Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Критерии геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Критерии геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса"
СЮ3486221
На правах рукописи
ГОНЧЛ РОВ ДЕНИС СЕРГЕЕВИЧ
КРИТЕРИИ ГЕОИНФОРМАЦИОШЮГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Специальность 25.00.36 - Геоэкология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
- 3 ДЕК 2009
Чита 2009
003486221
Диссертация выполнена в ГОУ BI10 «Читинский государственный университет»
Научный руководитель:
д-р техн. наук, профессор. Заслуженный Мязии Виктор Петрович деятель науки РФ
Официальные оппоненты:
д-р техн. наук, зам. директора по науч- С'екисов Артур Геннадьевич пой работе Института горного дела СО РАН, директор Читинского филиала института горного дела СО РАН
кандидат гехн. наук, зам. главного вра- Михаилютииа Светлана Ивановна чаФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Забайкальском крае»
Ведущая организация:
Байкальский иисплут природопользования Сибирского отделения PAII
Защита состоится 18 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.02 при Читинском государственном университете (г. Чита, ул. Ллекслмдро-Заводская, 30, ЧитГУ, зат заседаний ученого совета)
Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим отправлять по адресу:
672039, г. Чита, ул. Ллександро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю совета Д 212.299.02 Факс: (3022) 41-64-44; Web- server: yyww.chilgu.ru: E-mail: rool@chilgu.ru
С диссертацией можно ознакомит ься в научной библиотеке Читинского государственного университета
Автореферат разослан «18» ноября 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук
Шарапов II.M.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Задача рационального размещения отходов добычи и переработки минерального сырья является важным элементом в структуре управления при-родно-тёхпической системой горнопромышленных предприятий. В настоящее время в целом по стране утилизируется не более 5-10 % отходов в различных отраслях строительства и промышленности. Оставшееся количество хранится в отвалах без использования. Рост числа разрабатываемых месторождений, развитие производства и потребительского рынка диктует дальнейшее увеличение количества складируемых отходов.
Постоянное накапливание отходов горного производства приводит к отторжению значительных территорий и формированию огромных складированных, искусственно созданных минсрал|,пых масс, образующих техногенные месторождения. За многолетний период использования сырьевых ресурсов края накоплено свыше 840 млн. т. складируемых отходов. Общая площадь отторжения земель составляет более 4.0 тыс. l'a, из них 1285,1 га приходится па площадь всех хвостохрапилищ. Токсичные отходы горного производства, которые размещены на территории Забайкальского ¿рая, содержат 133,5 гыс. г свинца, около 4,5 тыс. т мышьяка, 192,3 тыс, т цинка, 146 тыс. т серы, 690 т висму та, около 480 т кадмия, 24,0 тыс. т молибдена. Наличие этих химических соединений, находящихся в поверхностных хранилищах, предопределили их как экологически опасные, относящиеся к Первому классу опасности. Наибольшую опасность представляют хвостохрапилшна, которые находятся в непосредственной близости от рудничных поселков. В этой связи проектирование объектов горнопромышленного комплекса должно проводиться с учетом минимального негативного воздействия складируемых отходов на окружающую среду.
В мировой научной теории и практике исследованием экологических последствий антропогенного воздействия начали активно заниматься е 60-х годов прошлого века. Большой вклад в решение экологических проблем при развитии минерально-сырьевого комплекса в пашей стране внесли академики В.И.Вернадский, К.П.Трубецкой, В.И.Осипов, Ь.11 .Лаекории, МИ.Лгошкоп, доктора технических паук П.В.Демин, M.i-'.l 1евзпср, JI.Л.Карский, В.П.Мязин и др. Некоторые аспекты моделирования размещения отходов минерального сырья затронуты в работах Г.И.Марчука, В.И.Кузина, Л.К.Ллояна. Однако для всесторонней оценки вариантных схем рационального размещения отходов потребовалась разработка обобщенного критерия, позволяющего учитывать совокупность взаимосвязанных, экологических, технологических и социально-экономических факторов. Кроме того с развитием информационных технологий возникает необходимость создания механизма обоснованного принятия решения по рациональному размещению отходов на основе геоип-формационпого моделирования. В настоящее время не существует унифицированных программных средств для специализированного геоэкологического анализа, отсутствует единая методика построения теоретически обосновап-
иых и хорошо согласующихся с реальными данными вычислительных моделей. Решению этой актуальной научно-практической задачи посвящена диссертация.
