31 Уранодобывающая промышленность и окружающая среда / Под общ. ред. акад. Б. Н. Ласкорина. — М.: Энергоатомиздат, 1983.- 120с., ил.
55 к.
Рассмотрены экономические, экологические и физические условия, ограничивающие дальнейшую экстенсивную добычу минерально-сырьевых ресурсов. Сформулированы основные принципы охраны окружающей среды при развитии атомной энергетики, а также особенности и научно-технические направления формирования ее сырьевой базы. Дана оценка нарушений окружающей среды и методов ее восстановления при безотходных или малоотходных технологических процессах добычи радиоактивных руд с утилизацией и захоронением отходов. Значительная часть книги посвящена вопросам обеспечения безопасности и охраны труда горнорабочих.
Для инженеров, а также для студентов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области охраны окружающей среды.
В соответствии с основными положениями экономической политики КПСС, предусматривающими опережающее развитие в стране топливно-энергетического комплекса по отношению к другим сферам производства, в период 1965—1980 гг. при увеличении валового национального дохода в 2,3 раза производство и потребление электроэнергии повысилось в 2,7 раза, нефти в 2,6 раза, газа в 3,4 раза. В 1981-1985 гг. при плановом росте национального дохода на 18—20% предусматривается увеличение производства электроэнергии на 23—25%. Опережающее производство энергетических ресурсов по отношению к росту народонаселения и общему объему материального производства наблюдается и в развитии мировой экономики [15]: к концу XX столетия при увеличении народонаселения планеты в 4 раза потребление материалов возрастет в 9 раз, а потребление энергии в 12 раз. На этом пути человечеству предстоит преодолеть весьма значительные трудности, обусловливаемые существующим в настоящее время несоответствием структуры известных запасов топливно-энергетических ресурсов структуре производства и потребления энергии. Сущность этого несоответствия состоит в том, что, если в общем объеме известных запасов топливно-энергетических ресурсов в настоящее время уголь составляет 88%, 10% нефть и 2% газ, то потребляется 45% нефти, 31% угля, 16% газа и около 2% атомной энергии, гидроэнергии, торфа, дров и прочих нетрадиционных источников энергии. При такой структуре потребления известные запасы нефти и газа могут быть отработаны еще до конца столетия, и тогда единственным источником органического топлива останется уголь, добыча которого связана с большими трудностями (обеспечение рабочей силой и транспортом, охрана воздушного бассейна от загрязнения газовыми выбросами, изготовление горных машин).
В настоящее время общепризнанным направлением оптимизации структуры топливно-энергетического баланса промышленно-развитых стран является развитие атомной энергетики, создающей ряд существенных преимуществ по сравнению с современной структурой топливно-энергетического баланса. Это направление в последние годы претворяется в жизнь и в СССР. Достаточно сказать, что если за годы X пятилетки предусматривалось ввести на атомных электростанциях 13—15 млн. кВт новых установочных мощностей, то в XI пятилетке будет введено в действие 24—25 млн. кВт новых мощностей и выработка электроэнергии увеличится до 220—225 млрд. кВт • ч, т. е. до 14—15% общей выработки электроэнергии в СССР [2].
Одним из препятствий на пути реализации этой программы является проблема загрязнения окружающей среды на различных этапах ядерно-топливного цикла. Выполненный авторами анализ радиационного загрязнения окружающей среды на различных этапах ядерно-топливного цикла показывает, что если на наиболее ответственном из них, связанном с пере-
работкой и захоронением радиоактивных отходов, радиационное загрязнение, в целом не превышая 0,1 нормы, составляет относительно всего цикла 96%, а на атомных станциях около 4%, то на этапе добычи и переработки радиоактивного сырья доля радиационного загрязнения не превышает 0,04%, или 4,15 • 1СГ5 нормы. Поэтому загрязнение окружающей среды в процессах добычи и переработки ядерно-энергетических ресурсов следует рассматривать главным образом с общих позиций количественного загрязнения окружающей среды твердыми, жидкими, аэрозольными и газообразными отходами, практически не оказывающими существенного влияния на радиационную обстановку в окружающей природе. В связи с этим самое большое значение имеет создание безопасной и комфортной обстановки на рабочих местах.
