Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду"

На правах рукописи

ПАПИЧЕВ ВАЛЕРИЙ ИВАНОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Специальность: 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук

Научный консультант - доктор технических наук, профессор Чаплыгин Николай Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Воробьёв Александр Егорович доктор технических наук, профессор Дёмин Николай Владимирович доктор технических наук, профессор Коваль Виктор Тимофеевич

Ведущая организация: Тульский государственный университет

Защита состоится f-)QítJbiZ 2004 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 002.074.01 при Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения недр РАН

Автореферат разослан /5 ОКЛОи^(Я2004 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета /у

кандидат технических наук Шрадер Э.А.

2

АН 070

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Технологические процессы производств всех отраслей хозяйственной деятельности неразрывно связаны с потреблением природных ресурсов и разнообразными отходами, поступающими в окружающую сред)'

Горное производство, являясь одним из основных видов хозяйственной г деятельности человека, приводящей к изменению природы, выражает себя в неминуемом изъятии вещества и изменении физических и химических характеристик окружающей природной среды.

Добыча полезных ископаемых сопровождается изъятием вещества недр и

• нарушением целостности прилегающих к выемкам породных массивов, занятие земельных площадей под выемки и горные объекты соседствует с загрязнением почвенного покрова прилегающих территорий, потребление водных ресурсов происходит одновременно с их загрязнением сбросами, изъятию кислорода из атмосферы в процессе сжигания топлива и окисления вскрытых пород сопутствует загрязнение атмосферы пылегазовыми выбросами. То есть горное производство оказывает влияние на экосистемы, существование которых обусловлено лишь компонентами природной среды, воспринимаемыми человеком как ресурсы биосферы. Человек взаимодействует с биосферой через ее компоненты - ресурсы его жизнедеятельности. Ресурсный подход является наиболее естественным и непосредственным для выражения такого взаимодействия.

В то же время применяемые методы оценки воздействия производства на отдельные компоненты природной среды используют множество различных показателей, зачастую не связанных друг с другом Так, если загрязнение атмосферы оценивается по показателям ПДК, то потребление кислорода из атмосферы никак не регламентируется. Загрязнение водоемов нормируется по допустимым уровням изменения качества воды, включающим множество пока за-телей (взвешенные вещества, окраска, температура, БПК, ХПК и т.д.). а

* потребление воды оценивается по объёмам забираемой, используемой воды и показателям оборотного водоснабжения. Изъятие почв также не увязывается с показателями их загрязнения.

Таким образом, существующие методы оценки воздействия горного производства на окружающую природную среду, используя различные показатели, характеризующие изменение состояния того или иного природного ресурса, подвергшегося техногенному воздействию, не дают возможности получить комплексную оценку. Преимущественно они позволяют выполнять сравнительную экспертную оценку и ранжирование по степени опасности технологий и производств, связанных с освоением недр, эксплуатацией объектов недропользования, т.е. имеют качественный характер и не дают комплексных

количественных оценок. Результатом т я невысокая

обоснованность принимаемых решений, недостаточная достоверность и надежность рекомендаций по обеспечению экологической безопасности функционирования горного производства, их фрагментарность и разрозненность.

Вместе с тем, современная политика в области экологических оценок строится на базе создания методов комплексной оценки воздействия на окружающую среду. В частности, федеральный закон «Об охране окружающей среды» (2002г.) и одобренная Правительством Российской Федерации «Экологическая доктрина Российской Федерации» предполагают необходимость оценки воздействия на окружающую среду по степени техногенной нагрузки в ее комплексном выражении с учетом совокупного влияния на среду всех основных факторов. Разработка и совершенствование показателей комплексной оценки воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду ставится этими документами в качестве одной из целей научных исследований, проводимых в области охраны окружающей среды. Достижение такой цели является особенно важным для горного производства, характеризующегося высокой степенью интенсивности и комплексности крупномасштабных преобразований естественной среды в районах освоения месторождений В то же время сохранение природных экосистем, поддержание их целостности и жизнеобеспечивающих функций провозглашается стратегической целью государственной экологической политики.

В настоящее время экономические и экологические последствия горного производства принято оценивать преимущественно на стоимостной основе путем сопоставления экономических результатов освоения недр с экологическим ущербом, наносимым природной среде.

Такой подход обладает рядом недостатков, наиболее заметным из которых следует считать преимущественное влияние на результат стоимостных параметров при том, что сами эти параметры изменяются во времени неопределенным образом и практически не чувствительны к изменению состава, количества и качества природных объектов, слагающих в совокупности собственно природную среду.

Степень соответствия результатов производственной деятельности при освоении недр стратегической цели экологической политики может быть установлена на основе использования методологии комплексной инженерно-экологической оценки воздействия на природу с позиций ресурсопотребления.

Инженерно-экологические методы используют качественные и количественные параметры технологических процессов для оценки их взаимодействия или влияния на природную среду, имея в качестве одной из основных задач определение взаимосвязей между параметрами технологических процессов и изменениями в природной среде.

Таким образом, при решении задач, связанных с учетом экологических последствий функционирования горного производства, обеспечением его безопасности для окружающей среды, существует проблема создания методологии комплексной оценки, воздействия.

Цель работы заключается в создании методологии комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую среду для повышения обоснованности принимаемых решений в процессе природоохранной деятельности, экспертных оценок, стратегических разработок развития горного производства в регионах

Идея работы состоит в том. чтобы воздействие горного производства на окружающую среду оценивать с позиций ресурсопотребления, являющегося результатом как непосредственного, так и опосредованного изъятия природных ресурсов в процессе освоения недр

Основные научные положения . выносимые на защиту .

1 Комплексная оценка воздействия горного производства на окружающую сред}. Оценка выполняется, исходя из показателей непосредственного и опосредованного изъятия природных ресурсов для осуществления производственной деятельности

2 Показатель комплексной оценки воздействия горного производства на окружающую сред}' Представляет собой степень совокупного изменения величины оцениваемого природного ресурса в результате его непосредственного и опосредованного потребления.

3.Способ определения величины изъятого опосредованно ресурса с помощью коэффициента нагрузки, характеризующего степень изменения качества ресурса в результате его потребления путем внесения инородных веществ, механического разрушения, химического изменения и других видов воздействия.

4 Способ оценки воздействия горных объектов на окружающую среду в различных точках прилегающих территорий с использованием компьютерной имитации экологического взаимодействия объектов в природно-технической системе методами многомерной дифференциации

Научная новизна работы состоит в следующем:

1 Предложен ресурсный подход к оценке воздействия горного производства, позволяющий в отличие от существующих методов оценивать единым показателем как прямое, так и косвенное влияние на основные компоненты природной среды.

2 Разработана методология комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую природную среду, основанная на представлении техногенной нагрузки, как степени потребления природного ресурса из окружающей среды в результате производственной деятельности Методология включает комплекс методик расчета нагрузки на основные компоненты природной среды (недра, атмосферу, гидросферу, почвенный покров).

3 Обоснованы показатели и разработаны методы инженерно-экологической оценки техногенной нагрузки на основные компоненты природной среды (атмосферу, гидросферу, почву, недра), базирующиеся на представлении нагрузки, как степени изъятия природного ресурса из

окружающей среды.

4. Предложены методы расчета коэффициента нагрузки на основные компоненты природной среды, учитывающие специфику каждого компонента и факторы во здействия, влияющие на степень его изменения при опосредованном изъятии ресурса из окружающей среды.

5. Разработаны методы многомерной дифференциации в расчетных оценках техногенной нагрузки на природную среду при освоении недр, позволяющие производить компьютерную имитацию экологического взаимодействия локальных объектов в природно-технической системе

6. Разработаны методы идентификации объектов горного производства -загрязнителей атмосферы, почвенного покрова и водного бассейна, предполагающие использование в процессе проведения расчетов ряда взаимосвязанных функций, содержащих информацию о размещении объектов горнопромышленного комплекса на рассматриваемой территории, об их количественных и качественных параметрах с целью получения представления о загрязнении окружающей среды и опосредованном изъятии природного ресурса в любой интересующей исследователя точке региона и степени участия в этом каждого из объектов.

Практическая ценность работы:

1. Создано методическое и программное обеспечение комплекса моделей для автоматизированной оценки техногенной нагрузки горного производства на основные компоненты природной среды.

2. Разработано методическое обеспечение для создания автоматизированной системы идентификации горных объектов, загрязняющих природную среду.

3 Разработано методическое обеспечение дифференциации техногенной нагрузки на прилегающие территории.

4. Выполнена количественная оценка техногенной нагрузки и произведена ее дифференциация в регионе Курской магнитной аномалии с установлением степени влияния на природную среду региона каждого из промышленных объектов.

Методы исследований, достоверность и обоснованность полученных результатов

В основу исследований положен комплекс следующих методов' анализ и синтез существующих способов оценки воздействия горного производства на окружающую среду, компьютерный вычислительный эксперимент, теоретическое обобщение, расчетно-аналитический, имитационное моделирование.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается соблюдением преемственности в отношении научных положений, обоснованных учеными - предшественниками и апробированными в процессе многолетнего применения в науке и практике, надежностью применяемых традиционных методов исследований: достоверностью и представительностью используемой в расчетах информации: апробацией результатов в широком кругу специалистов: принятием основных результатов для практического использования.

Реализация результатов.

Разработанные автором методы идентификации объектов горного производства - загрязнителей атмосферы и поверхностных водоемов использованы при выполнении по договорам с НТГА научно-исследовательских работ "Автоматизированная система идентификации угольных предприятий и их объектов - загрязнителей воздушного и водного бассейнов" (1996г). "Разработать методик}' оценки экологической опасности загрязнения воздушного бассейна производственными объектами угледобывающих предприятий и информационное обеспечение решения задачи" (1997г), "Разработать макет подсистемы идентификации объектов - загрязнителей водного бассейна" (1997г.). по договору с Миннауки РФ в составе Государственной научно-технической программы «Недра России», по проекту "Технология заблаговременного извлечения (добычи) метана из угольных месторождений с применением специальных методов воздействия на горный массив" (1998г.); при разработке раздела "Охрана окружающей среды ТЭО проведения экспериментальных работ по исследованию возможностей добычи метана из угольных пластов на первоочередных площадях в Кузнецком угольном бассейне" (2001 г.)

Методы и компьютерные средства оценки техногенной нагрузки горного производства на окружающую природную среду и идентификации горных объектов - загрязнителей атмосферы и почвенного покрова использованы при выполнении работ по проекту "Обоснование и разработка высокоэффективных технологий экологически безопасного комплексного освоения месторождений алмазов Северо-Западного региона и урана". подпрограмма

"Экогорметкомплекс будущего" ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития на>ки и техники гражданского назначения" ( 1999-2001г.г.): для оценки воздействия углеметанового промысла на окружающую природную среду при выполнении работы "Разработка принципов и правовой основы обеспечения экологической безопасности углеметанового промысла в К\збассе" (договор с ДОАО «Промгаз» на создание научно-технической продукции. № 01-202 от 01 толя 2002 г), при разработке "Методических указаний по работе с автоматизированной системой идентификации объектов-загрязнителей атмосферного возд) ха". использованных в Московском государственном горном университете в качестве учебного пособия в курсовом и дипломном проекти 4 занип по специальностям 090508. 290703, 328702.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы в качестве важнейших научно-исследовательских работ включались в Отчеты о научной и научно-организационной деятельности Научного Совета РАН по проблемам горных наук в 1995, 1996, 1997, 1998, 2001 гг. а также в Отчет о деятельности Российской академии наук в 2002 году, докладывались и представлялись в материалах на международном симпозиуме по аэрозолям (Москва, 21-25 марта 1994г.), на 3-ей международной конференции "Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды" (20-23 ноября 1996 г. Москва), на 2-ом международном с региональном симпозиуме АРСОМ-97 (24-28 августа 1997 г., Москва), в экспозиции ИПКОН РАН на выставке "Геоэкология Москвы и Московского региона" (1997 г, Москва), на международной конференции "Науки и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX-XXI веков" (Москва, апрель 1998г), в экспозиции ИПКОН РАН на выставке "Экология. Здравоохранение" (Москва.. 1998г.), .),. на IV международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, апрель 1999г.), на Всероссийской конференции "Интеграция фундаментальной науки и высшего образования (состояние и перспективы) " (Москва, октябрь-ноябрь 1999г.), на Ганноверской промышленной ярмарке в составе экспозиции РАН, планшет" Автоматизированная система идентификации предприятий -загрязнителей атмосферы и поверхностных вод" (Германия, март 2000 г.), на международной конференции "Освоение недр и экологические проблемы -взгляд в XXI век"(2() - 25 ноября 2000 г, Москва), на 3-ей международной научной конференции «Физические проблемы разрушения горных пород» (9-14 сентября 2002 г., г. Абаза, Хакассия ) на конференциях "Неделя горняка - 2000" (31 января - 4 февраля 2000 г МГГУ, Москва) и "Неделя горняка - 2002" (28 января - 1 февраля 2002 г., МГГУ, Москва), на 6-ой международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (апрель 2003 г., МГГРУ, Москва), » на 4-ой международной научно-практической конференции "Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых" (апрель 2004 г., МГГРУ, Москва). 4

Публикации

По теме диссертации опубликовано 28 работ, основополагающими являются 24.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и 6 приложений, содержит 58 рисунков и 122 таблицы, список использованных источников из 220 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современное состояние проблемы

Зависимость общества от экологических результатов своей деятельности приобретает глобальный и все более острый характер Предложения общего характера по изменению такого положения высказывали ведущие представители горной науки, занимающиеся стратегическими вопросами обеспечения экологической безопасности освоения недр (К Н Трубецкой. Д Р. Каплунов, Н.Н.Мельников. H.H. Чаплыгин. Е.И. Панфилов).

Большую роль в решении принципиальных проблем природопользования с позиций обеспечения экологической безопасности сыграли труды М.Я Лемешева. Н.П Федоренко. О Ф. Балацкого. К Г. Гофмана. Н Ф. Реймерса. В.Т Трофимова и др., в том числе - применительно к горному производству -В.Ж.Аренса. АЕ. Воробьева. Ю.П. Галченко. Б.А. Иванова. В.Т Коваля, AB. Колосова. А.П Красавина. Г Г. Мирзаева. М Е. Певзнера. М.А Ревазова, В. А Харченко, A.B. Хохрякова. Значительные научные и практические результаты получены в решении проблем обеспечения экологической безопасности по отдельным направлениям воздействия горного производства на окружающую среду: земельные ресурсы (В.Д Горлов. Ю И Дриженко. В С Коваленко. В.А Овчинников, П.И.Томаков). атмосфера (ВВ. Адушкин. А.Т.Айруни. П.В.Бересневич, Н.З Битколов. HB Демин. ВВ. Кудряшов. В.А. Михайлов. В В. Пененко, К.З.Ушаков, С С. Филатов), поверхностные и подземные воды (В А.Мироненко, В Г. Румынии. А А.Харионовский). породный массив (А.М Гальперин. A.M. Демин. М А Иофис. С В. Кузнецов. В.И Стрельцов. Г JI Фисенко).

Анализ сложившейся экологической ситуации в основных районах добычи твердых полезных ископаемых свидетельствуют о том. что несмотря на общее сокращение техногенного давления на природную среду в результате снижения в последние годы XX столетия в России объёмов промышленного производства, экологические показатели в абсолютном выражении улучшились несущественно, а в удельном - ухудшились, а в ряде случаев положение в целом усугубилось.

В обеспечении экологической безопасности наибольший акцент сделан на снижение опасности отходов Это имеет большое значение, о чем свидетельствуют экологические результата работы многих горных предприятий.

Однако природоохранная деятельность, осуществляемая лишь в отношении отходов, не предполагает экологически ориентированного изменения технологического уклада горного производства в целом и следовательно, не исключает основные причины возникновения и повышения экологической опасности при освоении недр в силу присущих ему особенностей -значительного удельного потребления природных ресурсов (земельных, водных

и др.),необратимости изменений в недрач и невозобновляемости отдельных видов георесурсов.

Существующие методы оценки воздействия производства на окружающую среду не обеспечивают выполнение законодательных требований в части проведения комплексных оценок, что не позволяет в полной мере и достоверно оценить воздействия горного производства в целом или отдельных его объектов (технологий) на основные компоненты природной среды, и в этой связи не дают возможности принимать надежные решения при выборе приоритетных направлений природоохранной деятельности, в различного рода предпроектны.ч проработках.

В этой связи возникла необходимость в принципиально новом подходе к оценке влияния горного производства на окружающую среду на основе интегральных показателей.