Объект исследования - складируемые отходы добычи и переработки минерального сырья горнопромышленного комплекса (Дарасунский рудник).
Предмет исследования - критерии оценки и методики геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного производства.
Основная идея работы заключается в системном подходе к изучению влияния отходов горнопромышленного комплекса на компоненты системы «человек - окружающая природная среда».
Целью работы является разработка критериев геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса.
Задачи исследования:
1. Обоснование и разработка обобщенного критерия для оценки оптимальности вариантных схем размещения отходов на основе анализа образования и накопления отходов и их влияния на компоненты окружающей природной среды.
2. Разработка модели протекания аварийных ситуаций на объектах горнопромышленного комплекса для научно-обоснованного принятия решений по рациональному размещению отходов на основе анализа используемых математических моделей.
3. Разработка методики оптимизации размещения отходов с использованием геоинформационного моделирования на основе сравнительной оценки используемых программных продуктов и разработанного программного комплекса.
Фактический материал н методы исследований
В диссертационной работе использованы материалы «Проекта реконструкции горио-обогатительных и металлургических производств по добыче золота из запасов руд месторождений Дарасунское, Теремки и Талатуй» (ОАО «Институт Иргиредмет») и «Оценки воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений Дарасунское, Теремки и Талатуй» (ООО «Экосервис»)
Применен комплекс методов исследований:
- определение химического состава руд с использованием рентгеноф-люорисцентного анализа на аппарате Р\У-1404 фирмы «Филипс»;
- минералогический анализ руд с использованием оптических, шлиховых и иммерсионных методов;
- определение гранулометрического и минералогического состава пустых пород по материалам НИР филиала ВНИПИгорцветмет;
- определение качества шахтных и сточных вод объектов горнопромышленного комплекса (Дарасунский рудник, нос. Вершипо-Дарасунский Читинской области) с использованием химического анализа в лаборатории ФГУ Госсаэпиднадзора Читинской области;
- патентно-информационный анализ;
- теоретические исследования с применением численных методов прикладной математики, математической статистики, теории принятия решений;
- геоинформационного моделирования на ПЭВМ с использованием программных продуктов «Атмосфера» (ООО «Интеграл»), ArcGIS (ESRI Inc), Oasis Montaj (Geosoft Inc.).
Научные положения, представляемые к защите:
1. Выбор и обоснование схемы рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса базируется на использовании обобщенного критерия оптимальности, учитывающего системную совокупность взаимосвязанных экологических, технологических и социально-экономических факторов.
2. Геоинформационное моделирование рационального размещения отходов с учетом аварийных ситуаций, основанное на модели бинарной бескоалиционной игры в системе «человек - окружающая среда», позволяет научно обоснованно принимать решения по снижению негативного воздействия на компоненты окружающей природной среды.
3. Методика рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса, основанная на использовании геоинформационных моделей, учитывает (в отличие от известных) набор взвешенных параметров оптимизации с включением экспертных систем для оценки вариантных решений.
Научная новнзна работы
1. Предложен обобщенный критерий оценки вариантных схем размещения отходов горнопромышленного комплекса, позволяющие проводить всесторонний и качественный анализ предложенных схем размещения на базе геоинформационного моделирования с учетом совокупности экологических, технологических и социально-экономических факторов.
2. Разработана модель бинарной бескоалиционной игры в системе «человек - окружающая природная среда» для учета протекания аварийных ситуаций на объектах размещения отходов, позволяющая улучшить качество моделей за счет учета динамики изменения факторов оптимизации на основе экспертных знаний.
3. Предложен критерий ожидаемого значения, позволяющий проводить оценку стратегий при реализации модели протекания аварийных ситуаций с возможностью выбора стратегии, исходя из минимизации рисков и оптимизации выполнения природоохранных мероприятий.
4. Разработана методика определения оптимальных схем размещени отходов на основе геоинформационного моделирования и теории принятия решений, предлагающая универсальный подход для решения оптимизацион ной задачи с произвольным количеством факторов.
