Горнодобывающая промышленность США

Значение промышленности США в мировой экономике

США - передовая держава, обладающая большой производственной мощью и огромным потенциалом развития. В первые послевоенные десятилетия лидирующее положение США в мировом хозяйстве было бесспорно. Война избавила эту страну от серьезных конкурентов, но не надолго. Экономический подъем Западной Европы, и промышленный рывок Японии существенно изменили это положение. Угроза лидирующей роли США в мировом хозяйстве вызвала необходимость решительных мер: в США заметно возросли расходы на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, ускорились и углубились процессы перестройки промышленности в пользу наукоемких отраслей, возникли и получили развитие новые методы стимулирования научно-технического прогресса.

Промышленность остаётся динамично развивающейся сферой экономики США. Индекс промышленного производства США в 2001 г. равнялся 127,1, аналогичный показатель по промышленно развитым странам составил 113,4. На долю США приходится 34% мирового промышленного производства. Промышленность США потребляет около 1/3 сырья добываемого в мире, включает три группы общественного производства: добывающую промышленность, обрабатывающую промышленность и электроэнергетику.

Минеральное сырье, необходимое для обеспечения оборонной промышленности и бесперебойного функционирования ее сырьевой базы, иногда называют стратегическим. В США постоянно поддерживается определенный запас (государственный резерв) стратегических материалов, причем более половины потребности в 22 видах минерального сырья приходится удовлетворять за счет импорта. Среди импортируемых минералов важное место занимают хром, олово, цинк, вольфрам, иттрий, марганец, платина и платиноиды, а также бокситы (алюминиевые руды).

Ресурсный потенциал США

США обладают богатыми и разнообразными ресурсами полезных ископаемых. Особенно велики топливно-энергетические ресурсы. Имеются крупные запасы руд черных и цветных металлов, горнохимического сырья и др.

Уголь является важным национальным природным ресурсом в первую очередь благодаря своей энергетической ценности. Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Уголь – самый распространенный вид энергоресурсов, но на планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет.

Ископаемый уголь – важнейший и наиболее распространенный источник энергии в США. Страна располагает самыми большими в мире промышленными запасами угля (всех типов), которые оцениваются в 444,8 млрд. т, общие запасы в стране превышают 1,13 трлн. т, прогнозные ресурсы – 3,6 трлн. т. Крупнейший поставщик угля – штат Кентукки, за ним следуют Вайоминг и Западная Виргиния, Пенсильвания, Иллинойс, Техас (в основном лигнит), Огайо, Индиана и Монтана. Примерно половина запасов высокосортного угля сосредоточена в Восточной (или Аппалачской) провинции, протянувшейся с севера на юг от северо-западной Пенсильвании до северной Алабамы. Эти высококачественные угли каменноугольного периода используются для производства электроэнергии и получения металлургического кокса, потребляемого при выплавке железа и стали. К востоку от этого угленосного пояса в Пенсильвании находится угольный бассейн площадью около 1300 кв. км, на который приходится почти вся добыча антрацита в стране.

Самые крупные запасы угля размещаются на севере Центральных равнин и в Скалистых горах. В угольном бассейне Паудер-Ривер (шт. Вайоминг) угольные пласты мощностью около 30 м разрабатываются открытым способом гигантскими экскаваторами-драглайнами, тогда как в восточных районах страны даже маломощные (около 60 см) пласты часто доступны для выемки лишь подземным способом. На бурых углях Северной Дакоты работает крупнейшее в стране предприятие по газификации угля.

Запасы бурых и каменных (полубитуминозных) углей верхнемелового и третичного возраста в западных районах Северной Дакоты и Южной Дакоты, а также в восточных районах Монтаны и Вайоминга многократно превышают объем угля, добытого до сих пор в США. Крупные запасы каменных (битуминозных) углей мелового возраста имеются в межгорных осадочных бассейнах провинции Скалистых гор (в штатах Монтана, Вайоминг, Колорадо, Юта). Далее к югу угольный бассейн продолжается в пределах штатов Аризона и Нью-Мексико. Небольшие угольные месторождения разрабатываются в штатах Вашингтон и Калифорния. Почти 1,5 млн. т угля ежегодно добывается на Аляске. Запасов каменного угля США при современных темпах его потребления должно хватить на несколько сотен лет.

Потенциальным источником энергии является метан, содержащийся в угольных пластах; его запасы в США оцениваются более чем в 11 трлн. м3.

Угленосные провинции (Восточная, Внутренняя, Южная, на севере Великих равнин, в Скалистых горах, Тихоокеанская) занимают 10% территории США (достоверные запасы - 1,6 трлн. т - третье место в мире после Китая и России). В Восточной провинции расположены Аппалачский и Пенсильванский бассейны. Во Внутренней провинции - Иллинойский и Западный. На севере Великих равнин находится самый крупный буроугольный бассейн Форт-Юнион. В Скалистых горах выделяется бассейн Юнита (в штатах Юта и Колорадо). Имеются большие запасы угля на Аляске.

В результате научно-технического прогресса уголь потерял таких потребителей, как флот, железные дороги и коммунальное хозяйство. Теперь его используют преимущественно электростанции./3, с.76/

По разведанным запасам нефти и, которые составляют 3,7 млрд т, США находится в составе первой десятки но на последнем месте. В последние два-три десятилетия, судя по оценкам, ее разведанные запасы имеют тенденцию к постоянному уменьшению.

В США разведаны и разрабатываются десятки больших и малых нефтегазоносных бассейнов, а общее число месторождений нефти и газа достигает примерно 15 тыс.

