Государственный университет аэрокосмического приборостроения

Доклад

По курсу: «Экономическая география и регионалистика»

                                                                       

г. Санкт – Петербург, 2004 год


Оглавление

1.   
Виды энергетических ресурсов

2.   
Водные ресурсы Северной Америки

3.   
Железорудные месторождения России

4.   
Литература


1.   
Виды энергетических ресурсов

Существуют четыре основных вида ископаемых энергоносителей:

1.      уголь

2.      нефть

3.      природный газ

4.      уран

Примерные значения теплоты сгорания этих видов топлива, а также разведанные и промышленные (т.е. допускающие экономически рентабельную разработку при данном уровне техники) запасы нефти представлены в таблицах 1, 2 и 3.

Нефть. Нефть является природной смесью углеводородов, которая при обычном давлении находится в жидком состоянии, однако она содержит растворенные летучие углеводороды, которые высвобождаются и образуют скопления (шапки) в верхней (ближней к поверхности земли) части залежи. При переработке нефти получают лигроин, смазочные масла, мазут и нефтяной кокс.

Мазут. Мазут представляет собой смесь тяжелых жидких углеводородов, остающихся после перегонки нефти. Его состав зависит от состава сырой нефти и технологии ее перегонки. Наряду с каменным углем и природным газом мазут используется в качестве топлива как в коммунальном хозяйстве, так и в промышленности, и вытеснил каменный уголь как топливо для морских и речных судов.

Нефтяной кокс. Твердая компонента, остающаяся после перегонки нефти, называется нефтяным коксом. Эта твердая масса обычно содержит от 5 до 20% летучих веществ, от 80 до 90% связанного углерода, около 1% золы и немного серы. Хотя нефтяной кокс находит применение в ряде отраслей промышленного производства (например, как сырье для изготовления угольных электродов и пигментов для красителей), он представляет большую ценность как источник тепла (имеет высокую теплотворную способность) и используется в больших количествах как асфальтовый гудрон.

Природный газ. Природный газ является смесью углеводородов, состоящей главным образом из представителей метанового ряда и содержащей небольшие добавки других газов, таких, как азот, двуокись углерода, сероводород и иногда гелий. Обычно основным в природном газе является метан, однако иногда имеются значительные примеси этана и, в меньшей степени, более тяжелых углеводородов. В природе встречаются газы, почти целиком состоящие из двуокиси углерода, однако такие газы не обладают свойством горючести. Различают два типа природных горючих газов – сухие и влажные. Сухие газы состоят в основном из метана и иногда содержат также этан и пропан, однако они не содержат более тяжелых углеводородов, которые могут конденсироваться при сжатии. Влажные горючие газы содержат различные количества природного газолина, пропана и бутана, которые можно извлечь посредством сжатия или экстрагирования.

Газоконденсаты. Эти продукты состоят в основном из пропана и бутана, которые извлекаются из природного газа в отстойниках. Их получают также на нефтеперерабатывающих заводах, где они называются сжиженными очистными газами. Газы любого происхождения, обладающие высокой летучей способностью, легко преобразовать в жидкое состояние, повышая давление. Затем эти конденсаты можно транспортировать через трубопроводы и в железнодорожных и автоцистернах. Их можно хранить под землей в искусственных или естественных резервуарах или на поверхности земли в специальных резервуарах.

Каменный уголь. Каменный уголь представляет собой смесь углеродсодержащей массы, воды и некоторых минералов. Он образуется из торфа в результате длительного воздействия бактериологических и биохимических процессов. В превращении торфа в различные виды каменного угля большую роль играют температура и давление. Действие проточных вод приводит к появлению в пластах каменного угля большего или меньшего количества инородных минералов, которые перемешиваются с углеродсодержащей массой. Эта масса защищена от воздействия воздуха накрывающим ее пластом породы.

Существуют два способа разработки месторождений каменного угля. При разработке открытым способом пласт каменного угля очищается от слоя настилающей породы с помощью экскаваторов, которые используются затем для погрузки угля на транспортные средства. При разработке каменного угля подземным способом сооружается вертикальная шахта или горизонтальная выработка (штольня) в склоне горы, ведущие к пласту каменного угля. При этом каменный уголь извлекается из пласта посредством взрывной отбойки или с помощью механических рыхлителей и затем перегружается в вагонетки или на транспортеры. 

