Экологические проблемы использования минеральных ресурсов

Экологические проблемы использования минеральных ресурсов
1.
Цели и задачи дисциплины
Цель изучения дисциплины состоит в том, чтобы подготовить специалистов,
способных работать в сфере экологии и охране окружающей природной среды, а также в
сфере использования природных ресурсов, сформировать у молодых специалистов знания
и потребности бережного отношения к природе, разумному использованию богатств
Земли, её недр, и пониманию важности приумножения возобновляемых ресурсов.
Основные задачи курса:
1) дать представление о наиболее общих закономерностях процессов образования
месторождений различных полезных ископаемых;
2) изучить разные типы месторождений одного и тоже полезного ископаемого;
3) осветить главные экологические проблемы, возникающие в связи с освоением
разных типов месторождений полезных ископаемых;
4) изложить практикуемые и возможные пути решения этих проблем;
5) показать практическую важность изучения экологических процессов для народного
хозяйства и для решения задач охраны природы.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
что такое полезные ископаемые;
их классификацию;
образование месторождений различных полезных ископаемых;
способы добычи разных типов месторождений;
экологические проблемы, возникающие в связи с освоением разных типов
месторождений полезных ископаемых;
практикуемые и возможные пути решения этих проблем.
Студент должен уметь:
анализировать проблемы, возникающие в связи с освоением разных типов
месторождений полезных ископаемых;
решать экологические проблемы при добыче, транспортировке и хранению
природного сырья;
анализировать результаты работ при добыче, транспортировке и хранению
природного сырья с целью прогноза ожидаемых экологических изменений в
окружающей среде;
анализировать специальный материал по разработке месторождений различных
полезных ископаемых.
Студент должен иметь навыки:
– владения техникой получения современной информации по разнообразным
проблемам использования минеральных ресурсов;
– пользования методами анализа и прогноза влияния факторов добычи,
транспортировки использования минеральных ресурсов на компоненты
окружающей среды;
– практических приемов исследований воздействия на компоненты окружающей
среды при использовании минеральных ресурсов.
2.
Место дисциплины в структуре ООП
«Экологические проблемы использования минеральных ресурсов» является одной
из учебных дисциплин по выбору профессионального цикла.
3.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Процесс
компетенций:
изучения
дисциплины
направлен
на
формирование
следующих
– знать и уметь глобальные и региональные геоэкологические проблемы; владеть
методами ландшафтно-геоэкологического проектирования, мониторинга и экспертизы
(ПК-12).
4.
Содержание дисциплины
Предмет “Экологические проблемы использования минеральных ресурсов». Цель,
задачи и содержание дисциплины. Место в системе наук.
Понятия: минеральные ресурсы, полезные ископаемые, недр, геологическая
среда», месторождение, руда. История развития горно-рудной промышленности в России.
Роль ученых Ломоносова, Вернадского, Ферсмана, Докучаева и др. в развитии горнорудной промышленности. Запасы. Ресурсы. Кондиции. Категории разведанности.
Классификация природных ресурсов и их запасов на Земле. Классификация
минеральных ресурсов. Общая характеристика минеральных ресурсов. Технологическая
классификация.
Генетическая классификация месторождений: эндогенные, экзогенные.
Геохронологическая шкала с условиями образования полезных ископаемых.
Геоморфологическая классификация
территории Земли и местоположение
месторождений
полезных
ископаемых.
Геолого-географические
особенности
возникновения различных полезных ископаемых.
Строение горно-добывающего предприятия (ГДП). Подземные и наземные
сооружения. Влияние горно-добывающих предприятий на геологическую среду
определяется двумя группами факторов: собственно природными условиями данного
месторождения (строением геологической среды); способом разработки месторождений.
Изменения гидрогеологических условий (режим, химический состав, температура),
захватывающие глубокие водоносные горизонты; вовлечение в оборот агрессивных и
минерализованных сбросных подземных вод; изменение напряженного состояния горных
пород в глубине массивов (формирование горных ударов, вывалов, обрушений кровли,
мульд проседания);
изменение ландшафта, связанные с отвалами и хранением добытого полезного
ископаемого; изменение температурного поля массива.
Изменения геологической среды связаны с изменением компонентов среды:
геолого-структур-ной, гидрогеологической, геоморфологической, геодинамической.
Вторая группа факторов связана со способом разработки месторождений – открытой.
Открытые разработки являются наиболее напряженным способом добычи, в наибольшей
мпере влияющеим на компоненты геологической среды: отчуждение земель под карьеры
и отвалы пустой породы; нарушением гидрогеологических условий с формированием
депрессионных воронок. Смешением вод разного состава, истощением запасов подземных
вод и т.д.
Рекультивация земель.