С 1859 г. в стране было пробурено более 2,5 млн нефтяных скважин, или в четыре раза больше, чем во всех остальных странах мира, вместе взятых. Такие масштабы бурения уже сами по себе свидетельствуют о том, что в США резко преобладают скважины с искусственным подъемом нефти (их 95%), а не фонтанирующие (их всего 5%), средняя глубина нефтяного бурения уже превысила 1700 м., поэтому затраты на добычу нефти и, соответственно, ее себестоимость все время возрастают, влияя на эффективность работы отрасли.

В таких условиях США стали все больше ориентироваться на импорт нефти из развивающихся стран, прежде всего из района Персидского залива, Карибского бассейна, Западной Африки.

Это позволяло экономить собственные нефтяные ресурсы, создавать федеральные стратегические запасы важнейшего вида топлива, обеспечивая тем самым энергетическую безопасность страны. Подобная политика оказывалась вполне действенной в условиях низких цен на нефть. Когда же на рубеже XX и XXI вв. эти цены резко поднялись, ее пришлось пересматривать.

От консервации собственных нефтяных ресурсов США переходят к увеличению добычи и строительству большого количества новых нефтеперерабатывающих заводов. Это должно привести к большему самообеспечению США нефтью и нефтепродуктами и уменьшить их зависимость от импорта, в особенности из стран — членов ОПЕК. После свержения режима С. Хусейна США рассчитывают и на иракскую нефть.

Добыча нефти ведется примерно в 20 штатах США. Почти 9/10 добычи обеспечивают всего пять штатов: Техас, Аляска, Луизиана, Калифорния и Оклахома.

Крупных нефтедобывающих районов в США всего три.

В первый — самый большой из них — район Юго-Западного Центра можно включить такие нефтяные бассейны, как Западный Внутренний, Пермский и Галф. В течение длительного времени добыча в этом районе велась только на суше.

Юго-Западный Центр — главный в США и крупнейший в мире район нефтепереработки, которая концентрируется у Хьюстона. Здесь берут начало самые протяженные в США нефте- и продуктопроводы, связывающие Техас и Луизиану с Нью-Йорком, Чикаго и другими городами Северо-Востока и Среднего Запада.

В качестве второго крупного нефтяного района США можно выделить Южную Калифорнию. Нефть здесь была обнаружена перед Второй мировой войной. Добыча ведется как на суше, в том числе в городской черте Лос-Анджелеса, так и в пределах континентального шельфа.

Третий, самый молодой нефтяной район США — Аляска.

В конце 1980-х гг. добыча нефти на Аляске достигла 100 млн т в год, и по этому показателю она заняла второе место в стране после Техаса. «Нефтяная лихорадка» оказала огромное воздействие на всю экономическую и социальную жизнь Аляски. Отчисления от продажи нефти в 1980-х гг. составили 85% всех доходов, поступающих в казну штата. Эти доходы оказались настолько большими, что на Аляске были отменены подоходный налог и налог на покупки.

Добыча нефти на месторождении Прадхо-Бей достигла своего максимального уровня (110 млн т) в 1988 г. и к концу 1990-х гг. сократилась до 50—60 млн т.

В последние годы заметно активизировались поисковые работы на нефть и газ в разных районах Аляски, включая шельфовые зоны морей. Здесь уже найдены и готовятся к эксплуатации несколько месторождений, которые также являются смешанными материково-шельфовыми. Но запасы их довольно скромные и не смогут возместить снижение добычи.

Запасы железной руды находятся в районе оз. Верхнее (штаты Мичиган и Миннесота), однако содержание железа в этих рудах невысокое. Значительны ресурсы молибдена и вольфрама в месторождениях Горных штатов. Основные месторождения меди расположены к западу от Миссисипи в штатах Аризона, Юта, Нью-Мексико, Монтана. Цинковые руды встречаются в месторождениях штатов Теннеси и Ныо-Джерси. По запасам свинца США входят в группу мировых лидеров (наряду с Австралией и Канадой). Свинцово-цинковые руды сконцентрированы в штатах Айдахо, Юта, Монтана, Миссури.

Драгоценные металлы (золото, серебро, металлы платиновой группы) встречаются во многих областях Кордильер. По запасам урана США находятся на одном из первых мест в мире.

Свинец используется главным образом при изготовлении автомобильных аккумуляторов и присадок тетраэтилата свинца к бензину (в последнее время применение токсичных свинцовых присадок сокращается в связи с ограничениями на использование этилированного бензина). Около четверти добываемого свинца расходуется на нужды строительства, связи, электротехнической и электронной промышленности, на изготовление боеприпасов, красителей (свинцовых белил, сурика и др.), свинцового стекла, хрусталя и керамических глазурей. Кроме того, свинец применяется в керамическом производстве, для изготовления типографских шрифтов, в антифрикционных сплавах, в качестве балластных грузов или гирь, из него делают трубы и контейнеры для радиоактивных материалов. Свинец – основной материал для защиты от ионизирующего излучения. Бóльшая часть свинца подлежит повторному использованию (исключение составляют стеклянные и керамические изделия, химикаты и пигменты). Поэтому потребности в свинце могут покрываться в значительной степени за счет переработки металлолома.