Уран. В современных энергетических установках, основанных на принципе ядерного деления, в качестве топлива используется уран. Уран добывается из земных недр, где его доля составляет приблизительно 4·10^–6. Урановая руда перерабатывается и обогащается; в топливе для атомного реактора концентрация изотопа урана с массовым числом 235 должна составлять 2 – 4%. Отработанное ядерное топливо можно переработать и снова получить некоторые расщепляемые материалы. Кроме того, на основе концепции реактора-размножителя (бридера) можно намного более эффективно использовать природный уран, преобразуя нерасщепляемый изотоп урана с массовым числом 238 в расщепляемый плутоний-239. В этом процессе и торий, присутствующий в природном ядерном топливе, также можно преобразовать в расщепляемый изотоп урана. В природе уран-235 встречается в незначительных количествах, так что нужды в ядерном топливе будут, по-видимому, удовлетворяться с помощью бридерных реакторов.

Запасы нефти и природного газа. Трудно точно рассчитать, на сколько лет еще хватит запасов нефти (см. табл. 2).  Если существующие тенденции сохранятся, то годовое потребление нефти в мире к 2018 достигнет 3 млрд. т. Даже допуская, что промышленные запасы существенно возрастут, геологи приходят к выводу, что к 2030 будет исчерпано 80% разведанных мировых запасов нефти.

Запасы угля. Запасы угля оценить легче (см. табл. 3). Три четверти мировых его запасов, составляющих по приближенной оценке 10 трлн. т, приходятся на страны бывшего СССР, США и КНР.

Хотя угля на Земле гораздо больше, чем нефти и природного газа, его запасы не безграничны. В 1990-х годах мировое потребление угля составляло более 2,3 млрд. т в год. В отличие от потребления нефти, потребление угля существенно увеличилось не только в развивающихся, но и в промышленно развитых странах. По существующим прогнозам, запасов угля должно хватить еще на 420 лет. Но если потребление будет расти нынешними темпами, то его запасов не хватит и на 200 лет.

Запасы урана. В 1995 более или менее достоверные мировые запасы урана оценивались в 1,5 млн. т. Дополнительные ресурсы оценивались в 0,9 млн. т. Крупнейшие из известных источников урана находятся в Северной Америке, Австралии, Бразилии и Южной Африке. Считается, что большими количествами урана обладают страны бывшего Советского Союза.

Таблица 1. ТЕПЛОТВОРНАЯ СПОСОБНОСТЬ ИСКОПАЕМЫХ ТОПЛИВ
Топливо	Теплотворная способность, ГДж
1 т каменного угля	30,5
1 т нефти	46,6
1000 м3 (н.) природного газа	38,5
1 т бензина	47,0

Таблица 2. МИРОВЫЕ ЗАПАСЫ НЕФТИ (ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ДАННЫЕ), МЛРД. Т
Регион	Разведанные запасы	Промышленные запасы
Ближний Восток	82	50
Страны СНГ	51	10
Африка	34	7,5
Латинская Америка	31	9,5
Дальний Восток и Океания	27	3
США	27	4
Китай	17	3
Канада	13	1
Западная Европа	3	3
Всего:	285	91

 

Таблица 3. МИРОВЫЕ ЗАПАСЫ КАМЕННОГО УГЛЯ (ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ДАННЫЕ)
Регион	Млрд. т
Страны СНГ	4400
США	1570
Китай	1570
Западная Европа	865
Океания	800
Африка	225
Азия (без стран СНГ и Китая)	185
Канада	65
Латинская Америка	60
Всего:	9740

2.   
Водные ресурсы Северной Америки

Формирование речной системы Северной Америки сильно зависело от климатических условий, а также отражало топографию местности. Здесь находится одна из длиннейших рек в мире –

Миссисипи, а также речная система, содержащая огромный объем воды – река Св. Лаврентия и Великие озера. Северная Америка – континент бесчисленных рек, что в значительной степени объясняется их обширными водосборными бассейнами, раскинувшимися по широким равнинам между Канадским щитом и окраинными горами континента. Реки, берущие начало на Канадском щите, в Аппалачах или Кордильерах и текущие в сторону центральных равнин, должны проделать огромный путь, прежде чем достичь моря. Речные системы Св. Лаврентия и Макензи осушают большинство окраинных районов Канадского щита. Река Нельсон, воспользовавшись понижением в его крае, выносит воды образующих ее рек Саскачеван и Красной через озеро Виннипег в сторону Гудзонова залива, куда стекается также много других весьма протяженных рек, берущих начало на приподнятом контуре щита. Обширная система Миссури – Миссисипи – Огайо собирает воды с Кордильер, Канадского щита и Аппалачей, объединяя центральные и южные равнины США в срединную часть континента. Со склонов Скалистых гор на запад, к Тихому океану текут длинные реки Колорадо, Колумбия, Фрейзер и Юкон. Питаемые снегами горных вершин, они особенно необходимы в качестве источника воды на засушливом Юго-западе.