Основные задачи исследований

Анализ состояния проблемы и поставленная цель работы предопределили основные задачи исследований:

- обосновать необходимость ресурсного подхода в оценке воздействия горного производства на окружающую среду;

- обосновать показатели оценки воздействия горного производства на окружающую среду, обеспечивающие повышение достоверности принимаемых решений;

- разработать методологию и аппарат комплексной оценки воздействия горного производства на основные компоненты природной среды;

- разработать методы и аппарат дифференциации нагрузки на компоненты природной среды;

- разработать методы идентификации объектов горного производства, воздействующих на основные компоненты окружающей природной среды горнопромышленных регионов,

- апробировать новый подход и методы на конкретных объектах горнодобывающей промышленности, показав научную и практическую существенность полученных результатов

Анализ влияния горного производства на окружающую среду и существующих методов инженерно-экологических оценок.

Горное производство, как территориально рассредоточенная система объектов производства и инфраструктуры, предназначенная для освоения недр, оказывает масштабное воздействие на основные компоненты окружающей природной среды.

Природная срсда в практической, хозяйственной деятельности предстает как сочетание ресурсов. Каждый вид природного ресурса для любого конкретного технологического развития ограничен по количеству и по качеству.

Результатом горного производства является, прежде всего, извлеченное из недр и переработанное сырьё, необходимое для народного хозяйства

Как всякая хозяйственная деятельность общества освоение недр сопровождается образованием некоторого количества материальных и энергетических отходов Поступающие в окружающую среду отходы участвуют в различных физических, химических и биологических процессах переноса, разложения, осаждения, накопления и т д Это отражается на пространственных и временных параметрах качества окружающей среды и. следовательно, оказывает влияние на потребляемое в процессе производственной деятельности сырье, людей, растительность, животных

Непрерывное наращивание и сосредоточение промышленного потенциала в крупных территориально-производственных комплексах страны вызывают неизбежное изменение окружающей среды, нарушая полностью или частично сложившиеся экологические связи в зонах размещения промышленных объектов (шахт, разрезов, рудников, карьеров, обогатительных фабрик) Как правило, эти изменения проявляются в различных сочетаниях негативных явлений, важнейшими из которых являются деформация вмещающих пород и земной поверхности, истощение и загрязнение подземных и поверхностных вод. затопление и заболачивание подработанных территорий, обезвоживание и засоление почв, загрязнение атмосферного воздуха, изъятие земельных площадей из хозяйственного оборота и др.

Отличительной особенностью горного производства является масштабное воздействие на недра В настоящее время в России находится в эксплуатации более 600 шахт и рудников с подземной добычей полезных ископаемых и свыше 4000 карьеров и разрезов, При их функционировании извлечение полезных ископаемых приводит к изъятию из недр пустых пород, размещаемых на прилегающих площадях, что приводит к изменениям напряженно-деформированного состояния породных массивов, нарушению подземной гидросферы, иногда к сейсмически опасным проявлениям Перемещение и переработка сырья и попутных пород приводят к образованию массы отходов, потреблению и загрязнению водных и атмосферных ресурсов

Масштабы воздействия на природные ресурсы могут быть показаны на примере угольной промышленности России. В 1998 году в России было добыто 221 млн т. угля. Объем образованных при этом отходов (вскрышных и

з

вмещающих пород, хвостов обогащения) составил 639 млн м Отходы размещались на земной поверхности Одновременно расширились площади под горные работы. Это потребовало изъятия из хозяйственного оборота земной поверхности площадью 1474 га. К 1998 г общая площадь нарушенных предприятиями угольной промышленности земель составила 105400 га. Наряду с земельными ресурсами продолжалось потребление водных ресурсов В 1998 г.

потребление воды на производственные нужды составило 252.7 млн. м3. при

этом сброс загрязненных сточных вод составил 437 млн м3 Количество

вредных веществ, выброшенных в атмосферу достигло 592.6 тыс т. Эти вещества загрязняли не только воздух, но и почвенный покров, водоемы, изменяя качественный состав ресурсов атмосферы, гидро- и педосферы регионов.

В целом, в угольной промышленности России для добычи 1 т угля

3 3

потребляется более 2 м воды, сбрасывается в водоемы 3.3 м сточных вод,

выбрасывается в атмосферу 2.7 кг вредных веществ, образуется около 3 -1

м твердых отходов. Каждый млн т добываемого угля требует изъятия из хозяйственного оборота 6,7 га земель

При добыче цветных и редких металлов удельные показатели получения отходов и потребления ресурсов на единиц)' полезного продукта многократно возрастают.

Наряд>' с масштабностью горного производства существенным фактором воздействия на основные компоненты природной среды является технологический.

Исследование влияния техники и технологии, в частности разработки железных руд открытым способом на окружающую среду, свидетельствует о неоднозначности таких воздействий С ростом производственной мощности предприятий по полезному ископаемому уменьшается средняя удельная землеемкость, но возрастают объемы выбросов вредных веществ Многообразие видов транспорта приводит к увеличению удельной землеемкости, в то же время перспективы открытых разработок связываются с углублением карьеров, сопровождающимся переходом на комбинированные виды транспорта, при которых объемы повторных перевозок возрастают, а средняя удельная землеемкость уменьшается.

Рост выбросов пыли и вредных веществ в карьерах с увеличением их мощности обусловлен не только ростом абсолютных объемов, но в значительной степени увеличением интенсивности пылевыделения с увеличением единичной мощности горно-транспортного оборудования.

Для угольных разрезов влияние технологического фактора наглядно просматривается на примере изменения удельной землеемкости по системам разработки. Область наибольшей землеемкости занимают разрезы с транспортной системой, несколько меньшую - разрезы с комбинированной системой, еще меньшую - с транспортно-отвальной системой разработки. Сравнение систем по изменению землеемкости с их экономическими показателями свидетельствует о том, что. чем больше производительность системы, меньше себестоимость вскрышных работ, тем меньше землеемкость угольных ра срезов. Таким образом, воздействие горного производства в целом и отдельных его объектов и звеньев на основные компоненты природной среды связано с особенностями технологических и физических параметров производства, территориального и взаимного расположения горных и природных

объектов. Для управления экологической ситуацией необходима единая, унифицированная для горного производства в целом и его локальных разнообразных объектов мера оценки воздействия на природную среду и ее основные компоненты.

Инженерно-экологические оценки техногенной нагрузки, оказываемой в процессе производства горных работ на окружающую среду, носят разнородный характер, не имеют единой методологической основы, как в России, так и за рубежом. Большую долю неопределенности в принятие решений по освоению недр с использованием существующих оценок вносит значительный удельный вес экспертной, субъективной составляющей Для современного состояния исследований в данной области характерна фрагментарность, при которой отдельные научные результаты не составляют систему знаний.

Экологического характера оценки горных объектов выносятся обычно по-факторно. что не дает возможности составить представление об экологических последствиях совместного действия факторов и. соответственно, об их взаимосвязанных оценках.

Анализ состояния проблемы показывает, что полностью избежать влияния субъективного фактора, по-видимому, невозможно Однако основу для экологической оценки горных комплексов и технологий должны составлять результаты инженерно-экологических расчетов с использованием получаемой стандартными методами информации.

Показатели комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую природную среду.

В результате извлечения сырья из недр масса образующихся отходов во много раз превосходит массу полезного продукта. Отходы либо концентрируются в определенных местах, либо распределяются на больших территориях. Тот или иной способ пространственного распределения отходов зависит от технологических особенностей их получения, однако в любом случае это приводит к изъятию природных ресурсов. Такое изъятие неизбежно и при строительстве любых производственных объектов, предназначенных для освоения недр. Вовлечение в хозяйственный оборот минеральных ресурсов приводит к изъятию из оборота других природных ресурсов

Изъятие природных ресурсов происходит в двух формах непосредственной и опосредованной.

При непосредственном природные ресурсы, в определённой части прямо используются в производственном процессе' почва (земельные отводы под карьеры, шахты, отвалы, хвостохранилшца. здания, сооружения), вода (технологические и хозяйственные нужды), возду х ( потребление кислорода при сжигании различных видов топлива ).

При опосредованном изъятии в результате рассеяния отходов и энергии ресурсы приобретают иное в сравнении с исходным качество, требующее новой оценки

Как непосредственное, так и опосредованное изъятие природных ресурсов по существу является рсз>льтатом техногенной нагрузки, представляющей собой степень прямого и косвенного воздействия людей на природу в целом или ее отдельные компоненты и элементы.

Таким образом, комплексную оценку воздействия горного производства на окружающую природную среду необходимо выполнять, исходя из степени прямого и косвенного изъятия природных ресурсов

Количественным показателем воздействия производства на каждый природный ресурс являются отклонения фактических значений количества ресурса от его исходных (естественных) значений, которые могут явиться результатом как непосредственного, так и опосредованного потребления ресурса.

Непосредственно потребленный ресурс - это величина, на которую изменились запасы ресурса, используемые непосредственно на осуществление технологического процесса, где он полностью изменяет и утрачивает свои первичные свойства вследствие механических и физико-химических превращений.

Опосредованно потребленный ресурс - это величина, на которую изменились запасы ресурса вследствие поступления в среду вещества и энергии, приводящих к ухудшению его состояния, в результате чего он утрачивает свои первоначальные свойства.

Если в принципиальном виде за исходную величину запаса ресурса принять Я, то в результате непосредственного потребления его части в размере V, фактическая величина запасов ресурса составит Я Ф1 Количественным показателем воздействия явится величина отклонения фактического значения запасов ресурса от исходного, т е V = Я - Я ф1

Следует отмети I ь, что изменение запасов непосредственно потребляемого ресурса может происходить как в сторон) уменьшения, так и в сторону увеличения. Например, запасы ресурсов поверхностных вод в районах разработки полезных ископаемых могут не только уменьшаться в результате их потребления на производственно-бытовые нужды, но и возрастать в том случае, если объемы откачиваемых и сбрасываемых в поверхностные водоёмы подземных вод будут превосходить объемы потребляемых Это имеет место на многих добывающих предприятиях В таком случае потребление ресурса будет иметь отрицательный знак, т к Я ф! > И и отклонение запасов ресурса от естественного значения должно приниматься по абсолютной величине, т.е. IV! = |Я-Яф11 •

Если же на ресурс производилось опосредованное воздействие путём внесения в него инородных веществ в размере то фактическая величина запасов ресурса возрастёт и составит Я ф2 Количественным показателем воздействия явится величина отклонения фактического значения запасов ресурса от исходного, т е \¥= Я- Я ф2 Так как Я фл > Я. то величина XV при этом примет

отрицательное значение и отклонение должно приниматься по абсолютной величине, то есть 1\¥| = Ш- Я ф21.

Таким образом, в результате непосредственного потребления запас ресурса отклоняется на величину IV!. а в результате опосредованного потребления величина отклонения составляет |\У|.

Отношение отклонения запасов ресурса в результате непосредственного потребления, к запасам этого ресурса, имевшимся на оцениваемой территории до начала их потребления (К»), представляет собой степень непосредственной нагрузки на данный ресурс И = Соответственно, отклонение запасов

ресурса в результате опосредованного потребления к величине К, представляет собой степень опосредственной нагрузки на данный ресурс И = 1\¥| /Н,

Тогда в общем виде суммарная техногенная нагрузка на тот или иной компонент окружающей пр^р^^^й среды в регионе может ^ц^ъ представлена в виде следующего выражения

т I I т I I

£ Ы г N

ит = — + (1)

1=1 е=1

где: IV! - величина отклонения запасов ресурса в результате его непосредственного потреблёния, 1\¥1 - величина отклонения запасов ресурса в результате его опосредованного потреблёния. Я, - запасы ресурса. 1- временной интервал оценки, т - верхний временной предел оценки

Внесение инородных веществ (энергии) в ресурс сопровождается изменением природных свойств части ресурса вследствие механических и физико-химических превращений, что вызывает по существу изъятие изменённой части ресурса из его исходных запасов Расположение и распределение изменённой части ресурса в его общем объёме требует специального изучения, однако её наличие и зависимость величины изменённой части от размера и качества внесённого вещества (энергии) несомненны. То есть внесение в ресурс инородных веществ несёт с собой дополнительную нагрузку и величина № требует приведения в соответствие с нормативным качеством или нормативным воздействием Такое приведение предлагается осуществлять посредством коэффициента нагрузки (к„).

Тогда \¥ = в ■ к„ . ' <2)

где: в- величина части ресурса, пшенпвшей свои свойства, или внесенного в ресурс инородного вещества : к„ - коэффициент нагрузки

Коэффициент нагрузки показывает степень опосредованного потребления ресурса в результате изменения его природных свойств при энергетическом воздействии на него или внесении инородного вещества

Общая формула нагрузки на тот или иной компонент природной среды в результате во ¡действия комплекса источников, входящих в производство имеет следующий видит = |=!_+*_=1_-----

X т

1=1

На базе выражения ( 3 ) предложены формулы расчета нагрузки на основные компоненты природной среды за тот или иной временной интервал воздействия. Нагрузка на атмосферу

О 1 М к"

о, о,

где - расход топлива, кг; 10 - потребность воздуха на сжигание единицы топлива, кг/кг, Мвп- масса пылегазовых выбросов в атмосферу, кг; ка„ -коэффициент нагрузки пылегазовых выбросов на атмосферу; 0а - запасы воздуха в атмосфере оцениваемой территории, кг Нагрузка на почвенный покров

И = ^_<идолиед. (5)

8 5 • И п • у п

где. Эц- изъятая площадь земной поверхности, м2; М„- масса осевшей на почву пыли, т ; Ь„ - мощность почвенного слоя, м ; уп - объемная масса почвы,

т/м3, к" - коэффициент нагрузки пыли, осевшей на почву. 8 - площадь

оцениваемой территории, м2.

Нагрузка на водный бассейн

Иц = + --■ доли ед. (6)

^ пив ^ ^ пол » нов ^ подз / У в

где. <3Ш1 - объем водопотребления, м 3 . Ош - объем водоотведения, м3 ; Мс -масса сброшенных веществ, т; у - объемная масса воды,

т/м3;

коэффициент нагрузки на водоемы от сброшенных веществ; (}„„„ и Опида -запасы соответственно поверхностных и подземных вод на оцениваемой территории, м3.

При необходимости выражение (6) может быть разбито на два. позволяющие в отдельности оценить нагрузку, оказываемую на поверхностные и подземные воды.

Нагрузка на недра:

и» V , С • к" (7)

И н = -+-— . доли ед.

он о„

где: V- объём, на который изменился породный массив в результате его непосредственного потребления, м3 . С- объём породного массива, изменивший свое качество в результате производства горных работ, м3; к" - коэффициент нагрузки на недра; 0„ - запасы породного массива, относительно которых производится оценка.

Большая часть входящих в состав формул (4,5.6) параметров (объёмы водопотребления и водоотведения. масса сброшенных веществ в сточных водах, масса пылегазовых выбросов в атмосферу, площадь земель, занятых отвалами и хвостохранилищами) может быть получена из данных статистической отчетности горных предприятий.

Для расчета коэффициентов нагрузки необходимо иметь данные о химическом составе выбросов вредных веществ в атмосферу и сбросов в водоемы.

Коэффициент нагрузки на ресурсы в результате внесения в ресурс инородных веществ зависит от агрессивности этих веществ, в общем виде он определяется из выражения'

П ТТ1

= 1=1 и_

Кн~ п п.

1=1 ]=1

где Р - масса нетоксичных веществ, содержащихся в отходах, поступающих в окружающую среду, т. М - масса токсичных веществ, поступивших с отходами в окружающую среду, т. 1 - количество видов нетоксичных веществ, поступивших в окружающую среду.) - количество видов токсичных веществ, поступивших в окружающую среду. AJ - показатель относительной агрессивности ]-того вещества

Показатель А, ¡-того вещества характеризует степень его агрессивности относительно агрессивности вещества, принятого в качестве нормирующего для рассматриваемой среды В качестве показателей агрессивности в диссертации принимаются показатели, используемые для санитарной оценки воздушной

среды {ПДКСС ЛДКрз .ПДКМ Р ). воды водоемов (ПДК р/ х ПДКсб , ОДУ ). химических соединений в почве ( ПДК„ . ОДК ).

В общем виде показатель относительной агрессивности определяется отношением предельной величины используемого для санитарной оценки среды показателя самого безопасного вещества к величине этого показателя ^того вещества.

