Часть 2. Антропогенные изменения биосферы 8 глава

В России для борьбы с вторичным засолением сеть оросительных каналов теперь размещают в лотках или водонепроницаемых закрытых керамических трубопроводах. Строятся системы вертикального и глубокого (2,5 - 3,0 м) горизонтального дренажа. Применяются специальные нормы и режимы импульсных поливов, периодические осенне-зимние промывки почв. С целью исключения интенсивных восходящих пленочно-капиллярных токов, несущих соли, осуществляется профилактическая обработка почвы. Для равномерного полива всего участка проводятся планировки полей. Вдоль канав с водой создаются посадки деревьев, снижающие уровень грунтовых вод. В севооборотах используется обладающая мелиорирующей способностью люцерна, создается повышенная густота стояния растений.

Оросительные системы оснащаются датчиками и автоматами, которые обеспечивают полив в зависимости от погоды, состояния полей и грунтовых вод, потребности растений. Это учитывается при строительстве оросительных систем в Поволжье, Сибири и на Северном Кавказе.

Особенно трудно поддаются рассолению тяжелые глинистые малопроницаемые земли, подтопленные вблизи водохранилищ. Чувствительны к вторичному засолению и осолонцеванию луговые почвы пойм и низких террас степной зоны, где всегда высок уровень минерализованных грунтовых вод. На таких почвах рекомендуются поливы не промывного, а дополнительного типа (до наименьшей влагоемкости) и при том для черноземов и луговых почв с учетом влаги дождей. Нужны также новые, отзывчивые на орошение сорта пшеницы, сои, свеклы, трав, а также парк новых рыхлительных машин.

Почвоохранные меры на осушенных землях. Такого рода мероприятия направлены на снижение скорости деструкции торфяной массы и защиту почвы от ускоренной дефляции. К противодеструкционным мерам относятся: 1) применение веществ-консервантов; 2) внесение органических удобрений; 3) щадящий режим осушения и использования торфяников. Особенно перспективен последний прием, предусматривающий минимально необходимую степень осушения, применение оптимальных доз минеральных удобрений (включая азотные), минимальное воздействие на почву и возделывание культур, дающих высокие урожаи при близком к поверхности залегании грунтовых вод, применение бестраншейных дреноукладчиков. В наибольшей мере этим принципам соответствует луговодческое направление в использовании торфяных почв.

К противодефляционным мероприятиям на торфяных почвах относятся: 1) введение почвозащитных севооборотов на маломощных (менее 1 м) торфяниках, в составе которых предусматриваются посевы многолетних трав длительного пользования и исключается выращивание пропашных культур; 2) возделывание яровых культур, посев которых сочетается со специальной обработкой почвы с целью создания максимального количества ветроустойчивых агрегатов и уплотненной и одновременно шероховатой поверхности поля; 3) создание лесозащитных полос.

Надо ли так много осушать? Такой вопрос естественно возникает, когда становятся известны пагубные последствия осушительных мелиораций. Существуют подсчеты, согласно которым за собранную на болоте клюкву можно, экспортируя ее, получать валюту и покупать на нее примерно столько же зерна, сколько может дать это болото. Правда, для этого надо суметь еще пробиться на соответствующий рынок.

Между тем, болота выполняют большое количество экологических функций и, кроме того, являются крупными резервуарами пресных вод суши. Например, только в болотах Западной Сибири удерживается до 1000 км³ воды.

Водорегулирующая роль болот состоит в следующем. При высоком содержании воды испарение с них примерно идет как с открытой водной поверхности, и при низкой обводненности потери влаги в атмосферу резко снижаются. Отсюда во влажные годы ослабляются паводки на питаемых болотами реках и в сухие годы несколько увеличиваются меженные расходы. Крупные болота выполняют важную противопожарную функцию, так как могут останавливать продвижение огня.

На болотах произрастает большое количество лекарственных растений. Ягодники болот - источник экологически чистой продукции с высоким содержанием витаминов. Болота - места распространения многих охраняемых редких видов фауны и флоры.

Рекреационное использование, сбор ягод, грибов, лекарственных трав, а также природоохранные экскурсии и охота - все это делает болота важными объектами в хозяйственной, экологической и научной деятельности людей.