Добыча свинцовых руд ведется в 48 странах; ведущие производители –Австралия (16% мировой добычи, 1995), Китай (16%), США (15%), Перу (9%) и Канада (8%),

В США основной производитель свинцовой руды – штат Миссури, где в долине р. Миссисипи 8 рудников дают 89% общей добычи свинца в стране (1995). Другие районы добычи – штаты Колорадо, Айдахо и Монтана. На Аляске запасы свинца связаны с цинковыми, серебряными и медными рудами./2, с.59/

Цинк широко применяется для цинкования – нанесения гальванических покрытий, предохраняющих от ржавления поверхности стальных и железных листов, труб, проводов, металлических сеток, фасонных соединительных деталей трубопроводов, а также для производства латуни и других сплавов. Соединения цинка служат пигментами, люминофорами и т.д.

В США ведущее место по добыче цинка занимает штат Теннесси (55%), за ним следуют штаты Нью-Йорк и Миссури. Другие значительные производители цинка – Колорадо, Монтана, Айдахо и Аляска. Весьма перспективно освоение крупного месторождения Ред-Дог на Аляске.

Никель. Около 64% всего производимого в мире никеля используется для получения никелевой стали, из которой делают инструменты, станки, броневые листы и плиты, посуду из нержавеющей стали и другие изделия; 16% никеля расходуется на гальванические покрытия (никелирование) стали, латуни, меди и цинка; 9% – на суперсплавы для турбин, авиационных креплений, турбокомпрессоров и т.п. Никель применяется при чеканке монет (например, американская пятицентовая монета содержит 25% никеля и 75% меди).

В США месторождения никелевых руд отсутствуют, и никель извлекают в качестве побочного продукта на единственном заводе по рафинированию меди, а также вырабатывают из скрапа (металлолома).

Кобальт составляет основу сплавов исключительно высокой прочности (суперсплавы) для промышленных и авиационных газотурбинных двигателей, а также для изготовления мощных постоянных магнитов.

В США кобальт не производится, хотя его непромышленные запасы (1,4 млн. т) имеются в Миннесоте (0,9 млн. т), Калифорнии, Айдахо, Миссури, Монтане, Орегоне и на Аляске.

Олово используется для изготовления белой (луженой) жести. Из-за нетоксичности эта жесть (сталь, покрытая тонкой пленкой олова) идеально подходит для хранения пищевых продуктов. В США 25% олова расходуется на изготовление консервных банок. Другие аспекты применения олова – припай, изготовление шпатлевок, оловянной фольги, бронзы, баббитов и других сплавов.

Молибден применяется главным образом в производстве легированных сталей для станкостроения, нефтегазовой, химической и электротехнической промышленности и транспортного машиностроения, а также для производства броневых плит и бронебойных снарядов. Главный рудный минерал молибдена – молибденит (сульфид молибдена). Этот мягкий минерал черного цвета с ярким металлическим блеском часто ассоциирует с сульфидами меди (халькопирит и др.) или вольфрамитом, реже – касситеритом.

Первое место в мире по добыче молибдена занимает США, где его добыча в 1995 выросла до 59 тыс. т. Первичный молибден добывают в Колорадо (на крупнейшем в мире руднике Хендерсон) и Айдахо; кроме того, молибден извлекают в качестве побочного продукта в Аризоне, Калифорнии, Монтане и Юте.

Вольфрам входит в состав сверхтвердых износостойких инструментальных сплавов, в основном в форме карбида. Используется в нитях накаливания электроламп. В США действует один вольфрамовый рудник в Калифорнии./6, с.105/

Ртуть – единственный металл и минерал, жидкий при обычной температуре (затвердевает при -38,9° C). Самая известная область применения – термометры, барометры, манометры и другие приборы. Ртуть используют в электротехнической аппаратуре – ртутных газоразрядных источниках света: ртутных лампах, люминесцентных светильниках, а также для изготовления красителей, в стоматологии и проч.

В США киноварь добывается на одном руднике в Неваде, некоторое количество ртути извлекают в качестве побочного продукта при добыче золота в Неваде и Юте.

Золото. Общий объем добычи золота в мире составляет 2200 т (1995). Первое место в мире по добыче золота занимает ЮАР (522 т), второе – США (329 т, 1995). Старейший и самый глубокий золотой рудник в США – Хоумстейк в горах Блэк-Хилс (Южная Дакота); добыча золота там ведется свыше ста лет. В 1988 объем производства золота в США достиг пикового значения. Основные районы добычи сосредоточены в Неваде, Калифорнии, Монтане и Южной Каролине. Современные методы экстракции (иманирование) делают рентабельным извлечение золота из многочисленных бедных и убогих месторождений. Некоторые золотые рудники Невады дают прибыль даже при содержании золота в руде не более 0,9 г/т. На протяжении истории США золото добывалось на 420 рудниках коренных (жильных) месторождений на западе страны, на 12 приисках из крупных россыпных месторождений (почти все на Аляске) и из мелких россыпей на Аляске и в западных штатах.

Серебро, как и золото, относится к благородным металлам металлам. Однако его цена по сравнению с ценой золота еще недавно составляла 1:16, а в 1995 сократилась до 1:76. Около 1/3 серебра, полученного в США, идет на кино- и фотоматериалы (в основном пленку и фотобумагу), 1/4 используется в электротехнике и радиоэлектронике, 1/10 расходуется на чеканку монет и изготовление ювелирных изделий, на гальванические покрытия (серебрение).

В США 77% серебра добывается в Неваде (37% добычи), Айдахо (21%), Монтане (12%) и Аризоне (7%).

Платина – самый редкий и дорогостоящий драгоценный металл. Используются ее тугоплавкость (температура плавления 1772° C), большая прочность, стойкость против коррозии и окисления, высокая теплоэлектропроводность. Наиболее широкое применение платина находит в автомобильных каталитических нейтрализаторах (способствующих дожиганию горючего с целью удаления вредных примесей из выхлопных газов), а также в платиново-рениевых катализаторах в нефтехимии, при окислении аммиака и проч.