Использование коэффициента нагрузки на компоненты природной среды в предлагаемом виде позволяет производить оценку выбросов (сбросов) во всей совокупности составляющих их компонентов, т е появляется возможность оперировать обобщёнными величинами, характеризующими выбросы (сбросы) сложного состава, что повышает достоверность экологических оценок

При оценке воздействия на недра принципиально структура коэффициента не меняется, однако необходима его модификация с учётом технологических особенностей воздействия на породный массив. В общем виде он представляет собой отношение энергетических показателей, затраченных на изменение свойств ресурса, к энергетическим показателям, которые необходимо затратить на непосредственное потребление ресурса.

Комплексная оценка воздействия горного производства на окружающую среду.

Запасы природных ресурсов, относительно которых рассчитываются показатели нагрузки, зависят от площади территории, на которой предполагается оценить величин)' нагрузки.

В частности, для оценки нагрузки, оказываемой горными объектами железорудной промышленности Курской магнитной аномалии, и сравнения их по этому показателю с другими промышленными предприятиями региона была рассмотрена территория Старооскольского и Губкинского районов Белгородской области (табл. 1).

Полученные величины техногенной нагрузки свидетельствуют о том, что не только железорудные, но и некоторые другие предприятия региона оказывают существенное воздействие на основные компоненты природной среды. В частности, близкие показатели нагрузки на атмосферу имеют цементный завод (2,136 %), Г) бки иска я ТЭЦ (2.498 %). Оскольский электрометаллургический комбинат (2,036 %).

Представленные в табл.1 данные позволяют определить долю нагрузки, приходящуюся на то или иное предприятие, приняв суммарную нагрузку по каждому из ресурсов за 100 % . В частности, по нагрузке на атмосферу региона основными предприятиями являются: Лебединский ГОК - 19.2 %, Губкинская

ТЭЦ - 15 %. цементный завод - 12 8 %; основным потребителем ресурсов поверхностных вод является Лебединский ГОК - 63.3 %, далее следуют Оскольский электрометаллургический комбинат - 6.7 %, Губкинская ТЭЦ - 5.7, Стойленский ГОК- 4.5 %; по почвенным ресурсам основными потребителями являются Лебединский ГОК- 48 0 % и Стойленский ГОК - 25.6 %.

Сравнение горнодобывающих предприятий может быть произведено и по удельной нагрузке относительно объёмов добытого полезного ископаемого. Тогда сравнительная оценка комбината КМА руда, Лебединского и

Стойленского ГОКов в расчете на 1 млн.т добытого полезного ископаемого будет выглядеть следующим образом (табл.2)

Таблица 1

Техногенная нагрузка, оказываемая промышленными предприятиями КМА на природные ресурсы региона

№ Наименование предприятия Значения техногенной нагрузки на природные ресурсы региона, %

Атмосфера Почва Вода

1 Комбинат КМА РУДА 1.782 0.057 0.36

2 Лебединский ГОК 3.207 2.461 7.351

3 Стойленский ГОК 0.985 1.311 0.526

4 Оскольский ЭМК 2.036 0.666 0.783

5 Электрометаллургстрой 0.222 0.078 0.185

6 Завод ЖБИ 0.052 0.048 0.088

7 Губкинская ТЭЦ 2.498 0.122 0.661

8 Завод автотракторного оборудована 0.026 0.032 0.006

9 Механический завод 1.063 0.022 0.222

10 Локомотивное депо 0 023 0.004 0.119

11 Вагонное депо 0.013 0 001 0.0

12 Цементный завод 2.136 0.242 0.8

13 Мебельная фабрика 0.053 0.003 0.0

14 Фабрика крученых изделий 0.032 0.001 0.005

15 Мясокомбинат 0.023 0.001 0.016

16 Консервный завод 0.021 0.001 0.001

17 Спиртовый завод 0.033 0.002 0.067

18 Крахмало-паточный завод 0 013 0 001 0.008

19 Ремонтный завод горного оборудования 1 206 0 022 0.172

20 Завод силикатных материалов 0.152 0 007 0.093

21 Завод минеральных красок 1.098 0.008 0.033

Таблица 2

Удельная нагрузка на природные рес\ рсы района желе юрудных предприятий

КМА

Наименование предприятия Удельная приведенная нагрузка . % / млн. т.

Атмосфера Почва Вода

Комбинат КМАРуда 0.51 0.016 0.103

Лебединский ГОК 0.09 0 069 0.206

Стойленский ГОК 0.13 0.170 0.046

Глубниа карь «ров, ы;

Архакгслъжрго:роо" —— Карпинского »1 ;}5ЯГ К *р пинского » % ,JisT Ломоносова' )2ое ВДдонсрского : |2зо

Рис. 1 Изменение коэффициента нагрузки на недра по карьерам с глубиной

отработки.

Таблица 3

Объекты _2 Нагрузка на недра, % • 10

1.Карьер трубки Архангельская 5.02

2. Карьер трубки Карпинского -1 1.73

3.Карьер трубки Карпинского -2 0.81

4. Карьер трубки им. Ломоносова 1.52

5.Карьер трубки Пионерская 2.93

б.Хвостохранилище 0.90

7,Отвалы 3.57

Суммарная нагрузка 16.48

Каждый источник техногенного воздействия характеризуется присущими ему количественными и качественными показателями выбросов и сбросов, геометрическими параметрами, местоположением в природной среде.

Природная среда представляется как совокупность ресурсов атмосферы, гидросферы, почвы, недр и происходящих в них процессов и характеризуется комплексом показателей, описывающих состояние природных ресурсов и процессов - рельеф, мощность плодородного слоя, динамику атмосферы и водного баланса, температуру атмосферы и гидросферы, вещественный состав породного массива, физико-техническую характеристику разрабатываемых пород и т.п.

Элементы указанной природно-технической системы связаны определенными зависимостями, процессами, меняющимися во времени и пространстве. При исследовании процессов дифференциации техногенной нагрузки в природно-технической системе, а также зависимостей параметров распределения нагрузок от технологических и временных факторов, состояния компонентов природной среды использовались как расчетно-аналитические

Полученные результаты позволяют сравнить горнодобывающие предприятия по экологической эффективности их функционирования.

Подобный подход может бьггь использован в процессе поиска наименее экологически опасных способов разработки и технологических процессов горного производства из числа возможных на конкретном месторождении при определённых главных параметрах предприятия.

Методический подход к оценке нагрузки горнодобывающих предприятий и их объектов на недра рассмотрен на примере алмазного месторождения им. М.В.Ломоносова, которым предусматривается разработка пяти кимберлитовых трубок карьерами.

Величина коэффициента нагрузки на недра вследствие изъятия пород из карьера зависит от глубины карьера и физико-механических свойств пород, слагающих месторождение. Она рассчитывается по формуле:

р в Н к" _ ^ 6_

" /10 7+р*я

2 х

где. g - ускорение свободного падения, м/с ; р - плотность пород, кг/м ; Н- глубина центра тяжести разработки, м; Г - коэффициент крепости по шкале проф. ММ.Протодъяконова.

Изменения коэффициента нагрузки на недра по карьерам месторождения 1 по мере углубки горных работ показано на рис. 1.

Близкое расположение кривых на рис. 1 по карьерам трубки а Архангельская, Карпинского -1 и Карпинского -2 связано с тем, что все три, карьера имеют близкие показатели физико-механических свойств комплексов пород.

Нагрузка на недра в результате изъятия горной массы из карьеров и её перераспределения на прилегающих территориях при условном объёме породного массива, равном 5 • 10й м3, представлена в табл. 3.

Величина условного объёма породного массива принята, исходя из максимальных размеров земельных отводов, занимаемых крупнейшими добывающими предприятиями страны (в пределах 10 тыс. га, т.е. 100 кв.км.) и максимальной глубины, доступной для освоения на сегодняшний день: 3-4 км

т

горные выработки, 4-5 км нефтегазовые скважины ( в пределах 5 км ). Нагрузку на недра, рассчитываемую относительно породного массива объемом 5 ■ 10й м3, и на атмосферу, гидросферу, почвенный покров - относительно условных * запасов в пределах территории площадью 10 тыс. га, назовем приведенной. Использование приведенной нагрузки позволяет сравнивать по этому показателю предприятия, расположенные в различных регионах страны, с различными природно-климатическими условиями, независимо от размеров регионов и административно-территориальных образований Дифференциация нагрузки на прилегающие территории Полученные результаты - численные показатели нагрузки на природную

среду, оказываемой предприятиями в пределах регионов, и доля в общей нагрузке, приходящаяся на то или иное предприятие в рассматриваемом регионе - не дают возможности позиционировать эту нагрузку на территории, те определять ее местоположение и границы распространения Та часть нагрузки, которая сформировалась в результате непосредственно изъятого ресурса, позиционируется по месту его изъятия, а нагрузка, полученная за счет изменения качества ресурса, может позиционироваться только по прямым замерам загрязнения атмосферы, водоемов, почвенного покрова или косвенным путем посредством расчета распространения вредных веществ в атмосфере и по водотокам.

В процессе решения этой задачи автором созданы методы многомерной дифференциации в расчетных оценках техногенной нагрузки на природную среду, базирующиеся на результатах исследования с использованием разработанных в диссертации адекватных компьютерных моделей сложных природно-технических систем с их реальными характеристиками с позиций взаимодействия природной и технической частей.

Компьютерные модели, имитирующие взаимодействие объектов в природно-техногенной системе, объединены в систему автоматизированных расчетов, представляющую собой интегрированную среду, включающую ряд взаимосвязанных функций, служащих для обработки информации о размещении объектов горного комплекса на оцениваемой территории, их количественных и качественных параметрах Входящие в состав автоматизированной системы программные средства строятся по модульному принципу и содержат математическое обеспечение, позволяющее производить расчеты распространения вредных веществ в воздушной и водной среде от всех основных типов источников выбросов и сбросов, характерных для горнодобывающей промышленности.

методы, так и компьютерный вычислительный эксперимент и методы имитационного моделирования.

При дифференциации нагрузки масса вредных веществ, поступивших в результате выбросов и сбросов в любую точку рассматриваемой территории, выражается через содержание веществ, достигших этой точки. Суммирование рассчитанных в каждой точке значений техногенной нагрузки от всех загрязнителей позволяет получить для нее общую величину нагрузки и определить долю загрязнения, приходящуюся на тот или иной источник. Интегрирование полученных нагрузок по всем точкам оцениваемой территории даёт возможность выделить зоны распространения различных нагрузок по величине и влиянию каждого из источников.

Выполнена количественная оценка и дифференциация техногенной нагрузки, оказываемой на атмосферу прилегающих территорий основными объектами Лебединского ГОКа Курской магнитной аномалии.

В оценку включены шесть наиболее пылящих объектов предприятия:

- отвал "Бродок" рыхлой вскрыши карьера;

- гидроотвал "Березовый лог" рыхлой вскрыши карьера, разрабатываемой средствами гидромеханизации;

- карьер "Лебединский" (производство массовых взрывов в карьере);

- хвостохранилшце отходов обогащения;

- фабрика крупного дробления (дробление железистых кварцитов);

-дробильно-сортировочная фабрика (дробление сланцев).

Нагрузка на атмосферу района, оказываемая этими объектами в среднем в течение года показана на рис. 2.

Рассмотрим характер изменения нагрузки на атмосферу от отдельных объектов Лебединского ГОКа. На рис.3 показано изменение средней величины нагрузки на атмосферу в течение года в результате опосредованного изъятия ч ресурса с удалением от источников выбросов

Для каждого из источников рассчитаны значения коэффициентов нагрузки на атмосферу. В табл. 4 приведен расчет коэффициента нагрузки при пылении отвала рыхлой вскрыши «Бродок».

Коэффициенты нагрузки на атмосферу для других источников, рассчитанные аналогично, составили' взрыв в карьере - 23,84, фабрика крупного дробления -38,99, отвал скальной вскрыши - 38,24.

Отвалы оказывают наибольшую нагрузку на расстоянии до 500 метров от их границ Максимальные значения нагрузки имеют место на границах отвалов и составляют 0.05 % (отвал «Бродок»), На расстоянии более 700 м. нагрузка от них на среду практически не ощущается. Нагрузка от выбросов в атмосферу из трубы фабрики крупного дробления имеет максимальное значение на расстоянии 1000 м, в дальнейшем она постепенно снижается, но распространяется на расстояние до 5 км. Нагрузка от взрывных работ в карьере является существенной на расстоянии около 2 км от эпицентра взрыва.

Рис 2 Среднегодовая нагрузка на атмосфер) в районе ф\ акционирования Лебединского ГОКа

источника оценить величину нагрузки.

Таблица 4

Коэффициент нагрузки на атмосферу для отвала рыхлой вскрыши

№ Химические элементы и соединения Отвал «Бродок»

Доля в выбросе (га, % по массе) Аф,(т/т) ш- АО)

1 Си 0,001 447,21 0,44721

2 РЬ 0,0005 22360,65 11,180325

3 Ni 0,0004 5477,22 2,190888

4 Сг 0,003 10000 30

5 V 0,001 2738,61 2.73861

6 Мп 0.015 2236.06 33,5409

7 Ti 0,03 6.32 0,1896

8 Nb 0.001 6,32 0,00632

9 Y 0,001 20 0.020

10 Zr 0.02 14,17 0,2834

11 Ga 0,0013 14,14 0,018382

12 13 Sr 0.05 48 2.4

Si02 76 33,93 2578,68

14 A1A 5,52 33,94 187,3488

15 Fe:0, 7,02 46.47 326,2194

16 FeO 2.5 46,47 116,175

17 CaO 7,70 19,58 150,766

18 MgO 1 27,38 27,38

19 Прочие 0.14 1.0 0,14

Сумма 100 3469,72

Величина коэффициента нагрузки составит:

а

К„ =

3469 72 = 34 7-уел т/т

100

Показанные на рис 3 зависимости характеризуют нагрузку от источников, распределенную в течение всего года Ее значения в зависимости от периодичности выбросов имеют существенные различия. Так нагрузка на атмосфер) в той или иной точке территории от выбросов фабрики крупного дробления, работающей практически постоянно в течение года, в момент прохождения пылевого облака б\дет иметь величину, близкую к показанной на рис 3 Нагр> зка же от отвалов б\дет ощущаться только в пылящие дни, которые в данном районе составляют около половины года, и в эти дни она будет как минимум вдвое больше среднегодовой. Максимальная нагрузка от взрывных работ, которые ведутся в среднем 2 раза в месяц, возрастет в точке наблюдения в момент прохождения пылегазового облака в тысячи раз (рис 4).

Показанные на рис 4 зависимости были определены для карьера глубиной 300 м. при среднегодовой скорости ветра 3,4 м/с по шести вариантам в

з

зависимости от объема горной массы (в интервале от 300 до 1500 тью.м ) и

количества взрываемого ВВ, эквивалентного аммониту № 6 (в интервале от 200 до 1000 т) с увеличением объёмов взрываемой горной массы и количества В В от варианта VI к варианту I.

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что нагрузка на атмосферу в момент производства массовых взрывных работ является значительной даже на большом удалении от источника Причем увеличение количества одновременно взрываемого ВВ вызывает повышенный рост нагрузки На расстоянии 3 км от центра взрыва при увеличении количества ВВ в 5 раз, нагрузка возрастает почти в 16 раз

Рис. 4. Изменение нагрузки на атмосферу с удалением от эпицентра

взрыва в момент прохождения пылега зового облака В качестве примера дифференциации опосредованной нагрузки объектов горного комплекса на почвенный покров рассмотрим нагрузку, оказываемую отвалом рыхлой вскрыши Лебединского ГОКа.

(6) Коэффициенты нагрузки объектов ЛГОКа на почвенный покров в сравнении с коэффициентами нагрузки на атмосферу имеют незначительную величину, которая колеблется в интервале между 1,01 до 1,17 Расчёт коэффициента нагрузки на почвенный покров фабрики крупного дробления представлен в табл.5.

Изменение нагрузки на почвенный покров в среднем в течение года вследствие оседания пыли, образующейся в результате пыления отвала рыхлой вскрыши Лебединского ГОКа, показано на рис 5.