Торф, добываемый на болотах, используется как топливо или удобрение. Торф - прекрасный сорбент тяжелых металлов и других загрязняющих веществ. Традиционно применяется сухой торф в качестве теплоизолятора. Из мало разложенного торфа можно получать грубую бумагу, картон, половики, попоны и даже мягкие ткани. Потеря болотных торфяников, а это больше всего происходит из-за их осушения - это утрата ресурса, на возобновление которого требуются тысячелетия.

Особую ценность представляют верховые болота, и осушать следует, как считают специалисты, в основном минеральные, в разной степени оглеенные почвы, избыточно увлажненные, с дерновым малоразвитым торфянистым горизонтом. Болота нужны биосфере и человечеству.

Сказанное не относится, конечно, к осушительным мелиорациям мелководий озер и морей. Во многих странах, созданные на месте участков акваторий польдеры навсегда вошли в фонд сельскохозяйственных земель и являются важной составляющей экономики. Правда потеря водоемов также не бывает без последствий, например, осушение в низовьях р.Янцзы большого количества связанных с рекой озер, отрицательно повлияло на гидрологический режим третьей в мире по величине водной артерии: паводки стали выше, а межень ниже, труднее стало бороться с наводнениями и ухудшился потенциал самоочищения в низовьях реки в периоды низкого положения уровня реки.

6.9. Выпас. Человечество получает от скотоводства и птицеводства около 15% пищевой энергии. Между тем, пастбищное использование земель по масштабам площадного охвата не имеет себе равных среди прочих видов землепользования. Травянисто-кустарниковые пастбища и сенокосы занимают примерно четверть земельной площади суши (3,36 млрд. га), и это не считая лесные земли под выпасом, тундровые и тундрово-редколесные оленьи пастбища, а также земледельческие территории, на которых выпасают скот после снятия урожая.

Особенно велика роль травянисто-кустарниковых пастбищных угодий в земельном фонде Австралии. Значительна она в земельном фонде Африки, Южной Америки и Зарубежной Азии.

При умеренной нагрузке пастбищные экосистемы длительное время сохраняют свойственную им продуктивность, а если и происходят ее колебания, то это больше связано с флуктуациями в гидротермической обеспеченности или с возможными стихийными бедствиями (пожары, нашествия саранчи и др.}.

При перегрузке пасущимися животными происходит разрушение пастбищных экосистем - дигрессия. Скот выедает растительный покров, иногда включая и подземную фитомассу, вытаптывает почву. Особенно уязвимы пастбища в районах с экстремальными климатическими условиями, а также пастбища на склонах гор и плато с маломощным рыхлым почвенно-элювиальным чехлом, развитым на плотных породах. Пастбища тундр и тундролесий находятся в основном в пределах криолитозоны и используются для выпаса оленьих стад.

Поедая куртины ягеля, олени уничтожают его прирост примерно за 10 лет. Из-за несоблюдения пастбищеоборотов, перевыпаса и выбивания пастбищ в северных районах Ямало-Ненецкого автономного округа ежегодно становится непригодным для выпаса 10-15% пастбищ. При этом восстановление лишайников часто задерживается на срок свыше 25 лет или же лишайники вообще не возобновляются. На выбитых участках обычно появляются травы - осоки, пушицы, злаки. Но отрастают они на выбитых пастбищах лишь через 5-8 лет, распространены небольшими куртинами, фитомасса их мала. Большая часть выбитых пастбищ покрывается пятнистыми тундрами, на которых лишенные растительности пятна минерального грунта занимают до 60-80% площади территории

В 1960-70-х гг. в тундрах полуострова Канин и Тиманского кряжа покрытие летних пастбищ ягелем сократилось в отдельных местах с 50-60% до 20-30%.м Это было связано с большой концентрацией оленьих стад в относительной близости от населенных пунктов в связи с переходом оленеводов от кочевого образа жизни к оседлому.

При строительстве газопровода Мессояха-Норильск растительный покров оказался нарушенным на площади 79 тыс.га, из которых 27 тыс.га - ценные зимние и ранневесенние оленьи пастбища. Ширина нарушенной зоны колеблется от 0,3 до 4,5 км. Создание линейных сооружений в тундровой и лесотундровой зонах наносит большой ущерб их кормовым ресурсам.