В Североамериканской речной сети существует выраженная диспропорция между востоком и западом: главный континентальный водораздел, проходящий вдоль Скалистых гор, отнесен далеко к западу, вынуждая наиболее крупные реки течь в восточном направлении. Важнейшие притоки – Пиис для Макензи, Саскачеван для реки Нельсон и Миссури для Миссисипи – впадают в них с западной стороны. Крупнейшие заливы – Гудзонов, Св. Лаврентия и Мексиканский, – принимающие воды множества рек, находятся с восточной стороны континента. Все эти факторы помогали европейским переселенцам удобно продвигаться со своих атлантических баз вглубь Северной Америки. Кроме того, существует значительная несоразмерность между севером и югом: южнее Рио-Гранде не существует других рек или озер, достигающих размеров тех, что расположены на более влажном севере.

Озера. Северная Америка изобилует озерами. Большинство из них имеет ледниковое происхождение. Ледник оказал существенное влияние на формирование континентальной системы водостока, расширив проходы сквозь Аппалачи и Кордильеры и образовав обширные озера в вырытых впадинах. Район Великих Озер имеет увлекательную историю, поскольку озера Верхнее и Гурон существовали в качестве впадин еще в доледниковое время. На месте нынешних озер Эри и Онтарио лежала путаница низин и гряд, а мощный известняковый вал Ниагары разделял глинисто-сланцевые долины к западу и востоку от него. Ледники, двигавшиеся по впадинам и долинам, углубили их до размеров бассейнов, где скапливалась вода; по мере того, как лед таял, образовались Великие Озера. До тех пор, пока ледник блокировал сток через реку Св. Лаврентия, избыток воды уходил на юг, в Миссисипи, Огайо, Сэскихену, Моухок и Хадсон. Когда льды освободили залив Св. Лаврентия, воды озер нашли более удобный выход через реку Св. Лаврентия; от этого резко снизился их уровень, и покинутые водой пляжи остались вдали от современных берегов. Кроме того, земная кора, прогнувшаяся под невероятной тяжестью ледника, начала подниматься вместе с остатками прежней береговой линии, унося ее все выше от уреза воды. Аналогичные древние побережья опоясывают залив Св. Лаврентия, который некогда был ледниковым озером Шэмплейн; озеро Виннипег, остаток необъятного ледникового озера Агаси; и озера Атабаска, Большое Невольничье и Большое Медвежье, также являющиеся остатками обширных и глубоких ледниковых бассейнов. Многие озера Западной Канады образовались, когда ледник блокировал свободный сток воды в сторону Гудзонова залива или моря Бофорта. Далее к югу, в Большом Бассейне, дождливый период, совпавший с оледенением в более северных широтах, способствовал образованию колоссальных озер Лэхентон и Бонвиль. Большое Солёное озеро является остатком озера Бонвиль, древняя береговая линия которого поднята выше сегодняшней на 300 м. А Мексиканское озеро Чепела (Chapalo, 20n 103w) представляет лишь малую толику огромного водного бассейна, затопившего Мексиканское плато, уровень которого неоднократного менялся от одного дождливого периода к другому. Все эти озера служат существенной частью водной системы континента. В частности, озера и болота так густо усеяли большую часть Канадского щита, что образовали наполовину сухопутный, наполовину водный ландшафт.

Реки. Водные режимы рек Северной Америки чрезвычайно разнообразны. Те из них, что текут на север, как Юкон, Макензи, Красная, Нельсон и реки восточной Канады, зимой замерзают. Поскольку их верхнее течение освобождается от льда раньше, чем низовья (расположенные севернее), то эти низовья по весне часто затопляются, особенно если таяние льда запаздывает и совпадает с ранними летними ливнями. Половодье на реке Св. Лаврентия проходит весной и в начале лета; зимние осадки покрывают замерзшую землю, накапливаясь для весеннего паводка.