Достоверность результатов проведенных исследований, обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждается:
- достаточным объемом экспериментальных данных, обеспечивающих адекватность моделей реальным условиям;
- проведением анализов проб в аккредитованных лабораториях Российской Федерации;
- удовлетворительной сходимостью результатов полученных интерполяционных моделей с результатами геостатистических методов оценки действующих схем размещения отходов;
- апробацией материалов проекта «Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Талатуй.
Практическая значимость и реализация результатов работы
1. Решена многофакторная задача оптимизации размещения отходов, предполагающая учет произвольного числа параметров для описания ограничений проектных схем.
2. Разработанная структура геоинформационной системы рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса представляет собой прототип системы комплексной обработки геоэкологической информации, наиболее важным отличием которого является возможность конструирования экспертной системы самим специалистом-прикладником.
3. Создан программный комплекс для поиска оптимальных схем размещения отходов с возможностью использования произвольного количества взвешенных критериев оптимизации.
4. С использованием разработанного программного комплекса даны рекомендации по размещению отходов горнопромышленного производства на территории Дарасунского рудника.
5. Разработаны методические рекомендации по использованию геоинформационного моделирования в решении задачи оптимального размещения отходов минерального сырья по учебным дисциплинам «Проектирование обогатительных фабрик», а также при написании раздела «Охрана окружающей среды» в курсовых и дипломных проектах, магистерских диссертаций.
Личный вклад автора
-теоретические исследования выбора математических моделей воздействия отходов на компоненты окружающей природной среды и оценка эффективности их применения;
- выполнение математического моделирования с разработкой программных алгоритмов на ПЭВМ;
- установление закономерностей, сделанных выводов и рекомендаций на основании проведенного геоинформационного моделирования на горнопромышленном объекте Дарасунский рудник;
- участие в качестве соавтора в проекте «Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Тала-туй»
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждены на научно-технических совещаниях и конференциях: «Неделя Горняка - 2004» (г. Москва, январь-февраль 2004 г.), международная конференция «Плаксинские чтения - 2005» (г. Санкт-Петербург, сентябрь 2005 г.), V конгресс обогатителей стран СНГ (г. Москва, март 2005 г.), конференция «Jleo-новские чтения - 2004» (г. Иркутск, июнь 2004 г.), конференция «Леонов-ские чтения - 2006» (г. Иркутск, июнь 2006 г.), Научно-техническая конференция Горного института (г. Чита, апрель 2003 г.).
Публикации.
Основные научные положения выполненных исследований опубликованы в 8 работах (из них в изданиях, рекомендованных ВАК - 3) и в одном учебном пособии. Оформлена заявка на получение свидетельства о регистрации программного средства федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 120 наименования и приложений. Содержит 151 с. машинописного текста, 45 рисунков, 15 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, доктору технических наук, профессору, Заслуженному деятелю науки В.П. Мязину за неоценимую помощь на всех этапах подготовки диссертации, доктору геолого-минералогических наук, профессору Ю.В. Павленко за ряд ценных замечаний по содержанию автореферата, кандидату технических наук, зам. директора по научной и инновационной работе, старшему научному сотруднику НИЦИТ Горного института В.И. Мязиной за предоставленный материал и ценные методические рекомендации, а также всему коллективу кафедры обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья ЧитГУ за поддержку, помощь в выполнении работы и ее обсуждении.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Первое научное положение. Основной методический прием, испол зуемый при решении задачи оптимизации размещения отходов минерально сырья, - это системный анализ геосистемы «человек - отходы - окружающ природная среда», представляющий собой последовательность действий установлению структурных связей между переменными или элементами и следуемой системы. Согласно общепринятой классификации данную задач можно характеризовать как слабо структурированную, т.е. содержащую эл менты, существенные зависимости которых выявлены достаточно хорошо, малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию дом нировать. Для решения хорошо структурированных количественно выража мых задач используется следующие известные методики:
- расчет объемов образования отходов горного производства;
- расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ со держащихся в выбросах предприятий (ОНД 86);
- расчёт нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) загряз няющих веществ в поверхностные водные объекты со сточными водами;
- расчет величины предотвращенного ущерба в результате природо охранной деятельности от ухудшения и разрушения почв и земель;
- расчет платы за негативное воздействие на окружающую среду.
К слабо структурированных задачам можно отнести определение зо! оптимального размещения отходов в соответствии с имеющейся априорно информацией об их физико-химических свойствах и расположении экологи чески значимых зон, а также прогнозирование возможных аварийные ситуа ции и экономических затрат, связанных с их возникновением.