Таблица 5

Коэффициент нагрузки на почвенный покров фабрики крупного

_ дробления__

Вещества Доля в выбросе, т, % Агрессивность, Aj Произведение m-Aj

Медь 0.003 1000 3

Свинец 0.0025 93,75 0,234375

Марганец 0,15 2 0,3

БЮ; 54 54

Ее203 25.43 25,43

Прочие 20.41 20,41

Всего 100.0 103,3789

Кнфкд= 1-03

В качестве примера дифференциации нагрузки от взрыва в массиве горных пород проведено математическое моделирование взрыва камуфлетного заряда массой 1000 кг в ра '»личных породах Расчеты производились по удельной

приведенной нагрузке на однородный массив объемом 5 10й м . Результаты моделирования для некоторых пород представлены в табл. 6.

|и ... о,. ni рм_______Ада,—.„....¿esu--здш——

Рис 5 Изменение нагрузки h;i почвенный покров отвала рыхлой вскрыши.

Таблица 6

Удельная нагрузка на массив при взрыве камуфлетного заряда массой 10ОО кг

№ Наименование пород -1"* 3 Удельная нагрузки в зонах ,10 " %/м

Зона трещино-образования Зона сдвиговых деформация Упругая зона

1 Уголь 43.2 4811 2.236

2 Галит крупнозернистый 34 032 1.137 0 469

3 Серпентинит 32.711 1 105 0 447

4 Сиенит 59 21 2 628 1.43

5 Известняк 31.892 0.996 0.398

6 Сланец 40.217 0 347 0 155

7 Кварцит трещиноватый 57.425 1 204 0 645

8 Изветняк с кальцитом 33.38 1 208 0 494

9 Песчаник 24.865 1.046 0 369

10 Сиенит-диорит 37 312 0 657 0 284

11 Известняк микрозернистый 32.867 0 864 0 35

12 Роговико-кварцевая брекчия 33 714 2 052 0 842

13 Массивный известняк 25.087 0 98 0 347

14 Кварцево-серицитовый сланец 32 345 1 281 0 515

В качестве примера визуализации нагрузки от взрывных работ в бортах и под дном карьера на рис. 6 показано распределение нагрузки, оказанной на породный массив в бортах и под дном карьера в результате производства взрывных работ после завершения эксплуатации карьера трубки «Архангельская», при одном из проектных вариантов отработки карьера, предусматривающим применение взрывных работ на нижних горизонтах карьера.

Произведём оценку соотношения нагрузок межд) различными компонентами биосферы для Лебединского ГОКа за 1985. 1991. 1992. 1993 годы. Результаты оценки приведены в табл 7.

Наибольшие показатели нагрузки относятся к воде Причем величина нагрузки на воду за период с 1985 г. по 1993 г снизилась почти в 4 раза, что связано с постоянным ростом в этот период объёмов оборотного водоснабжения и доли повторного использования воды Если в 1985 г объём оборотного водоснабжения составлял 554420 тыс. м3, процент повторного использования воды 89,8 %, то к 1991 г. эти показатели достигли соответственно 681888 тыс м3 и 98,8%.

И- чгик**и мсврмпм

и«<аютстт« мин Сатциишт работ

МНВ

I I гдоигомык дгфадокщпй

А ПЛ* П1 0 3* ОД I

* 10 » 41 * 10 (Н>

Рис 6 Распределение нагру зкм в бортах и под дном карьера в результате производства взрывных работ.

Таблица 7

Годы Компоненты среды

Недра Атмосфера Почва Вода

1985 0.00648 0.160 0,75 242,6

1991 0.00607 0,090 0,30 147,6

1992 0.00610 0.098 0,66 107,8

1993 0.00576 0.106 0.65 65.1

Сумма 0,02441 0,454 2,36 563,1

Среднее 0 00610 0.1135 0,59 140.8

Значительно меньшие показатели нагрузки имеет почвенный покров. Их величина незначительно отклоняется от среднего значения. Ещё меньшие показатели нагрузки относятся к атмосфере, и отклонения их величин от среднего ещё менее значительны.

Таким образом, текущая нагрузка на различные компоненты природной среды за годовой промежуток времени существенно различается.

Соотношение между нагрузками представлено в табл 8.

Относительно нагрузки на недра нагрузка на другие компоненты природной среды оказывается значительно большая на атмосферу почти в 20 раз. на почвенный покров - почти в 100 раз. на воду - более чем в 20000 раз

Таблица 8

Соотношение между нагрузками на основные среды по ЛГОКу_

Среды Недра Атмосфера Почва Вода

Недра 1 0,053766 0,010339 0,000043

Атмосфера 18,598934 1 0.192373 0,000806

Почва 96,721311 5.198238 1 0,004190

Вода 23068,414580 1240,308370 238,644068 1

Расчёт среднегодовой приведенной нагрузки карьера трубки "Архангельская" на основные компоненты природной среды представлен в

табл 9.

Таблица 9

_Показатели приведенной нагрузки по тр> оке "Архангельская"_

Компоненты среды Недра Атмосфера Почва Вода

Нагрузка, % 0,00432 0,02098 1.174 194,45

В сравнении с аналогичными показателями по Лебединскому ГОКу (табл 7) величины нагрузок по трубке "Архангельская" имеют гот же порядок значений Соотношение между нагрузками представлено в табл 10

Таблица 10

Соотношение между наг рузками по карье ру трубки "Архангельская"

Среды Недра Атмосфера Почва Вода

Недра 1 0,20591 0,00368 0,000022

Атмосфера 4,85648 1 0,017871 0.000108

Почва 271,7593 55,9581 1 0,006038

Вода 45011,57 9268,351 165,6303 1

В сравнении с аналогичными показателями по Лебединскому ГОК\ (табл..8) нагрузки, оказываемые объектами тр\бки "Архангельская" на почву и воду по отношению к недрам, имеют более высокие значения, а на атмосферу относительно недр - ниже, и О соотношении между непосредственной и опосредованной приведеными

нагрузками на атмосферу на Лебединском ГОКе по результатам оценки в среднем за 1985, 1991, 1992, 1993 г.г можно с>дить по данным, представленным в табл. 11.

Таблица 11

Соотношение нагрузок на атмосферу на Лебединском ГОКе_

Годы Непосредственная нагрузка (И)), % Опосредованная нагрузка (И2). % Соотношение нагрузок, И,/И2

1985 0,036 0.119 0.30

1991 0,036 0.062 0.58

1992 0,036 0,062 0.58

1993 0.036 0,070 0.51

В отличие от соответствующего соотношения нагрузок на воду, нагрузка на атмосферу от опосредованного изъятия ресурса, т.е в результате загрязнения атмосферы, превышает нагрузку от непосредственного изъятия ресурса. Это превышение находится в пределах от 3,3 кратного до 1,9 кратного.

Соотношение между непосредственной и опосредованной нагрузками на атмосферу по карьеру трубки '"Архангельская" составляет 1,33, т.е. в отличие от Лебединского ГОКа непосредственная нагрузка выше опосредованной.

Соотношение между непосредственным и опосредованным потреблением ресурсов по угольной промышленности по данным за 1994 год для поверхностной гидросферы, представлено в табл. 12.

Таблица 12

Соотношение нагрузок на поверхностные воды в угледобывающей промышленности

Наименование предприятия (АО) И,/И2

Башкир} голь 58.750

Вахрушевуголь 41.803

Воркутауголь 89.417

шахта Воргашорская 503 266

Интауголь 105.652

шахта Западная 24 763

Востсибу голь 65 822

Гукову голь 33 660

Обуховское 126.379

Ростовуголь 57.415

Дальвостуголь 4 822

Кизелуголь 0.09

шахта Шуми.хинская 30.638

Красноярску голь 121 767

разрез Бородинский 23 024

Хакасутоль 139.026

Северкузбассуголь 217.038

Снбантрацит 32 018

Ленинску голь 178 853

Киселевску голь 57 799

шахта им Вахрушева 150 470

Соколовское 20.326

Прокопьевску голь 1Ч 279

Ку знецку голь 108 63(1

шахта Распадская 119.772

Ку збассра зрезу голь 110 163

Между речье 14 Х68

Южный Ку збасс 251 966

шахта Ку знецкая 21.094

Ту лау голь 18.228

Пргогорску голь 34 537

Сахалинутоль П 612

Челябинску голь 38.437

Северовостоку голь 410 088

Яку ту голь 5 879

Лешшградсланец 9 071

Основная часть нагрузки на поверхностные водотоки в угледобывающей промышленности приходится на потребление воды. Она многократно превышает нагрузку от загрязнения Однако на некоторых предприятиях

непосредственная нагрузка не превышает опосредованную более, чем в 10 раз. что позволяет говорить о том, что влияние опосредованной нагрузки может быть существенным.

О соотношении между непосредственной и опосредованной приведенными нагрузками на воду на Лебединском ГОКе можно судить по данным, представленным в табл. 13.

Таблица 13

Соотношение нагрузок на воду на Лебединском ГОКе_

Годы Непосредственная нагрузка (И,), % Опосредованная нагрузка (Иг). % Соотношение нагрузок. И,/И,

1985 234 8,6 27.2

1991 139 9,0 15 4

1992 100 7,8 12,8

1993 58 6,6 8.8

На Лебединском ГОКе, так же как на большинстве предприятий угледобывающей промышленности, непосредственная нагрузка на воду значительно превышает опосредованную Однако то, что доля опосредованной нагрузки в общей нагрузке на воду за 1993 год превышает 10 %, свидетельствует о значимости этой составляющей.

Соотношение между непосредственной и опосредованной нагрузками на воду по карьеру трубки ''Архангельская" составляет 18.352, что находится в пределах соотношений, характерных для Лебединского ГОКа

О соотношении между непосредственной и опосредованной приведеньши нагрузками на почвенный покров на Лебединском ГОКе можно судить по данным, представленным в табл. 14.

Таблица 14

Соотношение нагрузок на почвенный покров на Лебединском ГОКе

Годы Непосредственная нагрузка (И,), % Опосредованная нагрузка (Из), % Соотношение нагрузок. И1/И2

1985 0,650 0,100 6,50

1991 0,252 0,046 5,48

1992 0,609 0,048 12.69

1993 0,600 0,051 11.76

Нагрузка на почвенный покров от непосредованного изъятия ресурса превышает нагрузку от опосредственного изъятия ресурса Однако это превышение не является столь значительным, чтобы можно было пренебречь величиной нагрузки от опосредованного изъятия ресурса. Оба показателя нагрузки играют существенную роль в оценке воздействия предприятия на почвенный покров.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ! БИБЛИОТЕКА | С. Петербург | О» 1И ю ^

Соотношение между непосредственной и опосредованной нагрузками на почвенный покров по карьеру трубки "Архангельская", составляющее 1,102, свидетельствует о полноправной их роли.

Произведем аналогичную оценку по угольным предприятиям Ввиду отсутствия данных о вещественном составе твёрдых выбросов в атмосферу по предприятиям угольной промышленности, в результате которых происходит загрязнение почвенного покрова и, учитывая то обстоятельство, что коэффициент нагрузки на почвенный покров горного предприятия имеет малую величин), примем значение коэффициента нагрузки на почву при расчётах опосредованной нагрузки равным единице Полученное с учётом этих условий соотношение нагрузок на почвенный покров на угледобывающих предприятиях представлено в табл 15

75.8 % предприятий относятся к группе, имеющей отношение непосредственной нагр)зки к опосредованной не более 85. Наличие в этой гр)ппс предприятий с соотношением нагрузок, не превышающим 10 крат (5 предприятий) свидетельств) ст о том. что показатель опосредованной нагрузки является значимым и оказывает влияние на общую величину нагрузки на почвенный покров.

Идентификация техногенных объектов, воздействующих на компоненты окружающей среды.

Дифференцирование нагрузки на прилегающие территории позволяет решить задач) идентификации объектов - загрязнителей окружающей среды. С этой целью необходимо использовать разработанную под руководством автора систем) идентификации объектов-загрязнителей атмосферы, почвенного покрова и поверхностных водотоков.

Таблица 15

Предприятия (АО) Соотношение И,/И2

Башкир) голь 42,34

Ва.\р\ шев) голь 150,00

Воркута) голь 6,55

Инта) голь 35,53

Шахта Западная 25,45

Востсиб) голь 485,71

Гуковуголь 13,12

Ростовуголь 42,39

Кизелуголь 8,33

Красноярск) голь 67,50

Р-з Бородинский 62,50

Хакасу го ль : ' 14,44

Северокузбассуголь

Сибантрацит * „,21150

Ленинск\ голь 8.20

Беловоу голь 7.26

Киселевску голь 19.40

Ш. им. Вахр) шева 337.50

Прокопьевск) голь 45.13

К) знецк) голь 4.93

Ку збассра зре з) голь 17.53

Междуречье 37.5

Южный Ку збасс 85.06

Ту лауголь 43.87

Приморску голь 97.25

Сахалинуголь 18.02

Челябинску голь 22.30

С'еверовосток) голь 70.59

Яку ту голь 161.03

В качестве примера показана идентификация объектов - загрязнителей почвенного покрова выбросами в атмосферу в Старооскольско-Губкинском промышленном районе КМА. Для сравнения нами были выбраны три точки местности, различающиеся показателем кислотности почв Одна из точек (№ 1) располагалась в эталонном районе (урочище Большой толстый лес) на расстоянии 24 км от центра промышленного района, характеризующаяся почти неизменной кислотностью почв, что отмечено на протяжении многолетних исследований. Две другие точки располагались в пределах промышленного района' одна (№2) на расстоянии 7 км на участке с нормальной кислотностью, вторая (№3) на расстоянии 4 км на загрязненном участке, имеющем повышенную кислотность рН > 7 5 . там где формируется щелочная техногенная геохимическая среда (рис. 7).

Охвин рначвщенют ойъешпв {^врпогкольеко-'^Анинскш'о района ... / к сравнительной оценке расчетных и Фактических данных/

При установлении основных источников выбросов в атмосферу в районе были выделены 17 наиболее крупных объектов, которые в сумме дают около 95 % выбросов в районе.

В результате расчетов получен удельный вес каждого предприятия в объеме пыли, попавшей в расчетную точку в течение года (табл 16). В точку с повышенной кислотностью наибольшие объемы пыли попадают от цехов, расположенных на промплощадке Лебединского ГОКа, ремонтного завода, цементного завода и промплощадке Стойленского ГОКа Территориально точка находится в окружении этих предприятий

Точка, расположенная в пределах промышленного района, с объемом осаждаемой пыли, составляющим 5% от предыдущей, вследствие этого загрязнена незначительно.

Это не повлияло на изменение кислотности почв Удельный вес воздействия объектов промплощадки Лебединского ГОКа на загрязнение почвы в этой точке остается наибольшим.

Эталонную точку достигает всего 1% пыли предприятий района, что практически не сказывается на чистоте почвенного покрова. Наибольшую долю

этой пыли вносит Губкинская ТЭЦ - ближайшее к ней предприятие.

Таблица 16

_Идентификация источников загрязнения почв в районе КМА_

ИСТОЧНИК Расстояния до промплощадки Лебединск ого ГОКА, км % пыли в точке опробования

в промышленном районе в эталонном районе

с повышенной кислотностью с нормальной кислотностью

1. Цементный завод 8.0 16.9 10.8 9.3

2.ЛГОК (промплощадка) - 21.2 22.6 12.5

З.Хвостохранилище ЛГОКа 3.0 0.6 1.1 0.5

4.Гидроотвал 5.0 0.4 1.7 0.7

5.Карьер ЛГОКа 3.0 - - -

б.Отвал рыхлый ЛГОКа 4.0 1.9 0.6 0.4

7.Отвал скальный ЛГОКа 7.5 0.3 2 5 0.6

8.Губкинская ТЭЦ 11.0 6.0 14.1 25.9

9.КМА-руда 8.5 7.4 14.5 21.6

10.Ремонтный завод 8.0 18.2 10.5 9.4

11.0ЭМК 16.0 6.6 7.2 7.0

12.СГ0К (промплощ.) 7.5 16.9 11.2 10.3

13 Хвостохранилище СГОКа 5.5 0.6 0.9 0.4

14.Карьер СГОКа 4.5 0.1 - -

15 Отвал конвейерный СГОКа 4.5 0.7 0.8 0.4

16.0твал рыхлый СГОКа 6.5 1.1 0.5 0.4

17 Отвал скальный СГОКа 2.5 1.5 0.8 0 5

18.0бьем осевшей пыли, % 100 5 1

19 Расстояние от

промплощадки ЛГОКа. км 4 7 24

Для поверхностных вод района идентификация объектов - загрязнителей выполнена по взвешенным веществам, нефтепродуктам и железу общему. Сброс производится в реки Оскол и Осколец. Результаты расчетов по взвешенным веществам представлены в табл. 16

Наибольшую лепту в загрязнение реки Осколец взвешенными веществами вносят цементный завод. Стойленский и Лебединский ГОКи, на каждый из которых приходятся соответственно 9.5. 8.8; 6 1% взвеси.