Половодье на реках системы Миссисипи также бывает весной, когда талые воды из северных районов водосборного бассейна добавляются к обильным дождям на юге Великих Равнин и в юго-восточных штатах; иногда наводнение может достигать опасных масштабов. Паводок вплоть до середины лета поддерживается ливнями, которые приносятся тропическими ветрами с Мексиканского залива, а также образуются за счет местных испарений. Повторное половодье случается поздней осенью и зимой, когда континентальный полярный воздух снова (после лета) активизирует циклоны, проходящие над Центральными равнинами. Большинство других рек восточной части США имеют два пика высокой воды – в начале лета и в конце зимы.

На Юго-западе США паводок большей частью приходится на зиму, поскольку летом реки ощутимо пересыхают. В северной половине Кордильер, напротив, дожди выпадают постоянно, хотя зимой их бывает больше. В южной тропической зоне реки полноводны круглый год, за исключением тех, что текут по засушливым участкам с подветренной стороны горных хребтов.


3.   
Железорудные месторождения России

Железные руды разделяются на ряд типов:

1.      бурый железняк

2.      красный железняк

3.      магнитные железняки (магнитные руды) и др.

Экономическая оценка железорудных месторождений определяется качественной характеристикой руды:

1.      удельным весом в ней железа и других элементов

2.      обогатимостью

Содержание железа в богатых рудах колеблется в пределах 45-70%, а в бедных – 25-42%. К полезным примесям относят: никель, марганец, ванадий и др., к вредным – фосфор и серу.

В России сосредоточено почти 40% мировых запасов железных руд. Общие балансовые запасы составляют около 65 млрд. т. в том числе 45 млрд. т. промышленной категорий (А+В+С1). Почти 30 млрд. т. (43%) представлено рудами, содержащими в среднем свыше 50% железа, которые могут использоваться без обогащения, и 15 млрд. т. (30%) – рудами, пригодными к обогащению по простым схемам.

Из разведанных запасов железных руд на европейскую часть России приходится 88%, а на долю восточной – 12%. Крупным железорудным бассейном является Курская магнитная аномалия (КМА), где сосредоточено 60% общих балансовых руд страны. КМА охватывает в основном территорию Курской и Белгородской областей. Мощность пластов достигает 40-60 м., а в отдельных районах – 350 м. Руды залегающие на значительной глубине, содержат 55-62% железа. Балансовые запасы железных руд КМА (кат. А+В+С1) оцениваются в 43 млрд. т., в том числе 26 млрд. т. с содержанием железа до 60%, железистых кварцев с содержанием железа до 40%  – в 17 млрд. т.

Кольско-карельские месторождения железных руд (ГОК): Ковдорское, Оленегорское (Мурманская область) и Костомукшинское (Карелия). Руды Ковдорского месторождения характеризуется содержанием железа около 32% и повышенным содержанием фосфора (3%). Руды хорошо обогащаются с выделением апатита. Руды Оленегорского месторождения содержат 33% железа, а также марганец, титан и алюминий, залегающий на небольшой глубине и имеют мощный пласт (от 30 до 300 м.). Костомукшинское месторождение осваивается совместно с Финляндией. Железные руды Кольского полуострова и Карелии служат сырьевой базой Череповецкого металлургического завода.

Железорудные ресурсы Уральского района представлены в четырех группах месторождений: Тагило-Кувширской, Качканарской, Бакальской, Орско-Халиловской (Новотроицк). Тагило-Кувшинская группа включает месторождения гор Благодати, Высокой и Лебяжей. Содержание железа в рудах – 32-55%. Она служит сырьевой базой Нижнетагильского комбината. Месторождение эксплуатируется открытым и подземным способами. Качканарская группа месторождений расположена на восточном склоне Уральских гор (Свердловская область). Руды титаномагниевые, бедные по содержанию железа (17%), но легкообратимые. Они содержат ванадий и незначительный процент вредных примесей и служат сырьевой базой Нижнетагильского комбината и Чусовского завода. Бакальская группа железных руд расположена на склоне Уральских гор (Челябинская область). Содержание железа в бурых железняках составляет 32-45%. Руда содержит марганец и очень мало вредных примесей. Они поставляются на Челябинский, Саткинский и Ачинский металлургические заводы. Орско-Халиловская группа месторождений размещена на восточном склоне Уральских гор (Оренбургская область). Руды содержат никель, кобальт, хром. Содержание железа – 35-55%. Они служат сырьевой базой Орско-Халиловского металлургического комбината.