Для решения подобных задач используется системный анализ - систе ма поддержки принятия решений (рис. I)
Рис. I. Блок-схема механизма принятия решений
Важнейшим элементом механизма принятия решений является разработка обобщенного критерия оптимальности, позволяющего проводить всестороннюю оценку качества предложенных схем размещения отходов с учетом совокупности экологических, технологических и социально-экономических факторов.
Влияние экологического фактора предложено выражать следующим образом. Пусть Í2k (к = 1, 2, ... т) - произвольное количество выбранных в области 2J) экологически значимых зон: населенные пункты, зоны отдыха, резервуары питьевой воды и т.д. Требуется определить область размещения отходов с таким расчетом, чтобы загрязнение всех m зон £2к не превышало предельно допустимых значений (если такая область на 2¡> существует). Если такой области на 2J найти не удается, то формулируются такие ограничения на мощность выбросов (сбросов), при которых эта область появится.
Так как предполагается наличие нескольких значимых экологических зон £2к (к = I, 2,... т), требуется решить m сопряженных задач вида
Ypk=]dt\Pkç>(r,t)dG<Ck, (1)
о а,
где <p(r, t) - функция интенсивности загрязнения;
рк - величина, связанная с физиологическим воздействием промышленных отходов на область G;
Т~ рассматриваемый период времени;
С* - предельно допустимая норма загрязнения для области Í2k, и получить <p¡, (fa, ..., Çm для к экологически значимых зон. С помощью этих решений формируется m функционалов т
Ypk(r„) = Q\dt \<р(г,t)dr, к ~ 1, 2, ..., m (2)
в сл
где Q -мощность выбросов; и, соответственно, m ограничений Ypk(r0) <Ск,к = 1,2, ..., т.
Далее, для каждой зоны Í2k находится область возможного размещения отходов а>к. Пересечение всех областей а^ даст область со для размещения отходов, при котором будут соблюдены санитарные нормы загрязнения всех зон £2к. Следует заметить, что если при заданном Q область возможного размещения не существует, то, уменьшая Q, всегда можно добиться ее появления.
Следующим этапом является вычисление минимакса для точек М(гв) е G возможного размещения отходов:
ук (r0) = min тах Yк (г„). (3 )
Ме£„ к 1
откуда находится точка М0(г0).
Социально-экономический фактор предложено рассматривать как совокупность трех составляющих:
I) затраты на восстановление окружающей среды (отчисления на охрану здоровья людей, проживающих в рассматриваемой области);
2) затраты, связанные с уменьшением биомассы всех компонентов окружающей среды природной;
3) затраты, связанные с постоянным поддержанием продуктивности биоресурсов на заданном уровне.
Для каждой экологически значимой зоны £2к 0 обозначим через в;* затраты на восстановление здоровья людей в расчете на одного человека в год и на единичную концентрацию загрязняющего вещества у. Пусть Л^ - общая численность населения в данном регионе. Тогда стоимость восстановления здоровья людей в связи с загрязнением будет выражаться, как г
С}к=\(11 \а]^к(Р;{Шк . (4)
о С2к
Просуммировав это выражение по всем экологически значимым регионам, получим:
КР/ = £<-> (5)
к=1 к = /0 Ц,
или = \PlPjdE, (6)
о
где Р'р
*=/ *=/ >
(7)
О, вне области.
Для учета второй составляющей введем дифференциальные характеристики, описывающие потери компонента природной среды / в регионе с границей £<> в результате загрязнения отходом у в расчете на единицу площади в единицу времени единичной концентрации. Обозначим эту величину «/¿>у/, где п/(х,у) - плотность компонента природной среды в регионе 2«, Ьр- потеря этого компонента в расчете на единичную плотность. Тогда потери компонента природной среды / от загрязнения отходом с концентрацией де в регионе Ец за год определяется формулой:
Р9= )л ¡п.Ь^Х. (8)
о
Пусть Д - цена единицы компонента природной среды. Тогда стоимость потерь в результате загрязнения будет равна:
= }<" (9)
о г.