В США в 1987 началась разработка месторождения в Стиллуотере (Монтана), где было получено 3,1 т платиновых металлов, причем самой платины – 0,8 т, остальное – палладий (самый дешевый и наиболее широко применяемый из платиноидов)./10, с.38/

Германий. Крупнейший потребитель германия – инфракрасная оптика, используемая в компьютерах, приборах ночного видения, системах наведения и прицелах ракет, исследованиях и картографировании земной поверхности со спутников. Германий применяется также в оптиковолоконных системах (добавки тетрафторида германия в стекловолокно) и в электронных полупроводниковых диодах.

Запасы германия в США оцениваются в 450 т. Он заключен преимущественно в месторождениях сульфидных цинковых (сфалеритовых) руд в центральной части Теннесси, а также в зоне развития оксидных железных руд в старом медном руднике Апекс (шт. Юта).

Уран. Переработка 1 кг урана позволяет произвести столько же энергии, сколько дает сжигание 15 т угля. Урановые руды служат сырьем для получения других радиоактивных элементов, таких как радий и полоний, и разных изотопов, в том числе легких изотопов урана. Главные минералы урановых руд – урановая смолка уранит (настуран) и карнотит (желтый урано-ванадиевый минерал, образующий вкрапленность мелких зерен в песчаниках).

Большая часть запасов урана США сосредоточена в грубо- и тонкозернистых карнотитовых песчаниках с настураном, разработка которых ведется в штатах Аризона, Колорадо, Нью-Мексико, Техас, Юта, Вашингтон и Вайоминг. В Юте имеется крупное месторождение урановой смолки (Мэрисвейл). В США в 1995 общий объем добычи урана составлял 2360 т (в 1980 – 20 тыс. т). Почти 22% электроэнергии в США вырабатывается атомными электростанциями, на которых действуют 110 ядерных реакторов, что гораздо выше соответствующих показателей в других странах.

К важнейшим видам горно-химического сырья относятся фосфатные руды, калийная и поваренная соли, сера и др. Фосфатные руды и калийные соли используются в качестве сырья для производства минеральных удобрений. Фосфатные руды в США представлены крупными местрождениями

Слюды. Промышленное значение имеют два вида природной слюды: мусковит и флогопит. Слюда ценится за совершенную спайность, прозрачность и за высокие тепло- и электроизоляционные свойства. Листовая слюда применяется в электротехнической промышленности как диэлектрик для конденсаторов и в качестве изоляционного материала. США занимают первое место в мире по производству слюдяного скрапа и мелкочешуйчатой слюды, причем 60% продукции приходится на долю Северной Каролины (пегматиты).

Оптический кварц и пьезокварц. Кварц по распространенности в земной коре занимает второе место после полевых шпатов, но его чистые бездефектные кристаллы (бесцветные прозрачные – горный хрусталь; темные, почти черные, просвечивающие или непрозрачные – морион) встречаются крайне редко. Кварц играет важную роль в оптических приборах (горный хрусталь) и в современных средствах связи, радиотехнике, электронике, гидроакустике, дефектоскопии, в кварцевых часах и многих других устройствах, использующих пьезоэлектрические свойства кварца (пьезокварц – горный хрусталь и морион).

В США в Арканзасе добывают высококачественные кристаллы горного хрусталя, который широко используется в ювелирных изделиях. Там же добывают кварц с дефектами, непригодный для электроники, но использующийся для выращивания искусственных кристаллов пьезокварца. В 1995 в США добыто 500 т такого кварца и произведено на его основе 300 т кристаллов синтетического кварца./6, с.1026/

Недра США богаты разнообразными полезными ископаемыми. Но длительная нерациональная разработка привела к истощению ряда лучших месторождений, однако НТР открыла возможность использовать менее богатые и качественные месторождения, что заметно восполнило сырьевую базу США. Особенно значительны запасы угля, молибдена, серы, фосфоритов и калийных солей. Могут обеспечить потребности национального производства месторождения железной и медной руд, в несколько меньшей степени свинцово-цинковых и урановых руд. Мало или нет совсем марганцевых руд, олова, никеля, графита, хромитов, бокситов, редких металлов.

Ресурсы нефти и природного газа потенциально велики, но разрабатываемые месторождения быстро истощаются, а изыскания и ввод в эксплуатацию новых месторождений идет очень медленно. Объясняется это тем, что монополиям выгоднее использовать минеральные богатства развивающихся стран, где стоимость добычи много ниже, чем в США, а также Канады и Австралии. Вследствие этого в импорте возрастает доля минерального сырья и топлива, роль национальной минеральной базы снижается.

Разнообразные природные условия и ресурсы были и остаются хорошей естественной базой для развития хозяйства. Вместе с тем масштабы и расточительный характер их использования ухудшают состояние природной среды и одновременно ведут ко все большему загрязнению воздуха и воды.

Краткая характеристика основных рудников США

Разработка рудных месторождений в США началась еще в конце 19 века и горнодобывающая промышленность имеет большую историю. В Штатах существует довольно жесткое природоохранное законодательство, Департаменты природных ресурсов наделены солидными полномочиями и вновь образующиеся горнорудные компании стремятся работать по-новому — безопасно для себя и окружающего мира. До сих пор на многих старых рудниках ведутся работы по ликвидации последствий экологических нарушений.