По данным геоботанических исследований на 1 января 1996 г. общая площадь деградированных оленьих пастбищ составила 230,6 млн. га, из них 46,6% со средней степенью деградации, 32% - сильной и 21,4% - слабой. Деградация оленьих пастбищ вызвана перевыпасом -70%, пожарами 10%, техногенным загрязнением 15%, выпасом диких оленей - 5%.

В местах стравливания растительного покрова его защитная, в особенности теплоизоляционная функция резко ослабляется. Происходит чрезмерное таяние грунтов, интенсифицируются термокарстовые явления и солифлюкция, возникают и бурно протекают делювиальный смыв и намыв, а также овражная эрозия.

Выпас в лесу. Скот оказывает на лесные экосистемы негативное воздействие, когда пастбищная нагрузка достаточно велика. Животные сильно уплотняют почву, повреждают растения, особенно их корневую систему. Раны на обнаженных корнях становятся местами проникновения паразитов. Наибольший вред самосеву и подросту причиняет выпас скота в широколиственных лесах и в дубравах. Нередко здесь весь подрост уничтожается пасущимися животными. Лес лишается своих многих пернатых защитников, когда скот выедает подлесок. С его разрушением исчезают местообитания ряда видов птиц. Наибольший урон лесам наносят козы и овцы, которые предпочитают древесный корм. Свиньи раскапывают почву, и сильно повреждают корни растений.

Особенно неблагоприятно влияют на развитие ландшафта скотопрогонные тропы на склонах. По ним закладываются промоины, в дальнейшем перерастающие в овраги. Допустимая пастбищная нагрузка в лесах России ориентировочно может быть оценена в 4-5 га на 1 голову скота.

Лесостепные и степные пастбища. Для этих пастбищ отмечается снижение содержания гумуса в черноземах при перевыпасе. Так, многолетний интенсивный выпас лошадей в целинной степи снижает запасы гумуса в почве, примерно на 20%. Всюду, где выпасаемые степные территории имеют разреженный травянистый покров, они подвергаются ускоренной эрозии и дефляции. Резкое усиление механического сноса с поверхности почв происходит при снижении проективного покрытия растительностью до менее 70%.

Полупустынные и пустынные пастбища. Аридные пастбищные земли весьма чувствительны к перевыпасу. Нарушения, вызываемые при избыточной пастбищной нагрузке в песчаных пустынях, имеют различный характер. На примере среднеазиатских пастбищ выделены типы участков в зависимости от характера и величины нагрузки: 1) площади пустынь с рассредоточенным выпасом, на которых умеренная нагрузка не вызывает нежелательных последствий; 2) участки постоянного скотопрогона и выпаса, на которых в результате усиленной пастбищной нагрузки образуются многочисленные скотопрогонные тропы, являющиеся очагами ускоренной дефляции; 3) кольца разбитых песков, в пределах которых многочисленные тропы сливаются, образуя глубокие и широкие желоба, а от первоначальной поверхности сохраняются бугры-останцы с растительностью; 4) кольца оголенных и разрыхленных песков, окружающих большую часть колодцев, зимовок, кошар; 5) стоянки скота (тырло) - покрытые навозом ровные площадки.

Эти преимущественно антропогенные образования перерабатываются в основном ускоренной дефляцией и сочетающейся с ней эоловой аккумуляцией. Отрицательные дефляционные формы рельефа перемежаются с положительными аккумулятивными, например, с барханами. Если превращение пустынных пастбищ с песчаными почвами в подвижные пески может произойти всего за 2-3 года, то восстановление растительности на них естественным путем осуществляется за 15-20 лет.

Пастбища травянисто-кустарниковой саванны. Изменения на пастбищах травянисто-кустарниковой саванны, происходящие при перевыпасе, установлены при исследованиях в Кении. Современные темпы механического сноса с участков с незначительной пастбищной нагрузкой колеблются от 0,5 до 1,4 т/га в год. Однако в 20-40 км к югу от Найроби и в ряде других мест из-за перевыпаса поверхностный смыв со склонов увеличивается и колеблется от 20 до 180т/га в год. В Танзании семиаридные пастбища ежегодно теряют в результате смыва и выдувания слой почвы мощностью в среднем 1 см. Следовательно, такие пастбища быстро деградируют при чрезмерном выпасе. Существует реальная угроза их превращения в каменистые пустоши уже в ХХI веке.

