Для точного нахождения пластов угля и определения глубины их залегания необходимо пробурить скважины. Полученные керны (цилиндрические образцы) породы изучаются и анализируются.

Еще один метод разведки - каротаж. Он был разработан в первую очередь для поиска месторождений нефти и природного газа. При этом в скважину вводят ряд устройств для определения характера породы. Каротажный зонд опускают в скважину, а затем поднимают с определенной скоростью. Чувствительные приборы зонда определяют пористость и радиоактивность пород, обнаруживают сбросы (разрывы между разными пластами породы), а также удельное электрическое сопротивление пород - т. е. их электропроводность.

Толщина пластов угля может быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Независимо от этого применяются два основных метода его добычи: открытая (карьерная) и шахтная разработка. Открытая разработка производится, когда уголь залегает близко от поверхности. Такой метод часто используется в Австралии и США, а также при добыче лигнита в Восточной Европе. В большинстве карьеров Англии уголь добывают на глубине примерно 33 м. Самый глубокий находится в Германии - 325 м.

Карьерная разработка уродует местность. Сначала снимают верхние слои грунта и пород, которые сваливают в кучу вокруг выработок. Такая насыпь служит шумоизолирующим экраном и закрывает неприглядную картину от посторонних глаз.

Затем с помощью гигантских экскаваторов извлекают уголь. Самый большой экскаватор Англии - драглайн «Большой Джорди» емкостью 3000 т. Его ковш (в котором могут разместиться два обычных автомобиля) за один раз загребает до 100 т породы.

Емкость ковша «Большого Маски» (штат Огайо, США) - 10 000 т. А самый крупный роторный экскаватор емкостью 13 000 т добывает лигнит в карьере Гамбах в Германии. После извлечения всех рентабельных запасов угля производится рекультивация почвы и благоустройство района добычи.

Подземная разработка - основной метод добычи угля в Великобритании и континентальной Европе. Он также используется для добычи 40% угля в США и более 50% - в Австралии.

Многие пласты угля залегают на очень большой глубине. Самая глубокая шахта Англии уходит в глубь земли более чем на 1300 м. Добраться до пластов на такой глубине можно по вертикальному шахтному стволу. Шахтеры спускаются к месту работы подъемником - по нему также доставляют уголь на поверхность. Подземные горизонтальные выработки (забои) могут тянуться на несколько километров, поэтому электрические вагонетки перевозят рабочих и уголь между забоем и шахтой подъемника.

Там, где к углю есть доступ со стороны косогора, роют наклонный шахтный ствол - штольню. Здесь шахтеры перевозятся в вагонетках, а уголь подается наружу конвейером.

Есть два основных способа проходки глубокой шахты. Старый метод, по-прежнему чаще других используемый в США, называется камерно-столбовой системой разработки. Здесь шахтеры проделывают ряд штреков в угольных пластах, оставляя целики (столбы) угля для поддержания свода. Таким методом можно добыть только часть угля.

Выемка лавами, или разработка длинными забоями - основной метод добычи угля в Европе, все чаще применяемый и в США. В этом случае прорывают два параллельных туннеля на расстоянии примерно 20 м друг от друга. Врубовые машины курсируют между туннелями, подрубая лаву. По мере продвижения забоя свод обрушивается позади шахтеров. Так можно извлечь до 90% запасов угля.

Добыча угля связана с риском для жизни, и, несмотря на строгие меры безопасности, ежегодно под землей погибают сотни шахтеров. Да и сжигание угля чревато экологическими последствиями и приводит ко многим заболеваниям. При взаимодействии с углеводородами может развиться рак кожи, а дым и газы, выделяемые при сжигании угля, могут стать причиной рака и эмфиземы легких.

Угольные газы также содержат соединения серы, вызывающие кислотные дожди. В результате наносится вред растительности, гибнет рыба и другие представители водной фауны, разрушаются здания.

Углекислый газ - один из основных продуктов сжигания угля. Он относится к газам, являющимся причиной «парникового эффекта*: тепло поглощается атмосферой, я не уходит в открытый космос, вследствие чего происходит глобальное потепление климата.

При всех возникающих проблемах и продолжающемся поиске чистых источников энергии, запасов угля намного больше, чем более дешевых видов топлива - нефти и природного газа. Возможно, новые технологии сделают выгодной разработку месторождений, считающихся сегодня нерентабельными.