1. Рудник «Крипо Крик» по добыче золота открытым способом находится в г. Victor штата Колорадо. Разработку месторождения ведет компания — Cripple Creek and Victor Mine Company.

Общая площадь рудника около 700 га. Несколько площадок, где идут процессы цианирования, занимают площадь около 60 га. Цианирование осуществляется по замкнутой системе и сбросов цианидосодержащих стоков в хвостохранилища не происходит. Эти площадки размещены на участках с глубоким залеганием грунтовых вод. За уровнем и качественным составом грунтовых и подземных вод установлен постоянный контроль. Площадки имеют хорошую лайнерную систему: по дну ложа хвостохранилища укладываются главная и отводные дрены для грунтовых вод, с целью предотвращения их загрязнения в случае попадания цианидов, а затем сверху все покрывается обезвоженной глиной и двойной пленкой. Стандарты «щенки»: АН-441 IFF, LSTIOOA004, 100 MIL. Надежность лайнера проверяется и контролируется приборами, путем подачи высокого давления. Такая же лайнерная система есть и под площадками для хранения пустых отвалов.

На случай выпадения осадков вокруг площадок, где идут процессы цианирования, предусмотрены обводные каналы. Вода по каналам собирается в отстойник, где постоянно ведется контроль за их качественным составом. Если эти качественные показатели не соответствуют стандартам, то воду направляют на очистку — очистные сооружения.

Ежегодно компания затрачивает огромные средства на проведение лабораторных исследований качественных параметров воды поверхностных водоемов. Например, в 2004 году эта сумма составила 300 тыс. долларов.

Одновременно с разработкой рудника на отработанных участках проводится рекультивация. В основном это лесовосстановительные работы. Участки засаживаются деревьями и растениями, которые характерны для данной местности. Каждая новая посадка отмечается флажком красного цвета, чтобы наглядно видеть в дальнейшем, как приживается растение или дерево. Плодородие почв поддерживается за счет внесения удобрений.

Компания уже накопила определенный опыт рекультивационных работ и добивается восстановления растительного покрова на отработанных участках в течение одного года./7, с.58/

2. Рудник «San Luis» по добыче золота открытым способом (штат Колорадо).

Сравнительно молодой рудник, занимает площадь около 500 га. Здесь получают самое высококачественное золото в штате. Технология извлечения золота имеет очень много общего с технологией, которую планируют применять на Агинской золотоизвлекательной фабрике на Камчатке.

В год на руднике добывается 2 млн. тонн руды. Добыча руды идет открытым способом до глубины 40 м и довыработка составляет — 20 метров. Руда проходит 3 этапа дробления: до диаметров 10 см, 1см и до 0,053 см. Далее она обезвоживается и порошкообразное сырье поступает через фильтры в 1 — 4-ый баки (всего их восемь), где и происходит цианирование. В пятом баке масса разделяется на цианиды и золото. Цианиды поступают опять в первый бак, а золото идет на обжиг в печь. Цианидосодержащие стоки закачиваются в 6-ой, 7-ой и 8-ой баках, где, в результате добавки химреагентов, они нейтрализуются. Получившаяся жидкая пульпа перекачиваются в хвостохранилище. Для снижения фильтрации цианидов в почву здесь применяются комбинированные лайнеры (защитный экран), состоящие из следующих слоев: глина - синтетическое волокно — щебень — собственно лайнер (пленка соответствующего стандарта).

Обогатительная фабрика и хвостохранилище находятся па площадках с глубоким залеганием грунтовых и подземных вод (6-10 м), они располагаются на скальных грунтах. Такой естественный грунт послужит препятствием проникновению цианидов в подземные горизонты в случае разрыва лайнера хвостохранилища или аварии на фабрике.

Программа по рекультивации рудника рассчитана на 8 лет.

3. Шахтный рудник Summitville по добыче золота (штат Колорадо).

Рудник имеет площадь 130-140 га и расположен на юге штата, в долине реки Риогранд, на высоте 1500 м над уровнем моря.

В 1992 году рудник закрыт на рекультивацию, т.к. потерпел экологическое бедствие в результате загрязнения поверхностных вод цианидами. Окружающей природной среде нанесен огромный ущерб.

Рудник почти отработан, но компания покинула его, не произведя рекультивации. Страховой залог не был внесен. Поэтому все проблемы взяло на себя правительство штата. Работы проводятся и финансируются в рамках Программы по ликвидации зон чрезвычайного бедствия. На рекультивацию рудника было выделено 50 миллионов долларов, и объявлен конкурс на лучший проект. Выиграла конкурс компания Environmental Chemical Coгрoration. В рекультивационных работах занято 40 человек.

Программа рекультивации рудника предусматривает проведение восстановительных работ за пять лет, однако экологический мониторинг планируется проводить в течение десяти лет.

Экологическая обстановка в районе рудника продолжает оставаться сложной. В настоящее время построена фабрика по очистке собираемых со всей площади рудника стоков.

4. Шахтный рудник «Черное облако» по добыче свинца и цинка (, штат Колорадо).

Это очень старый рудник, который занимает площадь около 250 га. С 1970-го года здесь функционирует фабрика по добыче свинца и цинка, построенная компанией ASARCO. На предприятии работает 150 человек.

На руднике не все в порядке с экологией. Компания решила рекультивировать шахту, построенную в 1891 году, и засыпала ее пустыми отвалами, состав которых не был достаточно изучен. Начались и не прекращаются до сих пор процессы вымывания вредных химических элементов. Как следствие — загрязнение и отравление речных систем.

5. Шахтный рудник по добыче молибдена №715 (штат Колорадо).