Горные пастбища. Избыточное пастбищное использование вызывает негативные изменения на высокогорных травянистых урочищах. Так, на отдельных высокогорных пастбищах Северного Кавказа в результате перевыпаса произошла смена первичной растительности с обилием злаков сорным разнотравьем. Перевыпас ухудшает гидротермический и питательный режим горно-луговых почв некоторых участков Главного Кавказского хребта. Из-за нарушения дернины активна плоскостная эрозия. Выяснено, что по сравнению с заповедными лугами, продуктивность интенсивно эксплуатируемых пастбищ может снижаться втрое.

Многовековой неумеренный выпас скота наряду с воздействием огня сделали некоторые горы не только безлесными, но и бестравными. К этому может вести и недоучет накопленного многими поколениями опыта пользования горными пастбищами. Раньше на них практиковали, а на многих практикуют и сейчас далекие сезонные перекочевки скота. Зиму стада проводили на равнинах, а летом отгонялись в горы. Да и при выпасе в горах они не оставались на одном месте, а перемещались.

Теперь же многие стада весь год или большую его часть проводят вокруг одной кошары, загона или фермы. При таком очаговом использовании нагрузка на пастбища нередко превышает допустимую. Наступает дигрессия растительного покрова, поверхность разбивается густой сетью мелких троп и эрозионных рытвин.

Многократная пастьба на одних и тех же землях вызывает учащение повторных заболеваний скота и его поголовье может сократиться. Это маловероятно при отгонной системе выпаса.

На некоторых лесных склонах Западного Тянь-Шаня выпас скота привел к уплотнению поверхностного слоя почвы, снижению его водопроницаемости и усилению смыва. На выбитых пастбищах нередко почва удаляется денудацией полностью, и на поверхность выходят развалы щебня и глыб, развиваются осыпи, оползни, обнажаются скалы. Особенно характерны такие процессы для горно-степных пастбищ семиаридного климата.

На Северном Кавказе слабее или совсем не развита ускоренная эрозия на пастбищах, приуроченных к водораздельным поверхностям. Уклоны здесь незначительны, а почвы обладают хорошей оструктуренностью. Размыв становится возможным только возле водопоев, кошар, мест доек и скотопрогонов. Многие горностепные пастбищные земли подвергаются также ускоренной дефляции.

6.10. Управление пастбищными землями. Защита пастбищных экосистем от деградации, оптимизация пастбищных угодий - эти задачи сейчас весьма актуальны. Поэтому в развитых странах широкое распространение получило создание и использование культурных пастбищ, при котором осуществляется поверхностное или коренное их улучшение. Первое включает осушение переувлажненных участков, расчистку от кустарников и мелколесья, корчевание пней, выравнивание поверхности, противоэрозионные работы, внесение удобрений и микроэлементов, борьбу с сорняками, уход за дерниной, подсев трав.

Во многих странах Европы, обладающих небольшой земельной площадью, повышение продуктивности пастбищ и сенокосов достигается внесением большого количества удобрений в почву. Так, в среднегорье Центральной Европы, на сенокосных лугах в почву вносится до 120 кг/га азота и 60 кг/га фосфора, на пастбищах количество применяемых азотных удобрений обычно вдвое меньше. Кроме того, широко используются органические удобрения в количестве 17-35 т/га. В некоторых равнинных центральноевропейских странах для почв сенокосных лугов нормы внесения удобрений, особенно азотных, сильно возросли. Например, в отдельных хозяйствах Нидерландов их вносится до 500-600 кг/га. Кормовая емкость культурных пастбищ Центральной Европы может достигать 3-5 голов скота на 1 га. Такие пастбища в 300 раз продуктивнее, чем пустынные территории под выпасом.

Под коренным улучшением понимается создание засеянных сенокосов и пастбищ. Природный травостой перепахивается, в обрабатываемую почву высеиваются травосмеси и многолетние травы. Широкое внедрение получило обновление культурных пастбищ с помощью специальных гербицидов и культиваторов без вспашки.

В ряде стран разработаны нормы выпаса животных. Например, в США в сильно засушливых условиях допускается пастьба из расчета 0,21-0,25 головы крупного рогатого скота на 1 га, в слабо засушливых - 0,7-0,8 головы на 1 га и в нормально увлажненных - до 1,2-1,3 головы на гектар.