Таблица 17

Идентификация объектов - загрязнителей рек Оскол и Осколец _по сбросам взвешенных частиц_

Наименование Устье р Осколец Граница района на р Оскол

предприятия Содержание Доля предп- Содержание Доля предп-

взвеси, мг/л риятия. % взвеси, мг/л риятия, %

Цементный завод 22 9 5 2.0 8.1

Лебединский ГОК 1.4 6.1 1.3 5.2

ТЭЦ 0.3 1.3 0.2 0.8

Комбинат "КМА-руда" 0.9 4.0 0.8 3.2

Стойленский ГОК 2.0 8.8 1.9 7.7

ОЭМК - - 2.6 10.5

Фоновая концентрация 16.1 70.3 16.0 64.5

Всего 22.9 100 24.8 100

Ситуация меняется в р Оскол. где данные предприятия несколько снижают свою долю загрязнения воды, а основным загрязнителем становится ОЭМК, доля которого составляет 10.5 % Тем не менее, основное загрязнение рек взвесями приходится на фон, который в реке Осколец составляет 16 1 мг/л (70.3 %), а в реке Оскол 16 0 мг/л (64 5 % ) Общая же концентрация взвешенных веществ не превышает 30 мг/л, что позволяет причислить их к числу чистых согласно классификации поверхностных вод суши по экологическим классам качества.

Результаты идентификации объектов - загрязнителей рек нефтепродуктами представлены в табл 18

Основными загрязнителями рек нефтепродуктами, как явствует из табл 17. являются горнодобывающие предприятия. Ситуация в реке Оскол остаётся неизменной, несмотря на то, что с удалением от мест сброса нефтепродуктов в водотоки загрязнение несколько снижается, однако по-прежнему превышает

пдк.

Наряду с показанными возможностями система идентификации позволяет получить картину загрязнения атмосферы почвенного покрова в результате увеличения антропогенной нагрузки при появлении в регионе новых источников выбросов и сбросов для решения обратной задачи - оценке снижения нагрузки на регион при устранении некоторых действующих предприятий или их отдельных объектов.

Система может также использоваться для поиска рационального с точки зрения размещения отдельных объектов в зависимости от их удаленности и розы ветров района.

Таблица 18

Идентификация объектов - загрязнителей водотоков нефтепродуктами

Предприятия Устье реки Осколец Граница района по р Оскол

Содержание нефтепродуктов, мг/л Доля предприятия, % Содержание нефтепродуктов, мг/л Доля предприя тия, %

Цементный завод 0,00050 0.55 0,00045 0,52

Лебединский ГОК 0,02683 29,74 0,02470 28,42

ТЭЦ 0,00010 0,11 0,00009 0,10

Комбинат "КМА-р)да" 0,04342 48.13 0,04182 47,82

Стойленский ГОК 0,01937 21,47 0,01840 21,04

ОЭМК - - 0,00199 2,28

Всего 0,09022 100,0 0,08745 100,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной проблемы комплексной оценки техногенного воздействия на окружающую среду в процессе недропользования Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации, полученные при выполнении исследований, заключаются в следующем

1. Комплексная оценка воздействия горного производства на окружающую среду должна выполняться на основе ресурсного подхода, учитывающего степень как непосредственного, так и опосредованного изъятия природных ресурсов в процессе производственной деятельности.

2 Разработана методология комплексной оценки воздействия горного производства на окружающую среду, базирующаяся на единых принципах оценки применительно к основным компонентам природной среды (недра, атмосфера, вода, почвенный покров).

3 Предложены интегральные показатели нагрузки на основные компоненты природной среды. суммирующие непосредственное и опосредованное потребление природных ресурсов в результате техногенного воздействия

4 Предложены методы расчета коэффициента нагрузки на основные компоненты природной среды Коэффициент характеризует степень изменения качества природных ресурсов в результате их опосредованного изъятия с учетом специфических особенностей каждого компонента

5 Разработаны методы многомерной дифференциации в расчетных оценкач техногенной нагрузки горного производства на различные компоненты природной среды, основанные на компьютерной имитации экологического взаимодействия локальных объектов в природно-технической системе.

6 Разработан комплекс методик для дифференциации техногенной нагрузки на основные компоненты природной среды, учитывающих особенности распространения в них нагрузок.

7. Разработаны методы идентификации объектов горного производства -загрязнителей атмосферы, почвенного покрова, поверхностных водотоков Методы предусматривают создание интегрированной среды, включающей ряд взаимосвязанных функций, обрабатывающих информацию о размещении объектов горно-промышленного комплекса на рассматриваемой территории, их количественных и качественных параметрах с целью получения представления о масштабах загрязнения и степени участия в этом каждого из объектов

8 Выполнены количественная оценка и дифференциация техногенной нагрузки для промышленного региона Курской магнитной аномалии с установлением доли влияния на основные компоненты природной среды региона каждого из промышленных объектов

9. Произведена дифференциация техногенной нагрузки на атмосферу и почвенный покров основных объектов горно-обогатительного предприятия с получением количественных оценок нагрузки

10. Создано методическое и программное обеспечение комплекса моделей для автоматизированной оценки воздействия горного производства на основные компоненты природной среды.

11. Результаты исследований использовались при выполнении работ по договорам с НТГА для создания автоматизированных систем идентификации объектов - загрязнителей атмосферы и поверхностных вод в угольных регионах, с ДОАО «Промгаз» для оценки воздействия углеметанового промысла на окружающую среду в Кузбассе, также по договорам с Миннауки для получения количественных оценок воздействия объектов добывающих предприятий при заблаговременном извлечении метана из угольных месторождений и разработке высокоэффективных технологий экологически безопасного освоения месторождений алмазов Северо-Западного региона.

12 Результаты исследований использовались в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании по специальностям 090508, ^ 290703,320702 в МГГУ.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1. Папичев В.И. Оценка воздействия угледобывающих предприятий на гидросферу// Экологические системы и приборы. - 2004. №3 - С. 35-38

2. Папичев В.И. Нагрузка горного предприятия на основные компоненты природной среды/ Физические проблемы разрушения горных пород Сб тр Третьей междунар конф 9-14 сентября 2002 г. Абаза (Хакассия) -Новосибирск: Наука. - 2003.-С 231-237

3 Папичев В.И., Прошляков А Н Об оценке техногенной нагрузки горного производства на породный массив в результате производства взрывных работ в карьере // Экологические системы и приборы. - 2002 . № 9 - С. 24-28

4 Папичев В И. Прошляков А Н. Оценка техногенной нагрузки на недра в районе производства горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень- 2002.№9. МГГУ. - С 123-127.

5 Папичев В И . Прошляков А Н Оценка техногенной нагрузки горного производства на атмосферу прилегающих территорий // Горный информационно- аналитический бюллетень - 2001, №1 МГГУ-С 94-99.

6 Папнчсв В И . Прошляков А Н Об оценке техногенной нагрузки объектов горного производства на атмосферу прилегающих территорий // Экологические системы и приборы - 2000. № 2. - С 21-26.

7 Чаплыгин НН . Папичев В.И О критериях оценки техногенной нагрузки на природную среду / Экология и промышленность России - Декабрь 2000*.-С 38-41

8 Папичев В И . Номеров Г Б. Экологические проблемы развития горных работ / Горный журнал № 9 . 1992. - С. 49-52

9 Калашников А Т. Симкин Б А , Папичев В.И Экологические трудности железорудных предприятий. / Горный журнал. № 7. 1992. - С 52-56

10 Папичев В.И . Столяров Д О . Прошляков А Н Техногенная нагрузка горного предприятия на природную среду / Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век. - М.: Изд-во АГН, 2001. - С. 299-307

11 Чаплыгин НН, Папичев ВИ. Прошляков А.Н.. Столяров Д.О. Информационные технологии в решении задач обеспечения экологической безопасности в горнодобывающих регионах // Информационные технологии в горном деле - Апатиты: ГоИ КНЦРАН, 1998. - С. 135-162.

12. Чаплыгин НН., Папичев В.И. Близнюк ГИ, Прошляков АН. Столяров Д О Новые методы в оценках воздействия горного производства на окружающую природную среду // Горные науки на рубеже XXI в Материалы Международной конференции . 1997 г - Екатеринбург, М 1998.- С. 468-477.

13. Cliapligin N N . Papichev V Iv„ Proshlyakov A.N Information peculiarities and Computer possibilities of the Solution of Ecological Problems of mining industry //2-nd Regional Apcom'97 Symposium on Computer applications and Operations rescarch in tlic mincral industries Moscow, Russia . august. 24-28.1997 , 463-465 p

14 Чаплыгин H H.. Папичев В И, Близнюк Г.И.. Прошляков А.Н., Столяров ДО Горная экология и новые методы количественной оценки воздействия горного производства на окружающую среду // Избранные доклады на конференции « Нау ка и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX-XXI веков » , М ■ МГГУ, 1999 - С. 22-30

15 Чаплыгин НН . Папичев В И , Прошляков АН. , Столяров ДО. "Опыт моделирования в расчетно-аналитическом обосновании экологической безопасности освоения недр " // Доклады III Международной конференции "Горное оборудование . переработка минерального сырья , новые технологии . экология " / Санкт -Петербургский горный институт . СПБ . 1998 - С 116-130.

16 Чаплыгин Н Н . Папичев В И Горная экология в исследованиях ИПКОН РАН / Горный вестник . № 5. 1997 - С 86-92

17. Папичев В.И. Способ определения величины изъятого опосредованно ресурса с помощью коэффициента нагрузки // Экологические системы и приборы.-2004, №11.

18. Папичев В.И. Оценка воздействия горного производства на окружающую природную среду с использованием ресурсного подхода. - М.: ИПКОН РАН, 2004.

19. Папичев В.И. Перспективы развития открытых горных работ и их влияние на окружающую среду /Научно-технические проблемы рационального освоения месторождений. М.: ИПКОН АН СССР, 1988. - С. 144-153

20 Папичев В.И. , Буянов М.И., Гришина ИМ, Воздействия железорудных ГОКов на окружающую среду. / Проблемы совершенствования технологий открытой разработки месторождений - М, -ИПКОН АН СССР, 1989. - С. 53-60.

21 Папичев В.И., Фельман ТС. Оценка пылевыделения на различных объектах Лебединского ГОКа / Инженерно-экологические аспекты освоения недр. - М.: ИПКОН АН СССР, 1990. - С. 32-40

22. Симкин Б.А., Буянов М.И, Папичев В.И. Повышение эффективности освоения недр на основе новых технологий в карьерах. / Актуальные вопросы разработки и обогащения руд. - М.: ИПКОН АН СССР, 1990. - С. 83-91.

23. Папичев В.И., Гришина И.М. Влияние технологии открытых разработок на окружающую среду. /Перспектива развития техники и технологии открытой разработки месторождений. - М.' ИПКОН АН СССР, 1990. - С. 88100.

24. Папичев В.И., Номеров Г.Б. Геохимическое воздействие деятельности железорудных ГОКов на почвы прилегающих территорий / Развитие технологии рационального освоения недр при открытой разработке месторождений - М.: ИПКОН АН СССР, 1992. - С. 143-148.

i

1

Лицензия ЛР №21037 от 08 февраля 1996 г Подписано в печать с оригинал-макета 07.09.2004 г. Формат 60x84 1/16. Бумага «Mega Сору Office». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 2,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 109.

Издание ИПКОН РАН

111020, г Москва, Крюковский тупик, д. 4

«ИШ5

РНБ Русский фонд

2005-4 14070

Содержание диссертации, доктора технических наук, Папичев, Валерий Иванович

ВВЕДЕНИЕ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Воздействие горного производства на окружающую среду.

1.1.1. Воздействие на недра и образование отходов.

1.1.2. Воздействие на земельные ресурсы.

1.1.2.1. Нарушение земной поверхности.

1.1.2.2. Загрязнение почвенного покрова.

1.1.3. Воздействие на атмосферу.

1.1.4. Воздействие на гидросферу.

1.2. Состояние и развитие правового обеспечения охраны окружающей среды в России.

1.2.1. Существующее нормативно-правовое обеспечение экологической безопасности функционирования горного производства.

1.2.2. Основные тенденции развития правового обеспечения охраны

Ф окружающей среды.

1.3. Используемые методы оценки техногенного воздействия на окружающую среду.

1.3.1. Методы оценки воздействия на отдельные компоненты окружающей природной среды.

1.3.2. Методы комплексной оценки.

1.4. Выводы.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

2.1. Горное производство и природные ресурсы.

2.2. Специфические особенности воздействия горного производства на природные ресурсы.

2.3. Технологические особенности воздействия горного производства на природную среду.

2.4. Общий подход к обоснованию интегрального показателя комплексной оценки.

Ф 2.5. Обоснование коэффициента нагрузки.

2.6. Выводы.

3. ПОКАЗАТЕЛИ НАГРУЗКИ НА ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ.

3.1. Нагрузка на атмосферу, гидросферу, почвенный покров.

3.1.1. Общие зависимости.

3.1.2. Оценка нагрузки, оказываемой добывающими предприятиями.

3.2. Нагрузка на недра.

3.2.1. Общий подход.

3.2.2. Нагрузка в результате изменения объёма породного массива.

3.2.2.1. Установление объёмных показателей.

3.2.2.2. Обоснование коэффициента нагрузки.

3.2.2.3. Оценка нагрузки на недра на примере карьеров месторождения им. М.В.Ломоносова.

3.2.3. Нагрузка от взрывных работ.

3.3. Выводы.

4. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НАГРУЗКИ В ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ.

4.1. Атмосфера.

4.1.1. Методы оценки загрязнения атмосферы технологическими выбросами объектов горного производства.

4.1.1.1. Методика расчёта загрязнения атмосферы от точечных источников.

4.1.1.2. Методика расчёта загрязнения атмосферы от площадных источников.

4.1.1.3. Методика расчёта загрязнения атмосферы при производстве взрывных работ.

4.1.1.4. Методика расчёта загрязнения атмосферы от линейных источников.

4.1.2. Нагрузка объектов горного производства на атмосферу.

4.2. Нагрузка на почвенный покров.

4.2.1. Методы оценки выпадения пыли на почвенный покров.

4.2.2. Выбор модели выпадения пыли на почву.

4.2.3. Нагрузка горных объектов на почвенный покров прилегающих территорий.

4.3. Нагрузка на поверхностные водотоки.

4.3.1. Методы оценки распространения загрязнений по поверхностным водотокам.

4.3.2. Распространение нагрузки от сбросов горных предприятий.

4.4. Нагрузка на недра.

4.4.1. Взрыв камуфлетного заряда.

4.4.2. Нагрузка на массив горных пород в бортах и под дном карьера.

4.5. Выводы.

5. СООТНОШЕНИЕ НАГРУЗОК ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОД

НЫЕ РЕСУРСЫ

5.1. Соотношение между нагрузками на различные компоненты природной среды.

5.2. Соотношение между непосредственной и опосредованной нагрузками.

5.3. Значимость параметров показателя нагрузки.

5.4. Выводы.

6. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА КОМПОНЕНТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

6.1. Макет автоматизированной системы идентификации объектов горнопромышленного комплекса - загрязнителей атмосферы и почвенного покрова.

6.1.1. Основание для разработки системы.

6.1.2. Краткое описание автоматизированной системы.

6.1.3. Идентификация загрязнителей почвенного покрова в Староос-кольско-Губкинском районе КМА.

6.2. Макет автоматизированной системы идентификации объектов -загрязнителей поверхностных водоёмов.

6.2.1. Краткое описание макета.

6.2.2. Идентификация предприятий - загрязнителей рек Оскол и Ос-колец.

6.3. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду"

Актуальность работы.

Зависимость общества от экологических результатов своей деятельности приобретает глобальный и всё более острый характер. На современном этапе взаимодействия хозяйственной деятельности с окружающей средой характеризуются огромными масштабами изменений естественного состояния ландшафтов, атмосферы, недр, возрастанием энергетической вооруженности, производством всё большего числа новых веществ и выбросами их в окружающую среду, увеличением количества твёрдых, жидких и газообразных отходов и другими факторами. Любые современные технологии, призванные так или иначе использовать природные ресурсы, направлены на перестройку окружающей среды. В результате применения технологий происходит деформация окружающей среды, возникают её локальные, региональные и глобальные изменения.

Горное производство, являясь одним из основных видов хозяйственной деятельности человека, приводящей к изменению природы, выражает себя в неминуемом изъятии вещества и изменении физических и химических характеристик окружающей природной среды.