Месторождение разведано в 1914 году. Рудник расположен на высоте 3500 м над уровнем моря на водоразделе двух рек. Владелец лицензии на разработку месторождения — компания «Climax Molybdenum Company».

Разработка месторождения ведется как открытым, так и подземным способами. Рудник имеет три хвостохранилища, в которых размещается 500 млн. тонн хвостов. Хвостохранилища не были снабжены при строительстве защитными экранами. Поэтому компании приходится затрачивать огромные средства на ликвидацию последствий попадания цианидов в подземные горизонты, а также на строительство дамб по обвалованию хвостохранилищ, которые из года в год «плывут». Два хвостохранилища на сегодня уже закрыты, проведены необходимые профилактические работы и осуществляется постоянный экологический мониторинг.

На руднике имеются водоотводы для сбора талых вод, которые состоят из двух параллельных обводных каналов: первый канал улавливает всю воду со склонов сопок, а второй предусмотрен на случай сильною таяния снега и большого количества осадков (дождей)./8, с.67/

6. Рудник «Edgar» (штат Колорадо).

Ранее на шахтном руднике «Edgar» велась добыча золота, серебра, свинца и цинка. В 1921 году рудник закрыт. В настоящее время он используется как экспериментальный полигон для обучения студентов и прохождения стажировки специалистов по проблемам эксплуатации рудных месторождений. Несмотря на то, что рудник не действует, до настоящего времени ведется мониторинг качества сточных и поверхностных вод. Результаты наблюдений показывают, что загрязнение реки продолжается и она до сих пор «мертва».

7. Рудник «Homeslake» (штат Калифорния).

Площадь рудника составляет 500 га. Рудник действует с 1983 года, но предварительные фоновые исследования территории проводились в течение 5-ти лет.

Это современный рудник, построенный по новейшим технологиям. Разработка месторождения ведется открытым способом. На фабрике перерабатывается около 180 млн. тонн руды в год. Содержание золота — 3,5 — 4 г на тонну.

При разработке проектных документов особое внимание было уделено хвостохранилищу. Рассматривалось 34 варианта его места размещения. В результате был выбран хоть и более дорогостоящий вариант размещения хвостохранилища, на расстоянии 8 км от фабрики, но тот, который максимально отвечал требованиям экологической безопасности. Хвостохранилище находится гораздо выше самой фабрики, на скальных грунтах, и в обход схода селей и лавин. На случай аварийной ситуации построена дополнительная дамба.

Талые и дождевые воды здесь собираются по естественным каналам с каменной наброской. Грунтовые воды от площадок хранения отвалов отводятся, очищаются и используются в производстве. Под отвалами лайнерная система отсутствует. Но так как грунтовые воды залегают глубоко и имеется естественный «экран» — скальные грунты, то в качестве защитного экрана используется только глина.

Золотоизвлекающая фабрика располагается на площадке сейсмичностью 3 балла, однако строительство велось по проекту, рассчитанному на 8 баллов. Под фабрикой есть сейсмопояс, а на случай аварийного разлива фабрика полностью ограждена бетонной дамбой, что исключает попадание цианидосодержащих стоков в почвы. Существует система аварийной откачки стоков, но если же вдруг эта система не сработает, то сброс происходит непосредственно в хвостохранилище.

Ведется ежедневный контроль за качеством поверхностных, грунтовых и подземных вод, количеством выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, колебаниями численности животных, обитающих в районе рудника, состоянием растительности, геотехнической надежностью сооружений и т.д.

На руднике имеются отдельные учебные тренировочные площадки но отработке методов рекультивации. Проводится, например, рекультивация откосов: завозится почва, осуществляется посев трав, вносятся удобрения. Результаты обобщаются и даются рекомендации по более эффективному ведению рекультивационных работ в дальнейшем.

Компания ежегодно составляет отчет по выполнению плана по охране окружающей среды, мониторинговых работ и мероприятий по рекультивации нарушенных земель и направляет его в правительство штата и Департамент природных ресурсов.

На проведение мониторинговых я рекультивационных работ ежегодно затрачивается 2 млн. долларов. Страховой взнос компании составил 12 миллионов долларов./8, с.53/

8. Месторождение мелкочешуйчатого мусковита «Спрус Пайн».

В штате Северная Каролина добывается 60% всей слюды США. Одним из главных ее поставщиков является месторождение Спрус Пайн, расположенное в горах Блу Ридж к северо-востоку от Ашвилла.

Район месторождения сложен слюдистыми и амфиболовыми гнейсами и сланцами, а также подчиненными доломитовыми мраморами предположительно докембрийского возраста. Все эти породы рассечены небольшими палеозойскими телами дунитов, аляскитов и пегматитов. Более молодые (триасовые?) образования представлены базальтовыми силами и диабазовыми дайками.

Промышленно интересными являются многочисленные тела аляскитов размерами около 3 х 1,5 км (в плане). Порода состоит из олигоклаза (40%), кварца (25%), обычно пертитового микроклина (20%) и мусковита (15%). Акцессорные минералы не превышают 5% и представлены биотитом, апатитом, гранатом, эпидотом и пиритом. Средний размер зерен составляет 1-1,5 см, причем наблюдается постепенный переход от крупно-грубокристаллических и пегматоидных структур в центральных частях тел к средне- и мелкокристаллическим в их эндоконтактах. Краевые части аляскитовых тел, как правило, обнаруживают ксенолиты вмещающих гнейсов и сланцев; в зоне экзоконтакта в свою очередь среди этих пород отмечаются согласные пластовые тела аляскитов и пегматитовых аляскитов мощностью до 30 м.