В засушливых условиях иногда применяется система последовательной эксплуатации нескольких участков одного крупного ранчо. При этом на каждом из них выпас осуществляется со значительной перегрузкой в течение 15-45 дней, после чего участку "дается отдых” на 4-6 месяцев, по прошествии которого он опять становится пригодным для использования. Таким образом, последствия большой, но кратковременной пастбищной нагрузки могут полностью ликвидироваться, когда для восстанавливающих пастбище природных биогенных и биогеохимических процессов выделяется достаточное время. Эффективными в этих условиях оказываются подсев и посев трав.

В России повышение потенциала пастбищ достигается регулированием выпаса или полным исключением пастьбы на восстанавливающихся участках. Мероприятия включают также орошение, осушение, внесение удобрений, посев ценных в кормовом отношении трав, сведение кустарников, планировку рельефа, сочетание пастбищеоборотов с сенокошением, формирование стад определенной численности и структуры.

Для пастбищ, находящихся в экстремальных условиях, с низкой продуктивностью кормовых культур необходим экстенсивный характер освоения с равномерным распределением выпаса по территории, строгое чередование изъятия прироста и "отдыха” участков, переложный тип использования угодий. Сильно выбитые пастбища нуждаются в рекультивации, что требует глубокого изучения фаз развития растительного покрова. Немаловажно расширение числа видов выпасаемых пород скота. Так, на ставших непригодными для оленей пастбищ можно было бы выпасать лошадей, овцебыков, а возможно и неприхотливых яков и лам.

6.11. Выводы. Истощение почвы на пашне и пастбищах таит в себе огромную опасность. Нельзя не согласиться с Л.Брауном в том, что почва рассматривается ныне как невозобновляемый ресурс, и ее верхний плодородный слой мощностью в 15 см утрачивается примерно на 7% каждые 10 лет. В действительности это означает, что на больших площадях почвенный покров стремительно уничтожается во многих странах. Несмотря на меры по охране почв, эти потери будут расти, ибо более эродированная почва быстрее разрушается. Главным образом поэтому увеличиваются масштабы перемещения обломочного материала в гидрографической сети, прогрессирует заиление водохранилищ, заполнение наносами (агградация) днищ долин и рост дельт.

Пыльные бури наносят трудно поправимый ущерб сельскохозяйственным землям, но при этом транспортируют питательные вещества для океанских экосистем и даже амазонской сельвы.

Вкладывая в сельскохозяйственное производство менее 1/10 осваиваемой энергии, человечество на огромных площадях снизило природный потенциал биосферы, местами вызвало его полную утрату или, напротив, его повышение. Общий отрицательный баланс запасов биомассы и гумуса на сельскохозяйственных землях вряд ли можно радикально изменить в лучшую сторону. Это необратимые издержки антропогенизации биосферы. Однако управление сельскими землями в ХХI в. должно улучшиться, иначе следующим поколениям во многих странах достанутся разоренные поля и пастбища.

Сельские земли, так привлекательные для горожан в качестве мест отдыха и размещения дачных и садовых участков, все больше покидаются селянами, переезжающими в города. Все же за период с 1980 по 1994 гг. в мире сельских жителей стало больше примерно на 250 млн. и их число достигло почти 2,5 млрд. человек, хотя доля в общей структуре мирового населения снизилась с 49,3% до 43,3%. Мировой рост численности крестьян осуществляется за счет развивающихся стран, где отток сельских жителей в города все еще меньше их прироста. Тем не менее, все меньшее число селян кормят, кроме себя, быстро растущее население городов.

За вышеупомянутый срок в США процент сельского населения снизился с 3,9% до 2,2% (в абсолютном выражении с 8,8 до 5,8 млн. человек). В Германии - с 6,2% до З,5% (в абсолютном выражении с 4,8 до 2,8 млн. человек). Такого рода статистика типична для развитых стран.

Получается, что в странах, население которых не входит в золотой миллиард, людская нагрузка на сельскохозяйственные земли увеличивается, а в развитых странах наоборот уменьшается, хотя в них в основном падает и площадь угодий. Если взять за эталон Зарубежную Европу, то в ней с 1978 по 1993 гг. площадь пашни и плантаций снизилась на 5,8 млн. га, т.е. на 4,1%, а размеры пастбищ - на 6,7 млн. га, т.е. на 7,7%. Взамен в европейских странах прирастают лесные земли (на 2,1% за указанный период) и особенно земли специального использования, в особенности под поселениями и коммуникациями. О последнем можно судить на основании того, что площадь прочих земель в Зарубежной Европе возросла на 9,2 млн. га (на 10,3%).