Добыча полезных ископаемых сопровождается изъятием вещества недр и нарушением целостности прилегающих к выемкам породных массивов, занятие земельных площадей под выемки и горные отводы соседствует с загрязнением почвенного покрова прилегающих территорий, потребление водных ресурсов происходит одновременно с их загрязнением сбросами, изъятию кислорода из атмосферы в процессе сжигания топлива и окисления вскрытых пород сопутствует загрязнение атмосферы пылега-зовыми выбросами. То есть горное производство оказывает влияние на экосистемы, существование которых обусловлено лишь компонентами природной среды, воспринимаемыми человеком как ресурсы биосферы. Человек взаимодействует с биосферой через ее компоненты - ресурсы его жизнедеятельности. Ресурсный подход является наиболее естественным и непосредственным для выражения такого взаимодействия.

В то же время применяемые методы оценки воздействия производства на отдельные компоненты природной среды используют множество различных показателей, зачастую не связанных друг с другом. Так, если загрязнение атмосферы оценивается по показателям ПДК, то потребление кислорода из атмосферы никак не регламентируется. Загрязнение водоемов нормируется по допустимым уровням изменения качества воды, включающим множество показателей (взвешенные вещества, окраска, температура, ВПК, ХПК и т.д.), а потребление водных ресурсов оценивается по объемам забираемой, используемой воды и показателям оборотного водоснабжения. Изъятие почв также не увязывается с показателями их загрязнения.

Таким образом, существующие методы оценки воздействия горного производства на окружающую среду, используя различные показатели, характеризующие изменение состояния того или иного природного ресурса, подвергшегося воздействию, не дают возможности получить комплексную оценку.

Используемые в настоящее время методы преимущественно позволяют выполнять сравнительную экспертную оценку и ранжирование по степени опасности технологий и производств, связанных с освоением недр, эксплуатацией объектов недропользования, т.е. имеют качественный характер и не дают комплексных количественных оценок. Результатом такого подхода является невысокая обоснованность принимаемых решений, недостаточная достоверность и надежность рекомендаций по обеспечению экологической безопасности функционирования горного производства, их фрагментарность и разрозненность.

Вместе с тем, современная политика в области экологических оценок строится на базе создания методов комплексной оценки воздействия на окружающую среду. В частности, новый федеральный закон «Об охране окружающей среды» (2002г.) и «Экологическая доктрина Российской Федерации», одобренная распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 г. №1225-р, предполагают необходимость оценки воздействия на окружающую среду по степени техногенной нагрузки в ее комплексном выражении с учетом совокупного влияния на среду всех основных факторов. Разработка и совершенствование показателей комплексной оценки воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду ставится этими документами в качестве одной из целей научных исследований, проводимых в области охраны окружающей среды.

Достижение такой цели является особенно важным для горного производства, характеризующегося высокой степенью интенсивности и комплексности крупномасштабных преобразований естественной среды в районах освоения месторождений, сопровождающихся потреблением основных природных ресурсов, в том числе невозобновимых ресурсов недр.

В то же время, сохранение природных экосистем, поддержание их целостности и жизнеобеспечивающих функций провозглашается стратегической целью государственной экологической политики.

В настоящее время экономические и экологические последствия горного производства принято оценивать преимущественно на стоимостной основе путем сопоставления экономических результатов освоения недр с экологическим ущербом, наносимым природной среде.

Такой подход обладает рядом недостатков, наиболее заметным из которых следует считать преимущественное влияние на результат стоимостных параметров притом, что сами эти параметры изменяются во времени неопределенным образом и практически не чувствительны к изменению состава, количества и качества природных объектов, слагающих в совокупности собственно природную среду.

При освоении недр степень соответствия результатов производственной деятельности стратегической цели экологической политики может быть установлена на основе использования методологии комплексной инженерно-экологической оценки воздействия на природу с позиций ресурсопотребления. Идентификация экологических процессов, разработка критериев и методов инженерно-экологических и эколого-экономических оценок изменений в геосистемах является одним из приоритетных научных направлений горной экологии [1].

Имеющийся научный задел недостаточен для достижения экологически безопасного состояния окружающей среды. Существующая нормативная база не соответствует составу воздействий на окружающую среду, увеличению масштабов и темпам нарастания их интенсивности, а также степени экологической опасности. Методическое и информационное обеспечение решения экологических проблем фрагментарно, а сами проблемы в своём большинстве имеют лишь локальную содержательную постановку, не соответствуют системному характеру экологических последствий. Не разработаны критерии оценки экологической безопасности освоения недр.

Таким образом, при решении задач, связанных с учетом экологических последствий функционирования горного производства, обеспечением его безопасности для окружающей природной среды, существует проблема создания комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую природную среду.

Отсутствие общепринятой методологии комплексной оценки техногенной нагрузки, оказываемой горным производством на окружающую среду, использование которой позволило бы получать количественные оценки такого воздействия с целью обеспечения его безопасности для окружающей среды, определяет актуальность исследуемой проблемы.

Исследования выполнены по плановой тематике Института проблем комплексного освоения недр Российской Академии Наук в период с 1987 по 2003 г.г. в рамках следующих программ: Программа фундаментальных исследований АН СССР на период до 2000 года «Комплексное исследование региональных и глобальных геологических процессов с целью оптимизации геологического изучения страны, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых» (Постановление Президиума АН СССР от 11.10.1988 г. №1130), Программа АН СССР по биосферным и экологическим исследованиям (Распоряжение АН СССР от 16.01.89 г. №10293/013), Программа фундаментальных исследований Отделения геологии, геофизики, геохимии и горных наук РАН «Недра Земли», Федеральная научно-техническая программа «Экологическая безопасность России», Государственная научно-техническая программа «Недра России».

Цель работы заключается в создании методологии комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую среду для повышения обоснованности принимаемых решений в процессе природоохранной деятельности, экспертных оценок, стратегических разработок развития горного производства в регионах.

Идея работы состоит в том, что воздействие горного производства на окружающую среду оценивается с позиций ресурсопотребления, являющегося результатом как непосредственного, так и опосредованного изъятия природных ресурсов в процессе освоения недр.

Основные научные положения, выносимые на защиту :

1. Комплексная оценка воздействия горного производства на окружающую среду. Оценка выполняется исходя из показателей непосредственного и опосредованного изъятия природных ресурсов для осуществления производственной деятельности.

2. Показатель комплексной оценки воздействия горного производства на окружающую среду. Представляет собой степень совокупного изменения величины оцениваемого природного ресурса в результате его непосредственного и опосредованного потребления.

3.Способ определения величины изъятого опосредованно ресурса с помощью коэффициента нагрузки, характеризующего степень изменения качества ресурса в результате его потребления путем внесения инородных веществ, механического разрушения, химического изменения и других видов воздействия.

4. Способ оценки воздействия горных объектов на окружающую среду в различных точках прилегающих территорий с использованием компьютерной имитации экологического взаимодействия объектов в природ-но-технической системе методами многомерной дифференциации.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен ресурсный подход к оценке воздействия горного производства на окружающую среду, позволяющий в отличие от существующих методов оценивать единым показателем как прямое, так и косвенное воздействие на основные компоненты природной среды.

2. Разработана методология комплексной инженерно-экологической оценки воздействия горного производства на окружающую среду, основанная на представлении техногенной нагрузки, как степени потребления природного ресурса из окружающей среды в процессе производственной деятельности. Методология включает комплекс методик и показателей для расчета нагрузки на основные компоненты природной среды (недра, атмосферу, гидросферу, почвенный покров).

3. Обоснованы показатели и разработаны методы инженерно-экологической оценки техногенной нагрузки на основные компоненты природной среды (атмосферу, гидросферу, почву, недра), базирующиеся на представлении нагрузки, как степени изъятия природного ресурса из окружающей среды.

4. Предложены методы расчета коэффициента нагрузки на основные компоненты природной среды, учитывающие специфику каждого компонента и факторы воздействия, влияющие на степень его изменения при опосредованном изъятии ресурса из окружающей природной среды.

5. Разработаны методы многомерной дифференциации в расчетных оценках техногенной нагрузки на природную среду при освоении недр, позволяющие производить компьютерную имитацию экологического взаимодействия локальных объектов в природно-технической системе.

6. Разработаны методы идентификации объектов горного производства - загрязнителей атмосферы, почвенного покрова и водного бассейна, предполагающие использование в процессе проведения расчетов ряда взаимосвязанных функций, содержащих информацию о размещении объектов горнопромышленного комплекса на рассматриваемой территории, об их количественных и качественных параметрах с целью получения представления о загрязнении окружающей среды и опосредованном изъятии природного ресурса в любой интересующей исследователя точке региона с учётом степени участия в этом каждого из объектов.

Практическая ценность работы:

1. Создано методическое и программное обеспечение комплекса моделей для автоматизированной оценки техногенной нагрузки горного производства на основные компоненты природной среды.

2. Разработано методическое обеспечение для создания автоматизированной системы идентификации горных объектов, загрязняющих природную среду.

3. Разработано методическое обеспечение дифференциации техногенной нагрузки на окружающую среду по прилегающим территориям.

4. Выполнена количественная оценка техногенной нагрузки в регионе Курской магнитной аномалии и произведена ее дифференциация с установлением степени влияния на окружающую среду промышленных объектов.

Методы исследований, достоверность и обоснованность полученных результатов.

В основу исследований положен комплекс следующих методов: анализ и синтез существующих способов оценки воздействия горного производства на окружающую среду, компьютерный вычислительный эксперимент, теоретическое обобщение, расчетно-аналитический, имитационное моделирование.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается соблюдением преемственности в отношении научных положений, обоснованных учеными - предшественниками и апробированными в процессе многолетнего применения в науке и практике, надежностью применяемых методов исследований; достоверностью и представительностью используемой в расчетах информации; апробацией результатов в широком кругу специалистов; принятием основных результатов для практического использования.

Реализация результатов.

Разработанные автором методы идентификации объектов горного производства - загрязнителей атмосферы и поверхностных водоемов использованы при выполнении по договорам с НТГА научно-исследовательских работ: «Автоматизированная система идентификации угольных предприятий и их объектов - загрязнителей воздушного и водного бассейнов»(1996г,), «Разработать методику оценки экологической опасности загрязнения воздушного бассейна производственными объектами угледобывающих предприятий и информационное обеспечение решения задачи»(1997г.), «Разработать макет подсистемы идентификации объектов - загрязнителей водного бассейна»(1997г.); по договору с Миннауки РФ в составе Государственной научно-технической программы «Недра России», по проекту «Технология заблаговременного извлечения (добычи) метана из угольных месторождений с применением специальных методов воздействия на горный массив»(1998г.); при разработке раздела «Охрана окружающей среды ТЭО проведения экспериментальных работ по исследованию возможностей добычи метана из угольных пластов на первоочередных площадях в Кузнецком угольном бассейне» (2001 г.).

Методы и компьютерные средства оценки техногенной нагрузки горного производства на окружающую природную среду и идентификации горных объектов - загрязнителей атмосферы и почвенного покрова использованы при выполнении работ по проекту "Обоснование и разработка высокоэффективных технологий экологически безопасного комплексного освоения месторождений алмазов Северо-Западного региона и урана", подпрограмма "Экогорметкомплекс будущего" ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения" ( 1999-2001г.г.); для оценки воздействия углемета-нового промысла на окружающую природную среду при выполнении работы «Разработка принципов и правовой основы обеспечения экологической безопасности углеметанового промысла в Кузбассе» (договор с ДО АО «Промгаз» на создание научно-технической продукции №01-202 от 01 июля 2002 г.) ; при разработке "Методических указаний по работе с автоматизированной системой идентификации объектов-загрязнителей атмосферного воздуха", использованных в Московском государственном горном университете в качестве учебного пособия в курсовом и дипломном проектировании по специальностям 090508,290703,328702.

Апробация работы .

Основные положения диссертационной работы в качестве важнейших научно-исследовательских работ включались в Отчеты о научной и научно-организационной деятельности Научного Совета РАН по проблемам горных наук в 1995, 1996, 1997, 1998, 2001 г.г., а также в Отчет о деятельности Российской Академии Наук в 2002 году, докладывались и представлялись в материалах на международном симпозиуме по аэрозолям (Москва, 21-25 марта 1994г.), на 3-ей международной конференции "Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды" (20-23 ноября 1996 г., Москва), на 2-ом международном региональном симпозиуме АРСОМ-97 (24-28 августа 1997 г., Москва), в экспозиции ИПКОН РАН на выставке "Геоэкология Москвы и Московского региона" (1997 г. Москва), на международной конференции "Науки и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX-XXI веков" (Москва, апрель 1998г.), в экспозиции ИПКОН РАН на выставке "Экология. Здравоохранение" (Москва. 1998г.),. на IV международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, апрель 1999г.), на Всероссийской конференции "Интеграция фундаментальной науки и высшего образования (состояние и перспективы)" (Москва. 2000г.), на Ганноверской промышленной ярмарке в составе экспозиции РАН, планшет "Автоматизированная система идентификации предприятий - загрязнителей атмосферы и поверхностных вод" (Германия, март 2000 г.), на международной конференции "Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век"( 20 - 25 ноября 2000 г., Москва), на 3-ей международной научной конференции «Физические проблемы разрушения горных пород» (9-14 сентября 2002 г., г. Абаза, Хакас-сия ) на конференциях "Неделя горняка - 2000" (31 января - 4 февраля 2000 г., Москва) и "Неделя горняка - 2002" (28 января - 1 февраля 2002 г., Москва), на 6-ой международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (апрель 2003 г. МГГРУ, Москва), на 4-ой международной научно-практической конференции "Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых" (апрель 2004 г. МГГРУ, Москва).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 28 работ, основополагающими являются 24.

Личный вклад автора

Приведенные в диссертации исследования и практические работы выполнены в лаборатории «Проблем горной экологии» Института проблем комплексного освоения недр ( ИПКОН ) РАН в рамках тематики фундаментальных исследований РАН и выше обозначенных проектов и грантов, по которым автор являлся ответственным исполнителем. Все результаты, включенные в диссертацию, получены лично автором или в неделимом соавторстве. К числу последних относится реализация программной части макетов автоматизированных систем идентификации объектов-загрязнителей различных сред и компьютерных средств оценки техногенной нагрузки на окружающую среду, выполненных совместно с н.с. Прошляковым А.Н. Результаты, составляющие новизну, получены лично автором.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 220 наименований, 6 приложений, содержит 122 таблицы и 58 иллюстраций.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Папичев, Валерий Иванович

6.3 Выводы.

1. Разработаны методы идентификации объектов горного производства - загрязнителей атмосферы, почвенного покрова, поверхностных водотоков, предусматривающие создание интегрированной среды, включающей ряд взаимосвязанных функций, обрабатывающих информацию о размещении объектов горнопромышленного комплекса на рассматриваемой территории, их количественных и качественных параметрах, с целью получения представления о масштабах загрязнения и степени участия в этом каждого из объектов.

2. Созданы компьютерные макеты автоматизированных систем, позволяющие решить задачу идентификации объектов-загрязнителей атмосферы, почвенного покрова и поверхностных водотоков, рассчитав долю участия каждого объекта в загрязнении оцениваемой точки территории.

3. Произведена идентификация объектов-загрязнителей почвенного покрова в Старооскольско-Губкинском промышленном районе КМА с установлением доли загрязнения, приходящейся на каждый из промышленных объектов.

4. Выполнена идентификация объектов-загрязнителей речного бассейна Старооскольско-Губкинскоого промышленном районе КМА с установлением доли загрязнения, приходящейся на каждый из объектов.

5. Предложенный метод идентификации объектов-загрязнителей основных компонент природной среды позволяет использовать его для оценки опосредованной нагрузки, оказываемой предприятиями горнодобывю-щей промышленности и их объектами на окружающую среду.

6. Использование компьютерных макетов идентификации позволяет решать задачи оптимизации размещения объектов-загрязнителей и произ-воддить экспертную оценку экологической ситуации в горнопромышленных районах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной проблемы комплексной оценки техногенного воздействия на окружающую среду в процессе недропользования. Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации, полученные при выполнении исследований, заключаются в следующем:

1. Комплексная оценка воздействия горного производства на окружающую среду должна выполняться на основе ресурсного подхода, учитывающего степень как непосредственного, так и опосредованного изъятия природных ресурсов в процессе производственной деятельности.

2. Разработана методология комплексной оценки воздействия горного производства на окружающую среду, базирующаяся на единых принципах оценки применительно к основным компонентам природной среды (недра, атмосфера, вода, почвенный покров).