Аляскиты, более устойчивые к выветриванию по сравнению с окружающими метаморфическими породами, образуют положительные формы рельефа. В то же время они участками могут быть интенсивно каолинизированы до глубины 15-17 м (в единичных случаях до 30 м и более). Все это существенно облегчает проведение открытых горнодобычных работ без использования какой либо дорогостоящей техники.

Крепкие невыветрелые аляскиты после дробления разделяются на мусковитовый, полевошпатовый и кварцевый концентраты. Каолинизированные аляскиты, представляющие рыхлую массу каолинита с резко подчиненным галлуазитом, зернами частично измененного плагиоклаза и пертитового микроклина, а также эернами кварца и чешуйками мусковита, отмучиваются в воде с получением каолина и побочных продуктов - кварца и слюды.

Запасы мелкочешуйчатого мусковита на месторождении, оцененные до глубины около 15 м (50 футов), составляют 50 млн т, а полевого шпата - 200 млн т. Ежегодная добыча каолина находится на уровне 15 тыс т. Основная масса мелкочешуйчатого мусковита, получаемого на месторождении Спрус Пайн, используется в качестве инертных наполнителей промывочных жидкостей при бурении скважин.

9. Месторождение солей оз. Сёрлз.

Сухое озеро Сёрлз находится в пустыне Мохаве (Калифорния) приблизительно в 200 км к северо-востоку от Лос-Анжелеса. Плоское и безжизненное, оно вытянуто в меридиональном направлении на 16 км при ширине около 10 км, занимая площадь более 115 км2. Его поверхность сложена современными глинами и илами за исключением центральной части, где на площади около 15 км2 обнажается каменная соль.

Впадина озера выполнена 900-метровой толщей аллювия и континентальных эвапоритовых осадков, залегающих на кварцевых монцонитах. Верхняя, 270-метровая часть этой толщи наиболее детально изучена, имеет промышленное значение.

Ниже поверхностных илов и глин, фациально замещаемых каменной солью, чередующихся с алевритом, песком, гравием и содержащих изолированные прослойки ганксита - Na22К(SO4)9(СО3)2Cl, троны - Na2(CO3).Na(HCO3).2H2O и буры - Na2B4O.10H2O, залегает <верхний> соляной пласт мощностью от 10 до 27 м. Его мощность сокращается в краевых частях озера. Нижняя часть пласта сложена ганкситом, бурой и троной, а верхняя - существенно галитовая с меньшим содержанием этих минералов. Верхний соляной пласт вместе с поверхностными отложениями относится к современным осадкам.

Мощность нижележащего пласта <разделяющих> илов возрастает к краевым частям озера, составляя в среднем около 4 м. Пласт сложен кластическим материалом глинистой размерности, перемешанным с различными солями: гейлюсситом - Na2Са(СО3)2.5H2O, бурой, троной, ганкситом и другими.

<Нижний> соляной пласт подобно <верхнему> утоняется к краям озера, его мощность колеблется от 7 до 12 м. Пласт представляет чередование маломощных слойков соли (до 7 слойков), сложенных преимущественно троной, и глинистых осадков. Пласт подстилается <донными илами> - глинистыми слоями с гейлюсситом и подчиненными доломитом, галитом, троной и бурой.

<Нижний> соляной пласт вместе с перекрывающими и подстилающими его <илами> относится к верхнеплейстоценовым (висконсинским) образованиям. Ниже следует мощная плейстоценовая (иллинойская?) <смешанная> толща, представленная пачками переслаивания (сверху вниз: А - F) солей и глинистых осадков.

Основное промышленное значение в этом разрезе имеют верхний и нижний соляные пласты. Помимо указанных минералов они содержат большое количество концентрированной межкристалльной рапы, составляющей 45-50% их объема. Около 35% солевого состава рапы принадлежит сульфату натрия, остальное приходится на карбонаты натрия, хлориды калия и тетраборат натрия; кроме того, в ней присутствуют карбонаты лития, бром, вольфрам, мышьяк и другие элементы. Содержание борного ангидрида в рапе верхнего и нижнего соляных пластов составляет 1,63 и 1,96%,

Такая уникальная по составу и мощности континентальная эвапоритовая толща образовалась и сохранилась в результате исключительных климатических условий в плейстоценовое и более позднее время. Воды от таяния ледников Сьерра-Невады стекали в Великий Бассейн, транспортируя с собой алевритовые взвеси и насыщаясь за счет обнаженных горных пород района натрием, калием, магнием, хлором, сульфат-ионом, карбонат-ионом; за счет действующих термальных источников они обогащались бором и некоторыми другими элементами. Отложение солей и глинисто-алевритового материала происходило в бессточных депрессиях (оз. Сёрлз и др.) пустыни Мохаве в обстановке интенсивной эвапоритизации.

Озеро Сёрлз - самый крупный и по существу единственный источник природного сульфата натрия в США. Промышленные запасы одного лишь борного ангидрида (В2О3) в рапе соляных пластов составляет 17 млн т, а твердых боратов - около 100 млн т.

В настоящее время из рапы указанных соляных пластов получают поташ - К2CО3, сульфаты натрия и бораты. Ежегодно экспортируется около 32 тыс т борной кислоты и 18 тыс т борного ангидрида. В последние годы на месторождении приступили к промышленной разработке более глубоких горизонтов (пачка А вверху <смешанной> толщи) методом подземного растворения карбоната натрия и откачкой этого раствора на поверхность с последующим получением из него бикарбоната натрия; глубина эксплуатационных скважин составляет около 100 м.