При существующих методах экономически оправдана добыча лишь 12% разведанных мировых запасов угля. Один из способов эффективного использования угля - его сжигание для производства газа. Другой предусматривает получение из него нефти, учитывая истощение нефтяных природных запасов.

3. Нефть

Нефть является основой современной промышленности и цивилизации. Она лее была и остается причиной многих международных конфликтов, а ее повсеместное использование наносит серьезный ущерб окружающей среде.

По своему составу нефть - сложная смесь соединений, среди которых преобладают углеводороды. Она встречается в нескольких видах - жидкая нефть, природный газ и густая фракция веществ, называемых асфальтенами или битумами. Нефть - вещество органическое, образовавшееся из останков живой материи, растений и животных. Поэтому нефть, природный газ, а также уголь, имеющий то же происхождение, относятся к ископаемым видам топлива.

Процессы, в результате которых образовалась нефть, протекали миллионы лет. Например, большая часть нефти в северной и центральной части Северного моря образовалась из останков одноклеточных морских водорослей и бактерий, которые осаждались в ил на морском дне в течение всего юрского периода (144-213 млн. лет назад). Эти останки перегнивали и медленно превращались в нефть под воздействием температуры и давления, пока ил и минеральные осадки под влиянием этих же факторов спрессовывались в слои горных пород.

Капельки нефти просачивались вверх сквозь поры или трещины в горных породах, пока не встречали более твердые слои, препятствовавшие их дальнейшему продвижению. Нефть скапливалась в таких местах, которые геологи называют «ловушками». Образование газа проходило в более глубоких пластах. Геологи считают, что в месторождениях южной части Северного полушария оно началось в каменноугольном периоде (300-286 млн. лет назад), когда в болотах стали формироваться угольные пласты останков мертвых растений. Угольные прослойки затем опустились и оказались под слоем горных пород. Под действием внутреннего тепла Земли на глубине около 4 км начал выделяться газ. Далее он двигался вверх через поры и разломы в горных породах, пока не попадал в «ловушку».

Огромное преимущество нефти состоит в том, что она чище и дешевле, чем угол транспортируется легче, чем газ. Нефть имеет массу областей применения. Ее иногда называют «Черным золотом», поскольку она дает примерно половину энергии, потребляемой сегодня во всем мире. Без нее остановилась бы большая часть транспорта, прекратили бы работу фабрики, заводы, системы центрального отопления и т. д.

Сырая нефть используется для получения разнообразных видов жидкого топлива: бензина различной степени чистоты, дизельного и авиационного топлива. Также из не получают масла и смазки, обеспечивающие работу машин и механизмов, асфальт дорожных покрытий и огромное количество соединений, используемых в химической промышленности. Вещества, полученные из нефти, применяются в косметической, фармацевтической, лакокрасочной промышленности, а также для производства удобрений, взрывчатых веществ, синтетических волокон, чернил, инсектицидов, пластмасс и резины, которая используется для изготовления автомобильных шин.

Месторождения нефти и природного газа обнаружены на каждом континенте, а также на континентальных шельфах. Некоторые из них активно разрабатываются, другие законсервированы. Оценка того, на какой период хватит нефтяных запасов, включает два фактора - объемы известных месторождений, разработка которых экономически целесообразна с точки зрения современной технологии, и уровень добычи в текущем году. Общемировые запасы нефти в 1989 г. были определены на 41 год вперед, исходя из уровня производства 1988 г. Однако при увеличении разведанных запасов, изменении интенсивности добычи и внедрении новых технологий оценка также меняется.

Самые большие запасы нефти сосредоточены в странах Ближнего Востока (около 65% от мировых). В конце 1980-х гг. Иран, Ирак, Кувейт и Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) обладали разведанными запасами нефти более чем на 100 лет при уровне добычи 1988 г.

В конце 1989 г. Саудовская Аравия, месторождения которой составляют 25% мировых, имела запасы, которых хватило бы на 90 лет при уровне добычи 1988 г. Открытие новых месторождений в этой стране в 1990 г. продлило этот срок более чем на 50 лет.