Просуммировав, Лц по всем компонентам, получим:
= \Pi9jdZ, (Ю)
а
где /У = ¿«/Айу/ , (П)
<р(х, у, z, t) - функция интенсивности загрязнения;
п,(х,у) - плотность компонента природной среды в регионе Ео,
Д- стоимость единицы компонента природной среды;
bji - потеря компонента природной среды в расчете на единичную
плотность.
Третья составляющая выражается как т
RKi = \di\Pi<PidI' с 2)
о z0
где Р> =i1plnlbjl, (13)
Ы!
/>/-стоимость мероприятий, направленных на восстановление единицы массы /-го компонента биосферы, угнетенного промышленными отходами, до первоначального уровня.
В результате для m различных компонентов токсичных примесей получим m функционалов: R = Rpj + Rhj + Rgj. После суммирования имеем:
Я = (1.4)
M
Обозначим через с,(г) стоимость размещения в точке г области Е0 отходов промышленного производства с номером /, через cik(r) - стоимость сооружения и эксплуатации коммуникационных линий в расчете на единицу кратчайшего расстояния между точкой г размещения /-го объекта и к-й экологически значимой зоной, а через rik(r) - совокупность таких расстояний. Рассмотрим функционал:
Ец(г) = ф) + сф) ■ rik(r), (15)
характеризующий стоимость сооружений /-го объекта размещения отходов и необходимых его связей с к-й экологически значимой зоной. Значение функционала возрастает по мере удаления точки расположения предприятия от охраняемой зоны. Суммируя по всем к и учитывая функционал R, приходим к единому функционалу:
ii(rJ = R(rll)+iEik(r0), (16)
*=/
линии уровней которого l(r) = const дают мам локализованную область, наиболее подходящую для размещения отходов минерального сырья.
В результате обобщенный критерий для оценки технических решений по оптимизации размещения отходов переработки минерального сырья будет выражаться следующим образом:
±Q„
Э =-р—-, (17)
VWTp + W
где Qp - экономический эффект от реализации (утилизации) отхода р; Ypk(r0) - показатель, учитывающий влияние экологического фактора от размещения отхода р в точке го\
ур - плата за размещение отходар;
/¡(г,)) - показатель, учитывающий влияние социально-экономического фактора 1-го объекта размещения отхода в точке г0.
Второе научное положение. Одним из важнейших условий оптимизации размещения отходов является выявления возможности возникновения аварийных ситуаций, приводящих к возникновению новых видов отходов, либо неплановому увеличению лимитируемых, а также выбор научно-обоснованных технических решения по их локализации. Анализ комплексной итерационной системы «горнопромышленное предприятие - отходы - окружающая природная среда» и существующих методов математического и компьютерного моделирования позволил сделать вывод о возможности применения модели бинарной бескоалиционной игры на множестве «человек -окружающая среда».
Разработанная модель базируется на следующих основных положениях:
1. Фиксируется список игроков УУ{"человек", "окружающая среда»}. Для каждого I е N задается множество поведенческих стратегий 5/. Профиль
стратегии - это набор по стратегии для каждого игрока, т.е. 5/у = 5.2.....
$„); это элемент декартового произведения = *,■ ел»У,\ Для каждого игрока указывается функция его выигрыша И/лУ,,-^?. В качестве функции к,- можно использовать рассмотренный выше обобщенный критерии оптимизации.
2. Строится дерево (граф) игры С, состоящее из конечного множества вершин (позиций) X и множества стрелок А с: X х X. Множество стрелок, выходящих из вершимых обозначается А(х). Кроме того, выделена «начальная» позиция (корень дерева). Предполагается, что, выходя из корня и двигаясь по стрелкам, можно достичь любой позиции и притом единственным образом.
2. Задается порядок ходов игроков. Вершина хеХ графа С назовем терминальной, если А(х)=0. Множество терминальных вершин обозначим Т. Порядок ходов зададим отображением г:Х\Т-аУ, где N - множество игроков. Для игрока геИ обозначим через X,- = т'(1) - множество позиций, «контролируемых» данным игроком.
3. Выполняется инициализация информации. Для каждого игрока < задается отображение ах:8„—>А(х), ставящее в соответствии каждой стрелке стратегию игры из множества 8.
4. Выигрыши. Для каждой термальной вершины 1сТ укажем вектор и(1)=(и,(0)еК'"". (-ая координата этого вектора специфицирует выигрыш, который получает игрок /, если игра заканчивается в позиции /.