3. Предложены интегральные показатели нагрузки на основные компоненты природной среды, суммирующие непосредственное и опосредованное потребление природных ресурсов в результате техногенного воздействия.

4. Предложены методы расчета коэффициента нагрузки на основные компоненты природной среды. Коэффициент характеризует степень изменения качества природных ресурсов в результате их опосредованного изъятия с учетом специфических особенностей каждого компонента.

5. Разработаны методы многомерной дифференциации в расчетных оценках техногенной нагрузки горного производства на различные компоненты природной среды, основанные на компьютерной имитации экологического взаимодействия локальных объектов в природно-технической системе.

6. Разработан комплекс методик для дифференциации техногенной нагрузки на основные компоненты природной среды, учитывающих особенности распространения в них нагрузок.

7. Разработаны методы идентификации объектов горного производства - загрязнителей атмосферы, почвенного покрова, поверхностных водотоков. Методы предусматривают создание интегрированной среды, включающей ряд взаимосвязанных функций, обрабатывающих информацию о размещении объектов горно-промышленного комплекса на рассматриваемой территории, их количественных и качественных параметрах с целью получения представления о масштабах загрязнения и степени участия в этом каждого из объектов.

8. Выполнена количественная оценка и дифференциация техногенной нагрузки для промышленного региона Курской магнитной аномалии с установлением доли влияния на основные компоненты природной среды региона каждого из промышленных объектов.

9. Произведена дифференциация техногенной нагрузки на атмосферу и почвенный покров основных объектов горно-обогатительного предприятия с получением количественных оценок нагрузки.

10. Создано методическое и программное обеспечение комплекса моделей для автоматизированной оценки воздействия горного производства на основные компоненты природной среды.

11. Результаты исследований использовались при выполнении работ по договорам с НТГА для создания автоматизированных систем идентификации объектов - загрязнителей атмосферы и поверхностных вод в угольных регионах, по договорам с ДОАО «Промгаз» для оценки воздействия углеметанового промысла на окружающую среду в Кузбассе, а также по договорам с Миннауки для получения количественных оценок воздействия объектов добывающих предприятий при заблаговременном извлечении метана из угольных месторождений и разработке высокоэффективных технологий экологически безопасного освоения месторождений алмазов Северо-Западного региона.

12. Результаты исследований использовались в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании по специальностям 090508, 290703,320702 в МГГУ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Папичев, Валерий Иванович, Москва

1. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли/ РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под редакцией К.Н.Трубецкого.- М.: Издательства Академии горных наук, 1997.- 478 с.

2. Харькина М.А. Добыча полезных ископаемых и окружающая среда.// Энергия. 2003. - №5. - с. 42-49.

3. Кюнтцель В.В. Оценка экологической устойчивости геологической среды к природным и техногенным воздействиям// Геологические исследования и охрана недр. Обзор- М.: АОЗТ "Геоинформарк",1995.- 29 с.

4. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для вузов 2 еизд. перераб и доп.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.-566 с.

5. Эколого-экономическая оценка деятельности предприятий угольной промышленности России/ Под редакцией Ю.В.Каплунова, В.И.Постникова.- М.: Изд-во Академии горных наук, 1996. 214 с.

6. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). -М.: Журнал "Россия Молодая", 1994 367 с.

7. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П., Бурцев Л.И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. М.: ООО Издательство "Научтехлитиздат", 2003. - 262 с.

8. Пучков Л.А., Воробьёв А.Е. Человек и биосфера: вхождение в техносферу. М.: Издательство МГГУ, 2000. - 342 с

9. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Чаплыгин Н.Н., Милетенко Н.В. Недра и обеспечение экологической безопасности их освоения.// Открытые горные работы. 2001. - №1 - с.7-10.

10. Каплунов Ю.В., Климов СЛ., Красавин А.П. Экология угольной промышленности России на рубеже XXI века: Под общей редакцией С.Л.Климова. М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. - 295 с.

11. Стрельцов В.И., Могильный С.Г. Маркшейдерское обеспечение природопользования недр. М.: Недра, 1989. - 205 с.

12. Козырев А.А., Панин В.И., Мальцев В.А. Изменение геодинамического режима геологической среды при крупномасштабном освоении недр.// Освоение недр и экологические проблемы взгляд в XXI век. - М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - с. 111-121.

13. Разработка научных основ и методов инженерно-экологической оценки способов и технологий освоения месторождений твёрдого минерального сырья: Отчет о НИР (промежуточный)/ Институт проблем комплексного освоения недр РАН М, 1993 - 115 с.

14. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. -М.: Недра, 1990-235 с.

15. Капелькина Л.П. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. Санкт-Петербург: Наука ПРОПО, 1993 - 191 с.

16. Мироненко В.А., Румынии В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах (опыт гидрогеологических исследований). -Д.: Недра, 1980.-320 с.

17. Иофис М.А., Митишова Н.А. Методы оценки, прогноза и снижения вредного воздействия подземных разработок на окружающую среду.// Освоение недр и экологические проблемы взгляд в XXI век. - М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - с.283-290.

18. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Чаплыгин Н.Н., Милетенко Н.В. Недра и обеспечение экологической безопасности их освоения.// Открытые горные работы. 2001. - №1 - с. 7-11.

19. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П., Замесов Н.Ф., и др. Структура техногенно измененных недр.// Вестник Российской академии наук, том 72, №11. ноябрь. 2002. с.969-975.

20. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М.: Недра, 1988. - 272 с.

21. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980.-360 с.

22. Бронников Д.М., Замесов Н.Ф., Богданов Г.И. Разработка руд на больших глубинах. М.: Недра, 1982.- 92 с.

23. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1982.-270 с.

24. Галустьян Э.Л. Управление геомеханическими процессами в карьерах. -М.: Недра, 1980.-238 с.

25. Демин А.М. Закономерности проявлений деформаций откосов в карьерах. М.: Наука, 1981. - 144 с.

26. Иофис М.А., Шмелёв А.И. Инженерная геомеханика при подземных разработках. М.: Недра, 1985. - 248 с.

27. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология месторождений полезных ископаемых.: Учебник для вузов, Л.: Недра, 1988. - 272 с.

28. Молоков JI.A. Инженерно-геологические процессы. М.: Недра, 1985.-206 с.

29. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. -М.: Недра, 1986.-301 с.

30. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарян Э.В. Основы механики горных пород. JL: Недра, 1989. - 488 с.

31. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965.- 387 с.

32. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. М.: Недра, 1998. - 319 с.

33. Адушкин В.В. Модельные исследования разрушения горных пород взрывом.//Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных пород (Сборник трудов международной конференции, 7-11 сентября 1998, г. Москва). М., 1999 - с. 18-29.

34. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов. -М.: Недра, 1984. -213 с.

35. Машуков В.И. Действие взрыва на окружающую среду и способы управления им. М.: Недра, 1976 - 248 с.

36. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, 1976 - 271 с.

37. Садовский М.А., Адушкин В.В., Спивак А.А. О размере зон необратимого деформирования при взрыве в блочной среде.// Механическое действие взрыва. Сборник. Институт динамики геосфер РАН. М., 1994, с. 323-329.

38. Шемякин Е.И., Кочанов А.Н. О разрушении горных пород в ближней зоне подземного взрыва.//Взрывное дело. Сборник №92/49. Развитие теории разрушения горных пород взрывом./ Под ред. Е.И.Шемякина, В.А.Белина, А.В.Джигрина-М., 1999.-е. 7-19.

39. Провести исследования по определению эколого-экономических последствий нарушения земель и обоснованию основных направлений рекультивации: Отчёт о НИР/ ГИЗР. Мытищи, 1987.

40. Разработать план мероприятий федерального уровня для решения экологических проблем горнодобывающих регионов: Отчёт о НИР/ ИПКОН РАН. М., 1993 - 46 с.

41. Разработать руководство по рекультивации земель, подвергнутых воздействию предприятий цветной металлургии: Отчёт о НИР/ МВП «Горно-технический центр». -М., 1993 23 с.

42. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. -М.: Недра, 1981.- 260 с.

43. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. -М.: Мир, 1982 439 с.

44. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. - 151 с.

45. Добровольский Г.В., Гришина JI.A. Охрана почв. М.: Изд-во Московского ун-та, 1985. -224 с.

46. Forster W., Koch P. Altlasten des Erzbergbaus.// Neue Bergbautechnik.- 1991. 21. №9 - s.s. 332-339.

47. Lapo A. Vdovets M. Heavy metals in the environment of the Kohtla-Yahrve area, EstoniaV/Горючие сланцы. 1991. - 8, №2, с.169-176.

48. Титовский В.И., Медведев А.Е. Геохимические особенности техногенного загрязнения почв и растительного покрова Оскольского промышленного района./ Комплексное развитие КМА. НИИКМА, 1986. -с. 131-139.

49. Исследование и оценка состояния окружающей среды в связи с пылевыми выбросами в атмосферу горными предприятиями КМА: Отчёт о НИР/ НИИКМА Губкин, 1988.

50. Зайденварг В.Е., Айруни А.Т. Влияние газопылевых отходов добычи полезных ископаемых на состав и свойства биосферы и на климат планеты. М., 1993. - 274 с.

51. Территориальные комплексные схемы охраны природы в регионе Курской магнитной аномалии. Том 1, книга 1, часть 1 ./МЧМ СССР. ВНИ-ПИчерме-энергоочистка, Донецкий филиал, 1987. 507 с.

52. Аэрология горных предприятий: Учебник для вузов./ .Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков JI.A., Медведев И.И. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1987.-421 с.

53. Лидин Г.Д. Рудничная атмосфера, контроль за её состоянием и горноспасательное дело. М.: Углетехиздат, 1952. - 59 с.

54. Справочник по маркшейдерскому делу./ Под ред. А.Н.Омельченко. -М., Недра, 1979-400 с.

55. Выделение природных газов при освоении рудных месторождений/ Н.Г. Матвиенко. М.: Наука, 1988. - 200 с.

56. Малышев Ю.Н., Айруни А.Т., Куликова Е.Ю. Физико-химические процессы при добыче полезных ископаемых и их влияние на состояние окружающей среды. М.: Изд-во Академии горных наук, 2002. - 270 с.

57. Айруни А.А. Охрана окружающей среды при подземной добыче угля: Обзор. / ЦНИЭИуголь. М., 1979. - 48 с.

58. Калашников А.Т., Симкин Б.А., Папичев В.И. Экологические трудности железорудных предприятий.// Горный журнал. 1992. - №7. -с.52-56.

59. Мосинец В.Н. Радиоактивные отходы уранодобывающих предприятий и их воздействие на окружающую среду./ Атомная энергия. том 70., вып. 5, 1991 - с. 282-288.

60. Ефремов Э.И., Бересневич П.В., Петренко В.Д. и др. Проблемы экологии массовых взрывов в карьерах./ под ред. Э.И.Ефремова. Днепропетровск., 1996 - 179 с.

61. Оборин В.В. Взрывные работы на карьерах как источник экологической опасности.// Физические процессы горного производства. Тезисы докл. X Всесоюзной научной конференции Вузов СССР с участием НИИ. -М., 1991-C.196.

62. Sharma D.K., Srinivas R.G. Envirenmentat impact of mining industry with particular reference to visual impact and shadowing of unpolluted areas.// Indian mining and eng. j. 1990. - 29, №9. - s. 7-10.

63. Пихлак A.-T.A. Что такое проблема кислорода?// Материалы международного регионального координационного совещания по теме «Кислород и окружающая среда». 17 и 18 мая 2001. Таллин, Эстония. - Tallinn.-2002, с. 81-90.

64. Битколов Н.З., Медведев И.И. Аэрология карьеров: Учебник для вузов. М.: Недра, 1992 - 264 с.

65. Пихлак А.-Т.А. Проблема кислорода и горное производство./ Труды III Всемирного конгресса по экологии в горном деле. М. - 1999, с. 298-309.

66. Харионовский А.А. Комплексная очистка шахтных и карьерных вод от техногенных загрязнений. Шахты: Изд-во ЮРО АГН, 2000 - 238 с.

67. Состояние окружающей природной среды Кемеровской области в 1999 году: Доклад Государственного комитета по охране окружающей среды Кемеровской области. Кемерово, 2000. - 288 с.

68. Рациональное использование водных ресурсов: Учебник для вузов/ С.ВЛковлев, И.В.Прозоров, Е.Н.Иванов. М.: Высшая школа, 1991. - 400 с.

69. Анализ современного состояния методологии оценки и учёта экологических последствий освоения крупных горнопромышленных регионовв удалённых районах страны: Отчёт о НИР/ИПКОН АН СССР, 1989. 62 с.

70. Реймерс Н.Ф. Азбука природы (микроэнциклопедия биосферы). -М.: Знание, 1980.-208 с.

71. Евдокимов С.А. Обобщающие показатели качества поверхностных вод // Водные ресурсы. 1990. - № 2 - С. 109-114.

72. Драчев С.М. Борьба с загрязнением рек, озёр и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. М.; Л.: Наука, 1964. 274 с.

73. Horton R.K. An Index-Number System for Rating Water Qual-ity//WPCF. 1965. - V. 37. - №3 - P. 300-306.

74. Ott W. R. Envirenmental Indices: Theory and Practice. Ann Arbor: Ann Arbor Sci. Publ Inc, 1978. 371 p.

75. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами № 1166-74. М.: Медицина, 1975. - 41 с.

76. Новиков Ю.В., Плитман С.И., Ласточкина К.О., Хвастунов Р.И. Использование комплексных показателей при разработке гигиенической классификации водоёмов по степени их загрязнения // Гигиена и санитария. 1984.-№6.-С. 11-13.

77. Рекомендации по применению обобщённого показателя для оценки уровня загрязнённости природных вод коэффициента загрязнённости (КЗ). - Харьков: ВНИИВО, 1982. - 3 с.

78. Мороков В.В. Комплексные показатели в предплановых обоснованиях охраны вод в регионе. Свердловск: Урал.научн.центр АН СССР, 1987.- 36 с.

79. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод. Изд. 2-е. JI. Гидрометео-издат, 1987. - С. 288.

80. Разумихин Н.В. Природные ресурсы и их охрана. Учебное пособие. -JI. Изд-во Ленинградского университета, 1987. 270 с.

81. Ушаков Е.П., Толоконников А.В. Совершенствование показателей планирования водопользования // Оптимизация использования и охраны воспроизводства природных ресурсов (на примере возобновимых видов). -М.: ЦЭМИ, 1966. С. 72-66.

82. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. Учебное пособие для инженера-эколога. Под ред. А.Ф.Порядина и А.Д.Хованского. М.: НУМЦ Минприроды России. Изд. Дом "Прибой", 1966.-350 с.

83. Охрана окружающей среды. Модели социально-экономического прогноза. М.: Экономика, 1982. - 224 с.

84. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М.: Экономика, 1986 — 94 с.

85. Varkoni Т., Cziczo Т. Alevegominoseg vizgalata. Muszaki Konivkiado - Budapest. - 1980. - 229 p.

86. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами. Минздрав СССР, М., 1987. - 25 с.

87. Нормы экологического использования эрозионно-опасных земель Ставропольского края. — Ставрополь, Ставропольское кн. изд во 1996. -20 с.

88. Калуцков В.Н. Экологическая оценка земель с помощью методов / Система методов изучения почвенного покрова, деградированного под влиянием химического загрязнения.// Научн.тр.почвенного ин-та им. В.В.Докучаева, М., 1992. С. 93-99.

89. Иванов Б.А. Инженерная экология. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1989. - 152 с.

90. Хохряков А.В., Фоминых В.И. Учёт экологических факторов при определении параметров открытой разработки месторождений.// Изв. вузов. Горный журнал. 1987. - № 3. - С. 40-43.

91. Бертокс П., Радц Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений М.:МИР, 1980. - 608 с.

92. Бахирова Л.З., Заиканов В.Г. и др. Опыт геоэкологических оценок урбанизированных территорий. / Геоэкология, 1995. № 3. С. 23-32.

93. Гопча Э., Юхас И., Мяч Л.Т., Остромогильный А.Х., Таганов Д.Н. Методические вопросы разработки количественных и структурных моделей для долгосрочного прогноза качества атмосферного воздуха. / Труды ИПГ им. Ак. Е.И. Федорова, 1989. вып. 73 С. 3-18.

94. Донченко В.К., Растоскуев В.В., Романюк Л.П. Разработка информационной системы экологической безопасности.//Мониторинг. Безопасность жизнедеятельности. 1995, №2. - С. 17-20.