В конце 1980-х годов 15 республик, составлявших Советский Союз, были лидерами по нефтедобыче (18% от мировой). Среди них первое место занимала и продолжает занимать Россия, хотя нефть добывается также в Азербайджане, Казахстане, Кыргызстане, Таджикистане, Туркменистане, Узбекистане и Украине. США, занимающим второе место в мире по нефтедобыче, вместе с Канадой в 1990 г. принадлежало около 16% мировой добычи. За ними шли Саудовская Аравия, Иран, Мексика, Китай, Венесуэла, Ирак и Британия. Объем нефтедобычи увеличивают или сокращают в зависимости от спроса. Так, спад мировой экономики в начале 1990-х гг. привел к резкому снижению потребления нефти. Ведущее место в добыче природного газа также принадлежит республикам бывшего Советского Союза, в частности России. За ними следуют США, Голландия и Канада. Другими крупными газодобывающими странами являются Британия, Мексика, Норвегия и Румыния.

Благодаря широкому применению нефти ее добыча увеличилась с 10 миллионов баррелей (158,988 дм3) в день в 1950-х гг. до 65 миллионов баррелей в 1990 г., и за эти 40 лет нефть стала основным источником топлива и сырья в мире. В некоторых странах нефтепродукты были настолько дешевыми, что нефть нередко использовалась недопустимо расточительно.

Развитые страны часто используют собственные запасы нефти, а по мере роста потребности вынуждены импортировать недостающее количество. Основными экспортерами нефти в мире являются несколько развивающихся стран, которые быстро получают большую прибыль за счет добычи и экспорта нефти в развитые страны. Некоторые развивающиеся страны направляют доходы от нефти на решение социальных проблем -строительство школ, больниц и повышение уровня жизни в целом. Другие инвестируют свои «нефтедоллары» в крупные высокотехнологичные проекты - например, сооружение дорогостоящих заводов по опреснению морской воды в Саудовской Аравии или создание «Великой рукотворной реки* в Ливии, по которой вода из подземных резервуаров, расположенных под пустыней Сахара, будет перекачиваться к густонаселенному побережью Средиземного моря. Нефтяная политика

Нефть стала играть ключевую роль в международных отношениях. В 1967 г. нефтяные государства Ближнего Востока смогли предоставить широкомасштабную помощь своим арабским союзникам Египту, Сирии и Иордании во время их войны с Израилем.

Развивающиеся нефтяные государства стали оказывать все большее политическое влияние в мире через Организацию стран -экспортеров нефти (ОПЕК). ОПЕК была создана в 19бО г. Ираном, Ираком, Кувейтом, Саудовской Аравией и Венесуэлой. Позднее к ним присоединились Алжир, Эквадор, Габон, Индонезия, Ливия, Нигерия, Катар и Объединенные Арабские Эмираты.

В 1973 г., когда Египет и Сирия начали шестидневную войну против Израиля, ОПЕК резко взвинтила цены на нефть. Ряд стран договорились о совместном регулировании экспорта нефти, чтобы иметь в своих руках рычаг для давления на США и другие страны, поддержавшие Израиль.

С середины 1970-х гг. большинство нефтедобывающих стран Ближнего Востока стремились установить посредством ОПЕК -Новый экономический порядок», который придал бы развивающимся государствам больший вес в международных отношениях.

Политика ОПЕК поставила многие страны - импортеры нефти в трудное положение, создав дефицит топлива и породив инфляционные процессы. Но в начале 1980-х гг. развитые страны увеличили собственную добычу нефти. Наряду с общим спадом экономики это привело к снижению спроса на импортную нефть и к падению цен. Тем не менее, хотя ОПЕК была в выигрыше недолго, у многих ближневосточных правительств появилось чувство уверенности в своих силах.

Нефть становилась причиной новых конфликтов. В 1990 г. Ирак заявил, что Кувейт добывает нефть, принадлежащую Ираку, и что, поскольку экспорт Кувейта превышает квоту, установленную ОПЕК, это привело к снижению мировых цен. В результате, в августе 1990 г. Ирак вторгся в Кувейт, но уже в 1991 г. был изгнан оттуда войсками ООН. В ходе войны в Персидском заливе Ирак слил в его воды огромное количество нефти и поджег более половины всех нефтяных вышек на территории Кувейта. Черные тучи дыма затмили солнце на несколько месяцев, пока пожар не был потушен. Выбросы в море

Выбросы нефти в море происходят при мойке танкеров, при авариях на морских нефтедобывающих платформах и при ее транспортировке супертанкерами. По поверхности воды тонкой пленкой разливается т. н. нефтяное пятно, что ведет к массовой гибели морских птиц, животных и рыбы.