Хотя процессы добычи и переработки радиоактивного сырья существенно не влияют на радиационное загрязнение окружающей среды, им, как и любым другим промышленным производствам, свойственно общее загрязняющее воздействие на среду обитания человека, снижение которого ничуть не проще, чем на основных этапах ядерного топливного цикла.
Авторы настоящей книги поставили перед собой задачу — на основе личного опыта и опубликованных данных дать анализ комплексного влияния уранодобывающих предприятий на окружающую среду и показать существующие и возможные способы уменьшения или предотвращения этого влияния. Авторы надеются, что приведенные ими в книге материалы будут способствовать проведению необходимых мероприятий как на производстве, так и при составлении проектов, направленных на снижение влияния разработки месторождений радиоактивных руд на окружающую среду.
Авторы будут признательны всем тем, кто, ознакомившись с данной книгой, сообщит свои замечания и предложения по существу затронутых в ней вопросов.
Авторы выражают глубокую благодарность лауреату Государственной премии СССР, кандидату технических наук Н. И. Чеснокову за ряд ценных замечаний и рекомендаций, высказанных при рецензировании рукописи, которые полностью учтены при ее окончательном редактировании.
легающих пород. То же самое может наблюдаться в массиве, из которого дренажные воды вымывают легко растворимые минеральные образования. И наоборот, дебит радона вполне может уменьшиться, если эманирую-щие породы попадут в зону действия сжимающих напряжений, а дренажные воды способны "залечивать" трещины и поры в результате выпадения из воды растворенных в ней веществ.
В отдельных случаях эти процессы могут быть использованы для регулирования дебита радона, направления его конвективных потоков в сторону исходящей вентиляционной струи или замуровывания его в массиве.
Существенную роль в статистике заболеваний играет фактор восприимчивости отдельных людей к действию радона и продуктов его распада. Врачи давно уже составили перечень противопоказаний для работы с радиоактивными веществами, которым и руководствуются при приеме на работу. Однако тест для определения реакции здорового человека к внутреннему облучению пока отсутствует.
В заключение следует сказать, что ужесточение требований к соблюдению норм и правил радиационной безопасности на 'урановых рудниках как в СССР, так и за рубежом требует более внимательного подхода к решению радоновой проблемы. Решать ее с помощью только одной вентиляции в дальнейшем будет либо технически трудно, либо экономически нецелесообразно. Поэтому уже сейчас для борьбы с радоном и продуктами его распада нужно применять не только легкодоступные, но не всегда достаточно эффективные методы, но и те из активных методов, которые по природе своей наиболее эффективны, но еще недостаточно или вовсе не разработаны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие уранодобывающей промышленности в мире концентрированно выражает те основные тенденции, которые характерны для современного развития всего горнодобывающего производства. Прежде всего это то, что именно добыча сырья существенно определяет эффективность функционирования всех вышестоящих этажей промышленного производства. Поэтому на этапе использования в атомной энергетике реакций деления, а не синтеза, именно обеспечение эффективной и достаточной в объемах добычи урана и тория определяет возможные темпы и пропорции развития самой атомной энергетики. Переход на реакции синтеза во многом изменит существующее положение.
Второй важной особенностью развития горнодобывающего производства является быстрый количественный рост объемов добычи сырья, в 2—3 раза превышающий темпы роста народонаселения. И если средние темпы развития горнодобывающего производства составляют 5—6% в год, то для уранодобывающей промышленности характерен прирост 12-15% в год, что позволяет удовлетворить развитие атомной энергетики современными темпами.
Третьей особенностью развития горного производства является постоянное снижение качественных показателей добываемого минерального сырья. В связи с этим при добыче урана, как любого другого минерального сырья, постоянно повышается выход горной массы, хвостов обогащения, хвостов переработки для добычи одного и того же количества полезных компонентов. Это обусловливает постоянное повышение
116
нагрузки на окружающую среду в виде увеличивающихся отходов производства.
Наконец, чрезвычайно важной особенностью развития горнодобывающего производства является постоянное усложнение горногеологических и горнотехнических условий разработки месторождений полезных ископаемых при интенсивном понижении горных работ практически на 15—18 м/год и более, повышение крепости пород на 1—2 категории в течение каждых 5 лет, увеличение температуры пород, повышение водо-обильности месторождений, увеличение вредных примесей в шахтных водах и др. Для уранодобывающей промышленности, имеющей дело со сравнительно ограниченными запасами концентрированных руд урана и тория, сосредоточенных главным образом в маломощных рудных телах, все эти усложнения более значительны, чем для других горнодобывающих отраслей.