В США за 15 лет (1978-1993 гг.) общая площадь сельскохозяйственных земель также немного убавилась (правда, облесенность страны сократилась при этом гораздо больше), в Японии и Австралии изменения в структуре земельного фонда были сходны с европейским сценарием, а в Канаде суммарные размеры пашни и пастбищ немного выросли.

Такие преобразования и то, что развитые страны производят больше продовольствия, чем потребляют, - свидетельство хороших возможностей у них для долговременного устойчивого управления агропроизводством и землями, на которых оно осуществляется.

К сожалению, в развивающихся странах экологические же проблемы, связанные с управлением пашней и пастбищами, становятся все острее. Главная трудность заключается в том, что экономическая отсталость и низкий жизненный уровень населения развивающихся стран служат тяжело преодолимым барьером для повышения энерговклада в их сельское хозяйство. Сейчас ясно, что без финансовой и технологической помощи развитых стран борьба с эрозией и дефляцией почв и их вторичным засолением в государствах "третьего мира" эффективной быть не может.

Но деградация почв идет всюду и приостановить их истощение необходимо и в развитых странах. Здесь многое будет зависеть от того, насколько землевладельцы или кооперативы, распоряжающиеся землей, прислушаются к рекомендациям экологов, и насколько правительства различных стран смогут понять опасность, которая таится в деструктивных природно-антропогенных и антропогенных процессах, идущих на пашне и пастбищах.

 

7. Горные разработки

7.1. История и общие сведения. Горное производство - необходимая часть материального базиса цивилизации. Сосредоточиваясь на небольших площадях, оно, тем не менее, серьезно ухудшает состояние природных систем. В результате разведочных и эксплуатационных работ, а также переработки минерального сырья происходит крупномасштабное механическое разрушение и коренное преобразование ландшафта и геологической среды. Но этим негативное воздействие на биосферу не ограничивется. Весьма неприятно и то, что вещество литосферных геохимических аномалий выводится в сферу экзодинамики и включается в грунтовые, водные и воздушные потоки, а также биотический круговорот. Из захороненного состояния в геологических телах, которые формировались обычно в течение миллионов лет и более, это вещество под воздействием техногенеза вовлекается в природно-антропогенную миграцию и с несвойственной дикой природе большой скоростью распространяется на огромные площади.

Извлечение полезных ископаемых из литосферы обеспечивает функционирование всех вышестоящих этажей мирового производства. Так было даже тогда, когда человек лишь начинал делать первые шаги в качестве хозяина и преобразователя природы. Уже австралопитек в плиоцене и затем человек умелый в раннечетвертичное время собирал каменное сырье и использовал его без всякой обработки или, расколов необходимым образом. В позднеледниковое время и начале голоцена, т.е. в мезолитическую эпоху, люди использовали роговые и каменные орудия для добычи каменного материала из первых примитивных горных выработок. Тогда и появились первые открытые горные разработки. В конце мезолита (5‑6 тыс. лет до н.э.) широкое распространение получили добыча медной руды, выплавление и использование меди. Тогда же люди начали извлекать золото, руды олова, мышьяка, свинца (Гейман, 1986).

О масштабах воздействия человека на земную кору в конце мезолита - неолите можно судить по тому, что древний медный карьер в урочище Кенгазан в Центральном Казахстане имел длину до 500 м при ширине в 100 м и глубине до 18 м. Первые крупные карьеры появились в связи со строительством египетских пирамид. Время от 2,5 до 1,5 тыс. лет до н.э. получило название бронзового века, вслед за которым наступил железный век. Широкая добыча железной руды и массовое производство изделий из железа приходится на последнее тысячелетие до н.э.

В течение первых 1,5 тыс. лет нашей эры горное дело оставалось примитивным и лишь в ХVI-ХVIII веках оно совершенствуется благодаря внедрению горных машин. Переворот в горнодобывающей промышленности произошел во второй половине ХIХ века благодаря созданию высокопроизводительной техники - многоковшового экскаватора, драги, дисковой врубовой машины и др. Широко внедряются взрывные работы.