Когда в 1989 г. нефтяной танкер «Эксон Вальдес» напоролся на подводный риф в заливе Принца Уильяма на Аляске, в море вылилось около 240 000 баррелей нефти, что привело к загрязнению 1600 км береговой линии, включая побережье трех национальных парков и пяти заповедников. Компания «Эксон» предприняла беспрецедентную операцию по очистке, однако к тому моменту окружающей среде уже был причинен непоправимый ущерб. Но гораздо хуже и масштабнее, хотя и не так заметно, загрязнение океана, происходящее при сливе нефтепродуктов в реки или непосредственно в море из прибрежных промышленных предприятий.

Использование бензина в качестве топлива приводит к сильному загрязнению атмосферы во многих крупных городах. Выхлопные газы автомобилей и других установок, работающих на жидком топливе, содержат ядовитые соединения - окись углерода, продукты неполного сгорания углеводородов, окислы азота, свинец. Некоторые из них под действием солнечного света образуют соединения, вызывающие смог, который и сегодня висит над многими столицами мира - например, Мехико. Окислы азота при взаимодействии с капельками воды в облаках приводят к выпадению кислотных дождей, загрязняющих озера и реки и ведущих к гибели лесов. Во многих странах уже проведены или проводятся мероприятия по уменьшению вредных выбросов в атмосферу. Это и использование неэтилированного (не содержащего свинец) бензина, и оборудование автомобилей катализаторами, превращающими вредные выхлопные газы в безвредные. Однако все возрастающее потребление нефти и нефтепродуктов снижает эффективность этих мер.

Несмотря на открытие новых месторождений и технологий, понятно, что ископаемые виды топлива когда-либо исчерпаются, и что нефть, в частности, расходуется значительно быстрее, чем происходит естественное обновление ее запасов. Кроме того, даже при том, что цены на нефть растут, а расходуют ее псе более экономно, потребность в нефтепродуктах продолжает возрастать.

Однако общая картина не так уж мрачна, как это может показаться на первый взгляд. Эксперты установили, что разведанные запасы нефти составляют только третью часть от существующих. С появлением новых технологий станет возможным значительное увеличение используемых запасов нефти.

В начале 1990-х гг. американские ученые разработали технологию химического вытеснения. Нефть вымывается из горной породы при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ). Ранее этот метод не находил практического применения из-за высокой стоимости ПАВ. Однако сейчас ученые заявили, что нашли дешевое решение проблемы с использованием отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Они полагают, что этот метод позволит увеличить потенциальные запасы нефти в США более чем в шесть раз.

Другим дополнительным источником нефти являются смолистые пески, представляющие собой горные породы, пропитанные густой нефтью. Также пригодны для использования горные породы, получившие название нефтяных сланцев. Они богаты керогеном, из которого можно получать нефть.

Заключение

Добыча рудных полезных ископаемых, а также угля и нефти является основой развития современного мира. Но они постепенно исчерпываются, особенно нефть и уголь, что грозит развитым странам глобальным энергетическим кризисом.

Вместе с тем, единственным перспективным решением проблемы энергетического кризиса как следствия истощения запасов ископаемого топлива является разработка альтернативных источников энергии. А до тех пор необходимо рационально расходовать и тщательно беречь существующие запасы.

Исходя из этого основными требованиями по охране недр являются (ст. 23 Закона РФ «О недрах»):

- соблюдение установленного законодательством порядка предоставления недр и недопущение самовольного пользования;

- обеспечение полноты геологического изучения, рационального, комплексного использования и охраны недр;

- проведение опережающего геологического изучения недр, обеспечивающего достоверную оценку запасов полезных ископаемых или свойств участка недр, предоставляемого в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых;

- обеспечение наиболее полного извлечения запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов, а также достоверный учет извлекаемых и оставляемых в недрах их запасов;

- охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений;

- предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с недропользованием (подземное хранение нефти, газа, захоронение вредных веществ и отходов, сброс сточных вод);

- предотвращение накопления промышленных и бытовых отходов на

Список литературы

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Основы геологии, минералогии и петрографии. - М.: Высшая школа, 2008. - 400 с.

2. Еромолов В.А., Попова Г.Б., Мосейкин В.В., Ларичев Л.Н., Харитоненко Г.Н. Месторождения полезных ископаемых. Геология. - Издательство Московского государственного горного университета. - М.: 2007. - 576 с.

3. Норманн Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. - М.: Олипм-Бизнес, 2008. - 752 с.

4. Татаринов П.М. Условия образования месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр. - М.: 1963. - 370 с.

Страницы: 1, 2