В этих условиях важнейшим фактором снижения нагрузки на окружающую среду является пересмотр современной структуры использования топливно-энергетических ресурсов главным образом по пути перехода от органических видов топлива преимущественно к ядерному топливу, удельная калорийность которого в расчете на единицу массы в 2 млн. раз выше. Такой переход даже при развитии атомной энергетики с использованием реакций деления позволит снизить общий объем добычи горной массы до 2000 г. примерно в 10 раз, существенно сократив нагрузку на окружающую среду и отодвинув сроки введения экологических ограничений на добычу минерального сырья.
Важным условием снижения нагрузки на окружающую-ереду—является повышение эффективности использования недр при.^уаленьшении потерь и разубоживания полезных ископаемых. Допускаемые в настоящее время потери требуют строительства все новых и новых шахт и рудников, а разубоживание — все новых площадей для хвостохранилищ. Оптимизация потерь и разубоживания позволит существенно отодвинуть сроки физического истощения полезных ископаемых.
Наконец, важным фактором компенсации усложняющихся условий добычи является такое ускорение темпов научно-технического прогресса самих процессов добычи, концентрации горных работ, повышения уровня механизации и организации производства, эффективности и качества работ, которое существенно превышало бы темпы усложнения условий добычи сырьевых ресурсов. Это позволит существенно отодвинуть сроки введения экономических ограничений на разработку месторождений полезных ископаемых, освободив средства для решения экологических проблем.
При решении этих коренных задач развития уранодобывающей промышленности возникает необходимость эффективной охраны окружающей среды при разработке урановых и ториевых месторождений.
Особенностью добычи и переработки урана является то, что к общему системному решению задач охраны окружающей среды по подсистемам "литосфера", "гидросфера", "атмосфера" с интеграцией целей отдельных подсистем в систему целей горнодобывающих предприятий или промышленно-территориальных комплексов добавляется необходимость решения внутри каждой из подсистем задач обеспечения радиационной безопасности окружающей среды.
Поэтому решение задач охраны окружающей среды при разработке месторождений радиоактивных руд принципиально отличается от решения этих задач в других горнодобывающих отраслях, отходы которых могут
117
длительное время оставаться на поверхности. При разработке радиоактивных руд необходима максимальная утилизация отходов производства в кратчайшие сроки - твердых отходов, шахтных вод, рудничной пыли, хвостов обогащения и хвостов переработки руд в связи с возможностью их длительного радиационного воздействия на окружающую среду. Это стало возможно на основе внедрения технологических решений, направленных на создание малоотходных или практически безотходных производств: при полной утилизации пустых пород, забалансовых руд, хвостов в приготовлении твердеющей закладки, шахтных вод при приготовлении закладки и в технологических процессах обогащения и переработки руд, пустых пород — в строительных материалах. Полная утилизация отходов - основа мероприятий по охране окружающей среды при разработке месторождений радиоактивных руд. При этом следует считать, что экологически безопасные решения — наиболее экономичные решения.
Второй важной особенностью рационального использования недр при разработке радиоактивных руд является рекультивация нарушенных земель, отвалов пустых пород, складов забалансовых руд и рудных складов, хвостохранилищ и прудков подземного выщелачивания. При этом если горнотехническая и биологическая рекультивация нарушенных земель может осуществляться обычными методами, принятыми в других горнодобывающих отраслях, то рекультивация радиационно-опасных отвалов, терриконов, рудных складов и особенно хвостохранилищ и прудков ПВ должна предусматривать использование специальных способов — перекрытия их определенным слоем земли или бетона во избежание выделения 222Rn, а также соответствующей биологической рекультивации с утилизацией биологических масс.
Рассмотренные в данной книге аспекты охраны окружающей среды уже сегодня находят свое практическое воплощение в практике уранодобы-вающих отраслей различных стран. Дальнейшее своевременное и глубоко обоснованное решение проблем охраны окружающей среды при добыче радиоактивных руд с привлечением современного арсенала научных знаний позволит в ближайшие годы значительно повысить общую эффективность уранодобывающей промышленности, обеспечив ее надежное развитие на многие годы. Это послужит значительным вкладом экологии в решение энергетических проблем современности.
Цена: 150руб.