На Северном Урале железные руды сосредоточены в Северной и Богословской группах месторождений. Руды Северной группы (Свердловская область) представлены магнитными железняками с содержанием железа 40-50%. Эти группы имеют небольшие запасы железной руды.

В Сибири разведанные запасы железных руд невелики(7,4% от общероссийских).

В Западной Сибири они сконцентрированы в двух районах: в Горной Шории и в Горном Алтае. Железные руды Горной Шории (Кемеровская область) являются сырьевой базой Кузнецкого металлургического комбината (КМК). Среднее содержание железа в них – 42-53%. Основные месторождения Горной Шории: Темиртау, Таштагол, Одрабаш, Шалымское, Шерегенское, Ташельгинское. В Горном Алтае (Алтайский край) железная руда сосредоточена и трех месторождениях: Белорецком, Инском и Холзунском. Руды по содержанию железа относятся к бедным (30-42%) и в настоящее время не эксплуатируются. На территории Западно-Сибирской равнины открыт крупнейший в мире железорудный бассейн – Западно-Сибирский. Площадь бассейна составляет около 260 тыс. кв. км. Геологические запасы исчисляются в 956 млрд. т. Наиболее эффективно для разработки в бассейне Бакчарское месторождение (Томская область). Оно занимает площадь в 16 тыс. кв. км. Рудный горизонт месторождения составляет 20-70 м. и залегает на глубине 160-200 м. Руды содержат до 46% железа, а также примеси фосфора и ванадия. Прогнозные запасы железных руд оцениваются здесь в 110 млрд. т. Для первоочередного освоения может быть рекомендована богатая часть восточного участка месторождения площадью 4 тыс. кв. км. Мощность рудных горизонтов составляет 25-40 м., содержание железа – 30-46%, запасы кондиционных руд – 3 млрд. т. Прогнозные запасы Бакчарского месторождения в 2 раза превышают известные запасы в стране. Если сравнить это месторождение с наиболее эксплуатируемым или намеченным к эксплуатации месторождением Сибири, то оно заменит более четырехсот таких месторождений.

В Восточной Сибири наиболее крупным месторождениями железных руд являются Абаканское, Тейское, Ирбинское, Красрокаменское и Ангаро-Питский бассейн в Красноярском крае, Ангаро-Илимский бассейн и Нерюнгринское месторождение в Иркутской области, Берёзовское месторождение в Читинской области. Абаканское месторождение располагает магнитными рудами. Среднее содержание железа в них 45%. Руда поставляется на КМК. Тейское месторождение имеет руды со средним содержанием железа 37%. Ирбинское месторождение сосредотачивает железные руды, среднее содержание железа, в которых, достигает 46-50%. Ангаро-Илимский железорудный бассейн эксплуатируется частично. Руда добывается на Коршуовском месторождение и поступает на Западно-Сибирский металлургический завод. Среднее содержание железа в рудах 30-40%, но они хорошо обогащаются. Ангаро-Питский бассейн располагает запасами железных руд в 1,6 млрд. т. Содержание железа в рудах 32-38%. Они требуют сложных методов обогащения.


Прогнозные запасы железных руд Дальнего Востока оценивают в 3 млрд. т. Они сосредоточены в основном в Алданском бассейне. Среди месторождений наиболее богаты Таёжное, Пионерское и Сиваглинское. Таёжное – самое крупное месторождение, его запасы исчисляются в 1,3 млрд. т. Руды содержат в среднем 46% железа, а в отдельных пластах – более 60%. Пионерское месторождение имеет более бедные руды, со средним содержанием железа 40%. В Сиваглинском месторождение залегают руды со средним содержанием железа 58%, а в отдельных пластах – до 72%. Большой интерес представляют железистые кварциты Чаро-Токкинского и Олекминского месторождений с прогнозируемыми запасами более 6 млрд. т., но разведаны они пока недостаточно.



4.   
Литература

1.      «БЭС». А. М. Прохоров. 1998 г.

2.      «Экономическая география России». И. И. Баринова. 2000 г.

3.      «Экономическая и социальная география мира».  Н. Н. Полункина. 2000 г.

4.      «Энергетические ресурсы мира». В. И. Попков. 1999 г.

5.      «Современные Соединенные штаты Америки». В.М. Антонов. 1999 г.