ развития научно-технического прогресса показывает, что если исключить влияние на развитие техники и технологий возможностей освоения новых видов энергии и двигателей, то главными принципами их совершенствования являются достижения минимальных удельных расходов вещества и энергии для получения конечной продукции, а также минимизация потерь природных ресурсов и воздействия на окружающую среду.
Как можно легко убедиться, эти принципы положены в основу функционирования природных экосистем, где отходы деятельности одних видов живых организмов являются сырьем для других, а получение и передача энергии в трофических цепях и орга-низменных системах осуществляется с минимальными потерями на сопротивление и трение. Следовательно, можно сделать вывод о том, что чем органичнее вписываются техника и технологии в окружающую среду и чем полнее они используют природные явления, силы и закономерности откликов природных объектов на техногенные воздействия, тем они совершеннее. С другой стороны, чем беднее экосистема, тем легче в нее вписать (меньше обеднить) повреждающие окружающую среду технологии, хотя при этом потребуется значительно больше времени на самовосстановление системы после ее повреждения. До конца не осознавая этого, мы слишком смело применяем в этих условиях (пустыни, тундры) масштабно повреждающие окружающую среду технологии. Характерным в этом отношении являются примеры карьеров по добыче урана и золота в Узбекистане и алмазов в Якутии. Основа-
нием для принятия таких решений являлось, с одной стороны, то, что повреждаемые и уничтожаемые в результате открытой разработки земли не представляли никакого хозяйственного интереса, а, с другой стороны, последствия повреждения существенно не изменяли хозяйственной ценности окружающей территории и долговременные последствия этого повреждения для экосистемы были неизвестны.
Из вышеупомянутого предварительно можно сделать следующий вывод: чем ценнее земли на территории предполагаемой разработки конкретного месторождения и чем богаче функционирующая на ней экосистема, тем более жесткие требования по степени повреждения поверхности и почв должны предъявляться к технологиям добычи полезных ископаемых, и наоборот. Следовательно, в первом рассматриваемом случае имеют право «на жизнь» в основном технологии подземной разработки и то только в случае использования закладки выработанного пространства.
Как видим, удельная землеемкость добычи полезных ископаемых может стать важнейшим экологическим фактором. В связи с законодательным усложнением отвода ценных в сельскохозяйственном отношении земель под объекты производства и особенно для размещения отходов, удельная землеемкость становится также и важным экономическим фактором. Так например, на Украине под внешние отвалы отводятся земли только на неудобьях (овраги, балки и т.п.) и на значительных расстояниях от карьеров (10-15 км).
При разработке месторождений полезных ископаемых повреждаются не только земли, но и ландшафты в целом, атмосфера и недросфера. Комплексное воздействие горных
разработок на окружающую среду требует, очевидно, и комплексной оценки этого воздействия. Для принятия стратегических решений, выбора способа разработки и даже отдельных технологий целесообразно отойти от традиционных критериев оценки и использовать некий интегральный показатель эффективности освоения природных ресурсов, представляющий собой разницу между «1» и отношением интегральной ресурсо-емкости производства в денежном выражении к объему произведенного валового продукта. Ресурсоемкость определяется с учетом как прямого, так и опосредованного потребления природных ресурсов. Например, для производства 1 т проката необходимо затратить 1,03 т стали, а для получения 1 т стали необходимо затратить 1,1 т чугуна, 0,07 т кокса и 0,09 известняка. В свою очередь, получение 1,0 т чугуна потребует 0,64 т кокса,
0,21х1,717 т.руды подземной добычи, 0,42х1,717 т концентрата, 0,15х 1,717 т. окатышей и 0,27х1,717 т. агломерата. Используя переводные коэффициенты, можно дойти по каждому переделу до первичных природных ресурсов. Точно по такой же схеме учитываются опосредованные затраты природных ресурсов, которые использованы для строительства зданий и сооружений, а также применяемого в конкретном производстве оборудования. При таком подходе будет учтена полная ресурсоемкость как добычи минеральных ресурсов, так и различных других видов хозяйственной деятельности. Таким образом можно будет сделать объективный вывод о целесообразности вовлечения различных видов минерального сырья в эксплуатацию в зависимости от применяемых при этом технологий его добычи. Так, если показатель эффективности освоения ресурсов
достигает значения «0», то это свидетельствует, что добыча этого ресурса теряет всякий смысл, а при значениях ниже 0,2 - весьма сомнительна. С использованием такого подхода нами сделан вывод применительно к шахтам Западного Донбасса, где применение технологии без закладки выработанного пространства приводит к полному уничтожению земель за счет просадки и затопления, о том, что добыча угля превращается в «самоедство» и только 2-3 шахты по этому показателю имеют право на функционирование.
Выводы
1. Проблемы исчерпаемости минеральных ресурсов не существует.
2. Целесообразность вовлечения в эксплуатацию каждого вида мине-
1. Шапарь Л.Г., Копач П.И. Исчерпае-мость минеральных ресурсов, целесообразность и условия их ввода в эксплуатацию. Ж. «Открытые горные работы», № 4. М., 2000, с.11-17.
2. Шапар Л. Г. Проблеми сталого розвитку і забезпеченість природними ресурсами. Збірник наукових праць
рального сырья определяется экологическими последствиями применяемых для этого технологий.
3. Совершенство применяемых технологий определяется способностью их вписывания в окружающую среду с минимальным на нее воздействием и может быть оценено интегральной ресурсоемкостью.
4. Одной из важнейших задач в стратегических исследованиях применительно к горной науке является разработка методов прогноза возможности вовлечения в эксплуатацию отдельных видов минерального сырья в конкретные отрезки времени с учетом ожидаемых экономических и экологических показателей техники и технологий добычи полезных ископаемых.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
„Екологія і природокористування”, випуск 3. Дніпропетровськ, 2001, с. 7-23.
3. Глобальные тенденции развития человечества до 2015г. Материалы Национального разведывательного управления США. Из-во «У-Фактория», Екатеринбург, 2002, 120 с.
— Коротко об авторах-----------------------------------------------------
Шапарь Аркадий Григорьевич - директор Института проблем природопользования и экологии национальной академии наук Украины, чл.-корр. НАН Украины.