Подлинная революция в сфере горного производства произошла во второй половине ХХ века в связи с внедрением автоматизации процессов горного производства и массовым применением компьютерной техники. Основными средствами подземной разработки твердых полезных ископаемых становятся горные комбайны и самоходное оборудование. При открытых разработках ведущую роль начинает играть оборудование для разрушения горных пород взрывами, высокопроизводительные драглайны и другая мощная техника для перемещения и удаления из карьеров горных масс. Резко расширяется скважинный способ добычи полезных ископаемых. Помимо извлечения газа и жидкой нефти, он стал применяться для добычи серы (подземная выплавка), калийных и каменных солей (подземное растворение), руд цветных металлов и урана (выщелачивание подземное, бактериальное выщелачивание), продуктов газификации углей.

Появилось новое поколение буровых коронок, армированных кубооктаэдрическими синтетическими алмазами с высокими механическими свойствами. Использование таких коронок позволяет бурить со скоростью не менее 50 м в сутки. При этом одной коронки хватает на 300-400 м.

Еще более эффективны коронки из сочетания карбида вольфрама и синтетических алмазов. Производительность одной коронки достигает 4 км при скорости бурения около 700 м в сутки.

Существуют огромные буровые устройства, предназначенные для проходки шахт - бурения ствола до 10 м в диаметре со скоростью от 2 до 5 м/мин. Сделанная в ФРГ такая установка разбуривает ствол диаметром в 8 м до глубины 1 км.

Разрабатываются методы введения через скважины в водоносные пласты охладителей, вызывающих их промораживание и тем самым защищающих горные выработки от затопления без применения традиционного водопонижения, которое становится причиной серьезной деградации природных систем в пределах обширных территорий.

Популярна пока еще не внедренная концепция безлюдной шахты. В ее основе лежит идея использования роботов для вырубки угля, его транспортировки, а также для осуществления крепежных работ. Возможно, что роботы тоже не понадобятся, если все управление подземными операциями станут вести операторы, находящиеся на поверхности. Угольные шахты должны стать первыми безлюдными и, следовательно, безопасными объектами подземной добычи сырья. Такие предприятия не нужно будет вентилировать и охлаждать, что резко снизит затраты на проведение работ.

Ныне темпы роста объемов продукции горнодобывающей промышленности примерно вдвое выше скорости прироста населения Земли. Ежегодно в мире добывается 12-14 млрд.т полезных ископаемых и 15-18 млрд.м³ пустых пород. Топливная составляющая добычи приблизительно достигает 50%. Полнота извлечения из недр полезных ископаемых такова: уголь - 60-70%, нефть и природный газ - 40-45%, руды цветных и черных металлов - 70-75%. Разубоживание руд и углей достигает 25-30%, что требует после их обогащения значительных площадей для размещения хвостохранилищ.

За 100 лет с 1876 по 1975 г. извлечено 25 млрд.т железной руды, 137 млрд.т угля, 47 млрд.т нефти, 20 трлн.м³ природного газа, миллиарды тонн минеральных удобрений, стройматериалов, десятки миллионов тонн руд меди, свинца, цинка и алюминия.

Мировое производство рудного минерального сырья горной промышленностью в основном сосредоточено не более чем в 30 странах. Основная добыча полезных ископаемых осуществляется в США, России, ЮАР, Китае, Индии, Канаде, Австралии и ФРГ.

7.2. Перспективы. В развитии минеральносырьевой базы промышленно развитых стран В.Н.Мосинец, М.В.Грязнов выявили следующие тенденции: 1) открытие ряда крупных месторождений, но с более бедными рудами; 2) резкий рост запасов в крупных уникальных месторождениях, создающих возможности для высокой концентрации горного производства; 3) усложнение горнотехнических, горногеологических и гидрогеологических условий разработки большинства месторождений, особенно предназначенных для подземных горных. работ; 4) вовлечение в разработку все более многокомпонентных руд, требующих селективного извлечения как на стадиях добычи, транспортировки и обогащения, так и на стадиях последующей переработки; 5) появление глубоко залегающих месторождений полезных ископаемых в нетрадиционных вмещающих породах и открытие уникальных по масштабам гидрогенных месторождений руд цветных, редких и радиоактивных металлов; 6) открытие месторождений в удаленных районах.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: