ВПЛИВ ПРОЦЕСІВ ВИДОБУТКУ ЗАЛІЗНИХ РУД НА СТАН НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ЕКОЛОГІЧНУ БЕЗПЕКУ У КРИВОРІЗЬКОМУ ГІРНИЧОВИДОБУВНОМУ РЕГІОНІ : ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В Криворожский горнодобывающих регионах

Краткое содержание

Розділ І. Аналіз концептуальних засад розвитку екологічних криз та їх зв’язок  із видобутком мінеральних ресурсів

            З метою виявлення закономірностей трансформації геологічного середовища родовища залізних руд Криворізького залізорудного басейну під впливом гірничовидобувних робіт та наслідків для навколишнього середовища й екологічної безпеки було проведено аналіз концепцій природокористування, світових тенденцій розвитку видобутку залізних руд. Установлено місце й роль процесів видобутку мінеральних ресурсів у сучасній глобальній екологічній кризі.

Кризові явища у геологічній історії Землі з появою людини набувають специфічних рис взаємодії двох взаємопов’язаних систем – біосфери й соціуму. Антропогенні екологічні кризи народжують нові форми взаємодії суспільства й біосфери. Опис і аналіз чисельних випадків таких криз у геологічній історії та їх типологію можна знайти у роботах В.О.Берднікова, М.І.Будико, В.С.Голубєва, М.А.Голубця, О.А.Григор’єва, Л.М.Гумільова, Дж.Деймонда, Д.І.Люрі, Л.Вайта, В.С.Крисаченко, В.О.Межжеріна, М.М.Мойсеєва, С.Хантінгтона, О.Л.Чижевського, В.Л.Шовкаленко  та багатьох інших. Виходячи з робіт цих авторів локальні антропогенні кризи можна об’єднати єдиною схемою: вилучення природних ресурсів з оточуючого середовища для задовольняння своїх потреб – руйнація довкілля – занепад суспільства. Висловлені авторами погляди щодо антропного походження останніх у геологічній історії екологічних криз цілком відповідає концептуальними засадами біогеохімії В.І.Вернадського, де, по суті, закладено зміст терміну “техногенез”. У подальшому О.Є.Ферсман сформулював його, як «...геохімічну діяльність індустріальної людини». Сучасні дослідники (Е.В.Соботович, С.П.Ольштинський), спираючись на термін, визначений О.Є.Ферсманом, розуміють під цим явищем “сукупність геологічних, геохімічних, геоморфологічних, гідрологічних процесів викликаних виробничою діяльністю людства”. Техногенез, на думку переважної більшості філософів, та дослідників з інших галузей природничих наук, є рушійною силою глобальної екологічної кризи сьогодення.

Екстенсивне розширення меж техносфери сформувало у більшості дослідників уявлення про споконвічне й нездоланне протиріччя між людською цивілізацією й природою та тверде переконання про необхідність швидкого відходу від принципів сучасної економіки. Так, Р.Костанза, Р.Д’Арге, Р.де Гроот та інші члени цієї дослідницької групи розробили методики і провели кількісні, вартісні оцінки природного капіталу планети (відомі нам природні ресурси). За їх даними загальний природний річний капітал планети дослідники оцінюють у (16÷54)·10¹² $ / рік, що порівняно з сукупним світовим валовим національним продуктом (18·10¹² $/рік). Наведений факт говорить на користь висновків “Римського клубу” про наближення до природних меж економіки зростання й необхідність змін у принципах природокористування на цивілізаційному рівні. Альтернативою економічному зростанню постали концепції “збалансованого розвитку” та “стійкого розвитку”. Найбільш радикальні прихильники збалансованого розвитку (Я.Тінберген, П.Екінз, згадуваний раніше Р.Констанза), наполягають на якісних змінах у світовій економіці; переходу до системи відновлювальних і асимілюючих виробництв та встановлення рівноваги між темпами вилучення природних ресурсів та їх відновленням. Останнє знайшло розвиток у вельми цікавій концепції К.М.Трубецького та О.Є.Воробйова, що базується на створенні технологій для штучного прискорення геохімічних процесів міграції й концентрації речовини для чого, на думку авторів необхідно впроваджувати нові методи формування відвалів та сховищ для шламів збагачення, як майбутні техногенні родовища.

Указуючи на обмеженість ресурсів, якими може скористатися людство, і неминучість екологічної катастрофи А.Гор, Р.Констанза, Дж.Медоуз, А.Печчеї, Дж.Форестер... роблять висновок про відмову від економічного зростання, переходу до "глобальної рівноваги", “Нульового зростання”. Необхідність таких змін доведена у роботах фундаторів “Римського клубу” (Дж.Форрестера, Дж.Меддоуза, А.Месаровича). Вони показали, що існують «межі зростання».  Виснаження природних ресурсів почне позначатися уже в 2010 році, якщо нові технології не зменшать споживання природних ресурсів на 75%. З цим пов’язаний і кризовий рівень  забрудненням навколишнього середовища, що позначиться на зростанні населення з 2040 року.

Проте, нульові темпи розвитку не вирішують проблему вичерпання ресурсів, а лише віддаляють кризу. Створення умов рівноваги у системі "суспільство-природа" суперечить  еволюції, здатне викликати біфуркацію, що за одних умов призводить до породження нових структур, а за інших, до руйнування.

Практичними кроками до реалізації ідей “нульового розвитку” є інженерні  розробки й технологічні схеми, які дозволяють створити екологічно збалансований промисловий комплекс із нульовими викидами. Ідею “нульових викидів” для гірничовидобувних галузей, основних “виробниках” відходів плідно розвиває А.Г.Шапарь. Він пропонує технології відкритих гірничих робіт побудувати таким чином, щоб мінімізувати площі вилучених земель під час розробки і повернути їх для господарського використання після того, як родовище буде відпрацьоване шляхом внутрішнього утворення відвалів, у межах самого кар’єру для умов Кривбасу.

Тож можна констатувати, що попри відмінності у концепціях природокористування, створенні замкнених виробничих циклів, вторинного використання ресурсів і т. і., єдиним ґрунтом сучасної цивілізації, як і мільйон років тому, залишаються не відновлювальні мінеральні ресурси. Відносини людини й природи в сенсі користування мінеральними, не відновлювальними природними ресурсами не змінилися з часів палеоліту. По суті, ми залишилися у цьому питанні на позиціях мисливців-збирачів – тип привласнюючої, не відтворювальної економіки. Це принципова відмінність гірничовидобувних галузей від лісового чи сільського господарства, машинобудування. тощо. Техногенез надр – критичний критерій наших стосунків із природою.

Розділ 2. Методологічні аспекти еколого-геологічно оцінки тенденцій  розвитку видобувних робіт

Загальний обсяг мінеральних ресурсів, що утягуються щорічно в господарський обіг наприкінці ХХ століття за оцінками Певзнера М.Е. і КостовецькогоВ.П. сягало 10 т / людину. У  відходи, за різними джерелами потрапляє, від 98 до 90% мінеральної сировини. Це й обумовлює характерні риси техногенних ландшафтів - полігони відходів і промислові зони. Їх площа на землі, у 60-ті роки охоплювала 4,5 млн. км² (Котлов М.Ф.), тобто близько 3% суші. У 2000 році, за даними Світового банку, вона перевищувала 6,0 млн. км² . Для одержання тони стали потрібно 5,3-7 тонн залізорудної сировини. У процесі добування цієї кількості виймається з надр, переміщується й розташовується, здебільше на поверхні, до 60 т гірничої маси. Видобуток 1 млн. т залізної руди порушує від 14 до 640 га земель, марганцевої руди – 76-600 га, вугілля – 2,6-4,3 га.  Кожен кілограм золота, вироблений у США, залишає на поверхні переміщені з надр 3000 т гірських порід. Загальна цифра гірничої маси, яка вилучалася з надр і була переміщена на поверхні щорічно, наприкінці ХХ століття оцінювалася у (5,0–9,5)·10¹⁰ т. Ці цифри річних обсягів, приблизно відповідають сумарному видобуванню гірничої маси впродовж тридцяти років, з 1950 до 1980 років (Гірниче Бюро США). Згідно нашим підрахункам, загалом, за останні п’ятдесят років із надр на поверхню переміщена гірська порода масою 2·10¹¹- 10¹² т. На земній кулі існують тисячі місць, де на обмеженій території, порядку (2-6)х10² км² річний видобуток мінеральних ресурсів сягає 10⁷- 10⁸ т/рік із пропорційним залученням до техногенної трансформації 10⁰- 10¹ км³ земної кори. Тільки у Криворізькому залізорудному басейні за 120 років добуто (2,6–3,0)·10⁹ т залізної руди.

Зростання обсягів видобутку мінеральної сировини викликає відповідне зростання енерговитрат  для технологічних потреб. На Криворізькому металургійному комбінаті фактичні енерговитрати складають близько 12000 кВт/т. За даними Г.К. Келлога, Б. Коммонера в США на виплавку тони чавуну в 70 - 80 роки витрачали 7470 - 7530 кВт-годин.

Стоп'ятдесятирічна історія США ілюструє, що зміни технологій відбивалися у зміні пріоритетів добування й споживання паливних ресурсів. Але, незмінною залишалася тенденція: чим вище рівень життя, тим вище рівень споживання енергії, а кожна зміна технологій супроводжувалася збільшенням темпів росту споживаної енергії. Принципово, що протягом XX століття споживання енергії зросло на порядок, а к.к.д. лише на 15-19%.

Зазначені світові тенденції знаходять відображення у промислових розробках залізних руд Кривбасу. Зокрема виявлена періодична зміна пріоритетів у застосуванні відкритого та підземного способів розробки покладів, табл. 1. Поряд з часовим, у табл. 1 визначено чільний фактор, що, на нашу думку, обумовлює пріоритетність того чи іншого способу розробки. У тому випадку, коли потрібно було різке збільшення обсягів видобутку сировини з низькою собівартістю, без урахування екологічного фактора, пріоритет віддавався відкритим гірничим роботам. Підземні роботи більшою мірою відповідають вимогам охорони навколишнього середовища, зокрема, збереженню земельних ресурсів. Проте не можна не помітити, що упродовж усієї історії розробки.