95. Глазовская М.А. Геохимия природных ресурсов и техногенных ландшафтов СССР. Учебное пособие для студентов геогр. Спец. Вузов -М.: Высшая школа, 1988 328 с.

96. Солнцев Н.А. Проблемы устойчивости ландшафтов/УВестник Московского университета. Серия 5. География 1984. - № 1. С. 14-19.

97. Котляков В.М., Лосев К.С., Суетова И.А. Вложение энергии в территорию как экологический индикатор./ Известия Российской академии наук. Серия географическая 1995. - № 3. - С. 70-75.

98. Коваль В.Т., Коваль Е.В., Алборов И.И. Резервы эффективности природопользования и устойчивое развитие/ 10 лет кафедре «Экономикаприродопользования». Сб. научных трудов М.: Изд-во АГН, 1997 - С. 107-110.

99. Коваль В.Т., Коваль М.В., Буга О.Н. Экономика безопасного природопользования/ Горный информационно-аналитический бюллетень. -2002. №7. С. 157-161.

100. Аникеев В.А., Копп И.З., Скалкин Ф,В, Технологические аспекты охраны окружающей среды. Л., Гидрометеоиздат, 1982. - 256 с.

101. Голик В.И. Природосбережение при добыче руд. В кн. «Освоение недр и экологические проблемы взгляд в XXI век». — М.: Изд. ИПКОН РАН, 2000.- С. 119-120.

102. Хохряков А.В. Метод оценки экологического воздействия горного производства на основе ситуационных планов.// Изв. Вузов. Горный журнал. 1988. - № 5. - с.68-73.

103. Федоренко Н.П. Экономические проблемы оптимизации природопользования. М.: Наука, 1973. - С. 9.

104. Балацкий О.Ф. Экономика чистого воздуха. -Киев: Наукова думка, 1979-296 с.

105. Рацякас Р.Л., Суткайтис В.П. Система эколого-экономических моделей для планирования и управления состоянием окружающей среды. //Экономика и математические методы. 1980. - №6. - С. 1081 - 1093.

106. Тупыця Ю.Ю. Эколого-экономическая эффективность природопользования. -М.: Наука, 1980. 163 с.

107. Федоренко Н.П., Реймерс Н.Ф. Сближение экономических и экологических целей в охране природы Природа. 1981 - №9 - с.З - 12.

108. Лемешев М.Я., Ушаков Е.П. Экономическое развитие и охрана окружающей природной среды. //Экономические проблемы природопользования М., 1981. - С. 6 - 24.

109. Система управления экономикой развитого социализма. М.: Экономика, 1982. - С. 92 - 93.

110. Гофман К.Г., Гусев А.А. О некоторых дискуссионных вопросах методологии оптимизации природопользования. //Экономика и математические методы. 1985. - Т. XXI, №4. - С. 604 - 609.

111. Лемешев М.Я. Научно-технический прогресс и эффективность социалистического природопользования. //Экономика и математические методы. 1985. - Т. XXI, №1. - С. 726 - 740.

112. Чепурных Н.В., Новосёлов А.Л., Дунаевский Л.В. Экономика природопользования: Эффективность, ущербы, риски. М.: Наука, 1998. -253 с.

113. Хохряков А.В. Моделирование процесса разработки месторождения с целью оценки его эколого-экономической эффективности. //САПР горнодобывающих предприятий.: Тез. докл. респ.науч.техн. конф. НПО "Кибернетика" АН Уз.ССР Ташкент, 1984. - С. 93 - 94.

114. Колосов А.В. Эколого-экономические принципы развития горного производства. -М.: Недра, 1987.

115. Харченко В.А. Каплунов Ю.В. Методические подходы к разработке модели гармонично-устойчивого развития регионов угледобычи. //10 лет кафедре "Экономика природопользования": Сб.научн.трудов. Изд-во АГН, 1997. - С. 36 49.

116. Ревазов М.А., Ларионова Е.Н. Основы решений проблем угольной отрасли России.// 10 лет кафедре "Экономика природопользования": Сб.научн.трудов. Изд-во АГН, 1997. - С. 77 - 84.

117. Архипов Н.А. Оценка эколого-экономических последствий закрытия угольных шахт. //10 лет кафедре "Экономика природопользования": Сб.научн.трудов. Изд-во АГН, 1997. - С. 70 - 73.

118. Симкин Б.А., Бебчук Б.Ц., Хохряков А.В. Оценка последствий техногенного воздействия горного производства на окружающую среду. // Горный журнал. 1989. - № 3. - С. 52 - 54.

119. Экономика природопользования: Учеб. Для вузов / М.А.Ревазов, Н.Я. Лобанов, Ю.А.Маляров, В.З.Персиц. -М.: Недра, 1992. 351 с.

120. Хохряков А.В., Иванов С.П. Состояние и эффективность работ по охране окружающей среды на карьерах. Свердловск, 1983. - 72 с.

121. Горная энциклопедия. / Гл. ред. Е.А.Козловский; Ред. Кол.: М.И.Агошков, Н.К.Байбаков, А.С.Болдырев и др. М.: Сов. Энциклопедия. Т.2. Геосфера-Кенай. 1985. - 575 с.

122. Большая Советская энциклопедия. Т. 22. 1975.

123. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник. -М.: Просвещение, 1992. 230 с.

124. Большая Советская энциклопедия. Т. 20. 1975.

125. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс. В 2-х т. Т.2. Справочное пособие. М. Высшая школа. 1996.-655 с.

126. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, 1982. 20 с.

127. Природопользование./ Э.М.Соколов, Е.И.Захаров, А.В.Волков, И.В.Панфёрова, Н.Н.Чаплыгин : Учебное пособие для вузов. М. - Тула : ИПП «Гриф и К0», 2002. - 522 с.

128. Панфилов Е.И. Классификация ресурсов недр. / Освоение недр и экологические проблемы взгляд в XXI век. - М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. - С. 163-169.

129. Панфилов Е.И., Мартьянов Г.А. Об основах экологической безопасности недр и недропользования.// Маркшейдерия и недропользование. -2002. -№2-С. 38-51.

130. Хохряков А.В. Комплексная оценка влияния горного производства нВ окружающую среду и выбор природосберегающих параметров горнодобывающих предприятий./ Докторская диссертация. Свердловск, 1988.-468 с.

131. Топчиевский Л.А., Киселёв Г.Н., Пермяков Г.Н. Система и горное предприятие окружающая природная среда.// Безопасность труда в промышленности. - 1992. - №5. - С. 18-22.

132. Starke R. Jeringere Betriebsflache durch wenige groJ3e Tagebau.// Braunkohle. 1987. - 39, №12 - 422.

133. Симаков H.B., Бурыкин С.И. Состояние рекультивации земель на меднорудных предприятиях.// Цветная металлургия. 1990. - №12 - с. 2327.

134. Папичев В.И., Гришина И.М. Влияние технологии открытых разработок на окружающую среду// В сборнике: Перспективы развития техники и технологии открытой разработки месторождений. М.: ИПКОН АН СССР, 1990. -с.88-100.

135. Теория и практика открытых разработок./ Мельников Н.В. и др. 2-е изд., М.: Недра, 1979. 636 с.

136. Папичев В.И., Фельман Т.С. Оценка пылевыделения на различных объектах Лебединского ГОКа./ Сб.: Инженерно-экологические аспекты комплексного освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, 1990. - с. 32-40.

137. Папичев В.И., Номеров Г.Б. Геохимическое воздействие деятельности железорудных ГОКов на почвы прилегающих территорий./ Сб.: Развитие технологии рационального освоения недр при открытой разработке месторождений. М.: ИПКОН РАН, 1992. с. 143-148.

138. Папичев В.И., Номеров Г.Б. Экологические проблемы развития открытых горных разработок.// Горный журнал. 1992. - №9. - с. 49-52.

139. Поярков Б.В., Поярков В.Б. Основы природопользования: Курс лекций. 2-е изд., доп. Ярославский гос. ун-т. Ярославль. - 2002. - 332 с.

140. Бакланов П.Я. Пространственные системы производства (микроструктурный уровень анализа и управления). М.; Наука, 1986, с.

141. Пак B.C., Буянов М.И. Учет загрязнения почв при оценке эффективности землепользования.// Сб. трудов: Инженерно-экологические аспекты комплексного освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, - 1990. - С. 67 - 79.

142. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития: Учебное пособие. М.: Изд-во Рос.экон. акад., 1994. 312 с.

143. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. -М.: Наука, 1989.-375 с.

144. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. Под ред. Исаева JI.K. Санкт-Петербург, Эколого-аналитический информационный центр "Союз", 1998. - 896 с.

145. Berry B.Yetal. Land use, urban form and environmental quality. -Chicago. 1974.

146. Киперман Ю.А., Скоробогатов В.И., Антонец T.A., Казак В.Г., Ангелов А.И. Эколого-геохимическая оценка агрономических руд и продуктов их переработки./ Горный информационно-аналитический бюллетень. Вып. №1.- М., 1995. С. 44-48.

147. Вредные химические вещества. Под общ. ред. Филова В.А. в 3-х томах. Л.: Химия, 1988 - 1990.

148. Гатих М.А., Образцов С.И., Пинчук JI.B. Информационная система анализа и оценки загрязнения атмосферного воздуха (АИС «Атмосфера»)/ Природопользование. Сб.научн.статей, вып.2. Минск, 1997. - С. 44-46.

149. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концет-рации химических веществ в окружающей среде. Справочник. JL: Химия, 1985. - 528 с.

150. Природа, техника, геотехнические системы. М., Наука, 1978 -152 с.

151. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжёлых металлов и мышьяка в почвах. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94. -М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1985 г.

152. Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. -Л., Гидрометеоиздат, 1967.

153. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. -М.: Наука, 1997. 598 с.

154. Защита окружающей среды при горных разработках рудных месторождений. Н.И.Плотников и др. -М.: Наука, 1985.

155. Ржевский В.В. Физико-технические параметры горных пород. -М.: Наука, 1975.-212 с.

156. Шехурдин В.К., Холобаев Е.Н., Несмотряев В.И. Проведение подземных горных выработок: Уч. Пособие для техникумов 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М: Недра, 1991 - 304 с.

157. Шехурдин В.К. Удельная энергоемкость разрушения горных пород адекватна пределу прочности. //Горная промышленность. 1999. -№6. - С.38-39.

158. Обоснование инвестиций в строительство горно-обогатительного комбината на месторождении алмазов им. М.В.Ломоносова. Том 1, кн.1 / Гипроруда. Санкт-Петербург, 1996. -219 с.

159. Горно-обогатительный комбинат на месторождении им Ломоносова. Технико-экономическое обоснование целесообразности строительства /Якутнипроалмаз, г.Мирный, 1992 г.

160. Разработка научных основ и методов инженерно-экологической оценки способов и технологий освоения месторождений твердого минерального сырья / Отчет о НИР ИПКОН РАН, М 1995. 93 с.

161. Чаплыгин Н.Н., Папичев В.И., Прошляков А.Н., Столяров Д.О. Информационные технологии в решении задач обеспечения экологической безопасности в горнодобывающих регионах / Информационные технологии в горном деле. Часть 2. Апатиты, 1998. С. 135-162

162. Чаплыгин Н.Н., Папичев В.И., Прошляков А.Н. Автоматизированная система идентификации предприятий загрязнителей атмосферы и водного бассейна / Тезисы доклада на 3-ей Международной конференции

163. Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей Среды" М, МГУ-ГИК, 1996 г.

164. Методика расчёта концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). Общесоюзный нормативный документ. Госкомгидромет СССР. Л., Гидрометеоиздат, 1987.-94 с.

165. Кирпатовский И.П. Охрана природы. Справочник для работников нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — М.: Химия, 1980.-376 с.

166. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1975. -448 с.

167. Борьба с пылью на открытых горных работах./ А.И.Лобода, Б.Н.Ребристый, В.Ю. Тыщук и др. Киев: Тэхника, 1989. - 152 с.

168. Оболенский В.Н. Основы метрологии. М., Л.: Сельхозиздат, 1937.-387 с.

169. Никитин B.C., Битколов Н.З. Проветривание карьеров. М., Недра, 1975.-256 с.

170. Методика расчёта выбросов вредных веществ карьеров с учётом нестационарности их технологических процессов. Кривой Рог, ВНИ-ИБТГ, 1988.-57 с.

171. Наливайко В.Г. Оценка влияния массовых взрывов в карьерах на состояние атмосферы и обоснование способа пылеподавления мелкодисперсным орошением./ Диссертация на соискание учёной степени канд.техн.наук. Кривой Рог, 1989. - 249 с.

172. Циперфин И.М., Штейн В.Д. Карьерный автомобильный транспорт. Справочник. М.: Недра, 1992. - 415 с.

173. Кулешов А.А., Серебренников Д.Д., Новиков А.А. Расчёт объёмов вредных веществ при работе дизельной техники на карьерах./ Горный вестник, №5, 1998. С. 56-61.

174. Борзилов В.А., Сенилов Н.Б. Модель выпадения загрязняющих веществ промышленного происхождения на почву. // Труды ИЭМ 1977 -вып. 7 ( 76 )-с 26-35

175. Вызова H.JI. Методическое пособие по расчету рассеяния примесей в неограниченном слое атмосферы по метеорологическим данным -М.: Гидрометеоиздат, 1973 47 с.

176. Методические рекомендации по определению влияния горных работ на загрязнение атмосферы и прилегающих земель при формировании схемы размещения промышленных отходов (на стадии проектирования)./НИИКМА, Губкин, 1990. 102 с.

177. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. -М.: Мир, 1980.-539 с.

178. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. - Л.: Химия, 1972.-428.

179. Борьба с пылью в рудных карьерах./ Михайлов В.А., Бересневич В.Г., Лобода А.И. -М.: Недра, 1981. 262 с.

180. Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоёмов-приёмников сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 263 с.

181. Нежиховский Р.А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1990 - 229 с.

182. Развитие методов оценки техногенной нагрузки и экологической опасности при воздействии горного производства на природную среду ./Отчёт о НИР, ИПКОН РАН, 1996. 71 с.

183. Производственная программа на 1993 год. Губкин, ЛГОК, 1992.-38 с.

184. Производственная программа на 1994 год. Губкин, ЛГОК, 1993. -32 с.

185. Пояснительная записка к годовому отчёту за 1993 г. Губкин, ЛГОК, 1994.- 181 с.

186. Свод показателей работы горных предприятий металлургической промышленности за 1985 1993 г.г. - Екатеринбург, ИГД, 1994. -291 с.

187. Пихлак А.-Т.А. Проблемы изучения и учёта потребления кислорода атмосферы в промышленности.// Открытые горные работы. 2001, №1 - С. 12-18.

188. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -184 с.

189. Оценка воздействия на окружающую природную среду./ Рабочий проект. Опытный участок отработки Архангельского месторождения алмазов с целью освоения технологии добычи и обогащения и других технических вопросов. С-Пб., Гипроруда, том IX — А. - 1996.

190. Кулешов А.А., Серебренников Д.Д., Новиков А.А. Расчёт объёмов вредных выбросов при работе дизельной техники на карьерах./ Горный вестник, 1998, № 5. С. 56-61.

191. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1980. - 400 с.

192. Владимиров В.В. Расселение и окружающая среда. М.: Строй-издат, 1982.-228 с.

193. Папичев В.И. Оценка воздействия угледобывающих предприятий на гидросферу./ Экологические системы и приборы, 2004, №3. С. 35-38.

194. Отчет о НИР "Инженерно-экологическая оценка воздействия ЛГОКа на состояние окружающей среды". НПО "СИ БИ - А" АН СССР, М. 1991 г. 79 с.

195. Гусев В.А., Румянцев В.В., Турубаров В.И. Индукционный метод измерения объёмной плотности заряда аэрозольных частиц./ Журнал технологической физики. Т. XI, №9. 1971 - С. 1856-1862.

196. Измайлов Г.А. Прибор для непрерывного измерения запылённости газов./ Приборостроение. № 7. 1959. - С. 16-17.

197. Англ. Патент № 1268709, кл. GOI15/06, опубл. 29.03.1972г.

198. Bosch J. Gerat zum Kontinuirliche Bestimmen des Staubstrommes in Gasstrommees in Gasstrommen./ Staub Reinhalt Luft. Bd. 32, №11. 1972. - S. 436-440.

199. B.H. Родионов , B.B. Адушкин , B.H. Костюченко и др. Механический эффект подземного взрыва / В М., Недра , 1971 , 224 с.