Миграция химических элементов в земной коре. Геохимическая классификация
элементов земной коры В.И. Вернадского. Геохимические ореолы рассеяния: первичный,
вторичный. Причины их формирования. Схема техногенных и вторичных ореолов. Общие
свойства и различия.
Особенности месторождений цветных металлов – скопления сульфидных руд этих
металлов. Поведение на поверхности земли – в зоне гипергенеза – окисление.
Превращение сульфидов в сульфаты. Растворимость в воде. Формирование кислых
поверхностных и грунтовых вод. Процессов выветривания и формирование ореолов
рассеяния. Примеси в рудах отравляющих веществ: Mo, As, Sb, Cd, Ga, Th, Ge, Te, Hg, Se.
Особенности мониторинга в районах разработки руд цветных металлов.
Определение легирующих металлов. Значение свойств этих металлов в народном
хозяйстве. Поведение кислородных соединений этих элементов в гипергенных условиях.
Механическое измельчение. Вынос лития в окружающую среду. Молибден в качестве
сульфида - химическое изменению. Бериллиевые руды– сульфиды.
Из естественных источников (вулканы, термальные воды) ежегодно поступает на
поверхность литосферы 1000 т ртути. Годовое потребление ртути человеком в десять раз
превышает это количество. Меры, принимаемые для сокращения потерь ртути.
Поступление ртути в окружающую среду в результате разработки и использования
каменного угля. Роль ТЭС в загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами.
Огромные масштабы добычи и потребления каменного угля (половина энергии в
мире составляет 50%). Вклад в изменение атмосферы земного шара – содержание CO2 использования горючих полезных ископаемых. Вредные примеси в составе
каустобиолитов. Воздействие на окружающую среду разработок месторождений горючих
полезных ископаемых
Преимущественная добыча открытым способом. Освоение глубоко залегающих
горизонтов шахтным и карьерным способом. Вовлечение в разработку месторождений со
сложными инженерно-геологическими условиями. Пример: Норильское месторождение.
Специфические особенности, которые необходимо учитывать при организации
мониторинга геологической среды территорий, на которых они располагаются:
преимущественная добыча открытым способом; освоение глубокозалегающих пластов
шахтным способом; вовлечение в разработку месторождений со сложными инженерногеологическими условиями; большая концентрация близко расположенных групп
месторождений со сложными инженерно-геологическими условиями; чрезмерная
нагрузка на геологическую среду.
Грандиозные изменения геологической среды в районах добычи алмазов. Комплекс
изменений компонентов геологической среды в районах разработки кимберлитовых
трубок. Специфические особенности, которые необходимо учитывать при организации
мониторинга геологической среды территорий, на которых они располагаются.
Шламонакопители.
Чрезвычайное многообразие промышленности горно-химического сырья,
включающего все виды обогащения полезных ископаемых и разнохарактерность. Влияние
на геологическую среду. Специфические особенности, которые необходимо учитывать
при организации мониторинга геологической среды территорий, на которых они
располагаются.
Сложность инфраструктуры в районах нефте- и газодобычи. Комплекс основных и
вспомогательных технических сооружений. Для газовых месторождений: промысловые
скважины (газодобывающие), предприятия добывающего комплекса, установки
комплексной подготовки газа, дожимные газокомпрессорные станции, станции
охлаждения газа и др., завод по переработке газового конденсата, газотрубопроводы
(разного диаметра), транспортные сооружения (ж.д. и авто трассы), объекты
коммунальных служб, жилые постройки и т.д. Инфраструктура нефтяных
месторождениий: промысловые скважины (нефтедобывающие), специальные предприятия
добывающего комплекса, установки по перекачке нефти, установки по сжиганию
попутного газа, нефтетрубопроводы (разного диаметра), транспортные сооружения (ж.д. и
авто трассы), объекты коммунальных служб, жилые постройки, посёлки и т.д.
Ликвидация отработанных скважин. Специфические особенности всех видов работ,
которые необходимо учитывать при организации мониторинга геологической среды
территорий, на которых они располагаются.
Природно-технические линейные системы нефте-и газопроводов имеют свои
специфические особенности, которые необходимо учитывать при организации
мониторинга геологической среды территорий, на которых они располагаются.
Основными из них являются: значительная протяженность трасс продуктопроводов,
проходящих через разные климатические и природные зоны с разнообразными
инженерно-геологическими условиями; тенденции увеличения технологических нагрузок
на трубопроводы, связанные с увеличением объёмов перекачиваемых продуктов;
чрезвычайно серьёзные экологические последствия для окружающей среды, возникающие
в случае аварий трубопроводов, особенно нефтепроводов; увязка различных сооружений
газо- и нефтепроводов с инженерными комплексами осваиваемых территорий.