Горнодобывающая промышленность и экология

Наибольшее потребление энергии и ущерб окружающей среде связаны с добычей полезных ископаемых, очистки и выплавки металлов. Вторичное использование минералов, которые уже были добыты и переработаны и многократно побывали в обращении в экономике, исключило бы ущерб, то большую его часть. Например, получение энергоемких алюминия, стали, меди исключительно путем переработки металлолома могло бы на 70% снизить потребление энергии, используемой ежегодно на их производство Существенная доля энергии, используемая для добычи и очистки минералов, получается из ископаемого топлива - нефти и угля. При их сжигании образуется углерод, который оказывает влияние на глобальные изменения климата. В США, например, половина электроэнергии, используемой при выплавке алюминия, вырабатывается на электростанциях, работающих на угле. Использование ископаемого топлива - не единственная причина влияния горнодобывающей промышленности на изменение климата.

Производство цемента из известняка ежегодно добавляет еще 5% выбросов углерода в атмосферу. При выплавке алюминия образуется около 2 тонн диоксида углерода на каждую произведенную тонну первичного алюминия и еще 3 тонны фторуглеродов или ПФУ - чрезвычайно редких газов, которые не выделяются при других промышленных процессах. ПФУ являются парниковыми газами: 1 тонна ПФУ вызывает такой же парниковый эффект как 6500-9200 тонн углерода.

Количество отходов, образующихся на рудниках, значительно: ежегодно канадские рудники дают более миллиарда тонн отходов - в 60 раз больше, чем образуется мусора в канадских городах. Чтобы вывезти эти отходы, некоторые рудники используют гигантские грузовики, которые способны перевозить по 360 тонн - каждое колесо с покрышкой на этом грузовике весит 4,5 тонны и достигает 5 м в высоту.

В 2004 г. в мире было добыто 900 млн тонн металла, после которых остались 6 млрд тонн пустой породы. Эти цифры не включают снятую почву. Большинство отходов образуются при добыче железной руды, меди и золота. На каждую добытую тонну меди приходится 110 тонн пустой породы и еще 200 тонн снятой почвы. Для золота пропорция еще более удручающая - на каждую тонну золота приходится 300 тыс. тонн отходов./10, с.76/

Последствия горнорудной деятельности даже после закрытия рудника проявляются еще длительное время. Особенно долговременной является проблема отвода кислых вод. Это случается, когда при разработке рудника вынимают сульфидсодержащие минералы. При взаимодействии с кислородом и водой они образуют серную кислоту. Кислота образуется до тех пор, пока все сульфиды не окислятся в результате взаимодействия горной породы с воздухом и водой, что может продолжаться сотни и тысячи лет.

Рудники не только изменяют ландшафт, но также влияют на жизнь коренного населения близ рудников. Сотни тысяч людей были согнаны с насиженных мест лишь для того, чтобы претворить в жизнь проекты разработки рудников. Другие были вынуждены забыть свой традиционный образ жизни и смириться с последствиями жизни у рудника, отравляющего источники водоснабжения, или у плавильного завода, загрязняющего воздух, которым они дышат.

Условия жизни в странах, зависимых от горнорудной деятельности, последние два десятилетия год от года неуклонно ухудшаются. Экономическая зависимость от разработок минерального сырья замедлила и даже снизила экономический рост в развивающихся странах.

Такая обратная зависимость между природным богатством и экономическим изобилием справедлива даже для богатых добывающих стран. За период 1980-2004 гг., например, в американских графствах, зависящих от горной промышленности, прирост был в среднем в два раза меньше, чем в остальных.

Использованные медь или алюминий могут превратиться снова в то же количество металла с небольшим добавлением нового металла. Алюминиевые банки из-под напитков могут быть переплавлены и снова превращены в пивные банки. Если бы 7 млн тонн банок, выброшенных американцами в 1990-2004 гг., были переработаны, из них можно было бы построить 316000 Боингов-737, что почти в 25 раз превышает мировой воздушный коммерческий флот.

Получение материалов из вторичного сырья оказывает меньшее воздействие на среду, чем производство из ископаемого сырья, но не устраняет его полностью. При рациональном использовании материалов ремонт, повторное использование и переработка становятся обязательными условиями.

В некоторых странах субсидии, выплаченные при разработке месторождений, снижают затраты на производство металлов из руды, что делает неконкурентноспособным рециклинг. Если перестроить экономику таким образом, чтобы большая часть ресурсов поступала из вторичных источников, то разработка рудников, останется. Кроме того, существует другие возможности для совершенствования работы рудников. Наибольший обработка тонн руды, ради получения нескольких килограммов золота, которые в основном идут на украшения. Необходимо прекратить сброс "хвостов" и шахтных вод в различные водоемы - реки и океаны. И, конечно же, любой действующий рудник должен находиться вне границ охраняемых территорий, кроме того, его разработка должна проводиться с согласия проживающего на данной территории населения и контролироваться им. Население же должно получать достоверную информацию о деятельности на руднике.

Использование полезных ископаемых внесло огромный вклад в улучшение жизни миллиардов людей и ускорило развитие современного общества. Мир достаточно далеко ушел от наших предков из железного и бронзового веков и нет необходимости использовать загрязняющие и разрушающие методы, чтобы получать выгоду от полезных ископаемых. Необходимо перейти к иной стратегии использования материалов, с которой связана более безопасная и здоровая работа и которая прервет существующий поток потребления материалов, поможет сохранить наследство будущим поколениям, а пагубную горнорудную деятельность оставит на свалке истории.