Для оценки оптимального профиля стратегий лица, принимающего решения, предложен критерий ожидаемого значении.
Если х - случайная величина с дисперсией ОХ, , характеризующая ущерб, наносимый компонентам окружающей природной среды от размещения отходов, то среднее арифметическое х имеет дисперсию ОХ/п, где п -число слагаемых в л: . Следовательно, если ОХ уменьшается, и вероятность того, что д: близко к МХ, увеличивается. Следовательно, целесообразно ввести критерий, в котором минимизация ущерба от аварийных ситуаций сочетается с минимизацией его дисперсии.
Пусть требуется принять решение о необходимости проведения природоохранных мероприятий на объектах размещения отходов минерального сырья с целью минимизации вероятности возникновения аварийной ситуации. В случае если мероприятия будут производиться слишком часто, затраты на обслуживание будут большими при малых потерях из-за случайных аварий. Таким образом, необходимо найти вероятность того, что объект попадет в аварийную ситуацию в период времени г, что и составляет элемент «риска».
Математически это можно представить следующим образом. При возникновении аварийной ситуации на объекте размещения отходов производится устранение или локализация последствий загрязнения окружающей природной среды посредством выполнения перечня необходимых природоохранных мероприятий. Через Т интервалов времени выполняются профилактические мероприятия всех п объектах. Необходимо определить оптимальное значение Т, при котором минимизируются общие затраты на ремонт аварийных объектов и проведение профилактических мероприятий в расчёте на один интервал времени.
Пусть р, - вероятность возникновения аварийной ситуации на одном из объектов в момент I, а п, - случайная величина, равная числу объектов, вовлеченных в протекание сценария аварийной ситуации в тот же момент. Пусть далее С/ - затраты на мероприятия для устранения последствий аварийной ситуации и С2 - затраты на профилактические мероприятия одного объекта.
Применение критерия ожидаемого значения в данном случае оправдано, если объекты функционируют в течение большого периода времени. При этом ожидаемые затраты на один интервал составят
С^М(п,) + С2п
ЗТ= —^--(18)
Т
где М(п) - математическое ожидание числа объектов, вовлеченных в сценарий аварийной ситуации в момент/.
Т.к. пь t = 1...Т-1 - случайная величина, то ЗТ также случайная величина. п, имеет биномиальное распределение с M(nJ = пр, и D(nJ = np,(l-pj.
Следовательно,
Т-1
С,^М(п,) + С2п
D(3T) = D( -) = (п/Т)2 DCZn,) =
Г t*i
= rc;/r/gDn1 = cc,/7)2X"p,('-p1) =r«/r;V|p,-Zp,V. (i9)
г де С¡п = const.
Следовательно, искомым критерием будет минимум выражения М(ЗТ) + к D(3T) min.
Константу к можно рассматривать как уровень не склонности к риску, т.к. к определяет «степень возможности» дисперсии D(3T) по отношению к математическому ожиданию.
При к =/ получаем задачу:
M(,(T)) + D(,(T)) = n\
С С2 ! + _'„
' _1
т~' (с \2Т-1
,?,Чу] г <2°>
Третье научное положение.
Сложность процесса принятия решений по оптимизации размещения отходов горнопромышленного производства приводит в настоящее время к отсутствию единого подхода к моделированию. Существует множество слабо сочетаемых моделей, описывающих взаимодействие системы «человек отходы - окружающая природная среда». Таким образом, возникает необходимость разработать единую методику построения комплексной информационной модели принятия решений на базе геоинформационных систем. Такая «полимодель» позволит объединить разнородные данные и модели на единой географической основе, определить их взаимовлияние; исследовать функционирование, развитие под влиянием человеческой деятельности определенных пространственных систем (геосистем).
Проведенные исследования показали, что в большинстве пакетов прикладных программ, решающих экологические задачи, ГИС-компоненты используются лишь для отображения результатов модельных расчетов («Гарант-Универсал», «ЭОЛ-2000» и др.). Таким образом, задачи поиска оптимальных вариантов, расчет стратегий игроков в системе «человек - окружающая среда» требуют расширения функциональности программных пакетов за счет интеграции механизмов поиска и оптимизации на основе выбранных критериев оценки. Структура предложенной геоинформационной системы приведена на рис. 2.
Рис. 2. Структур;) гсоинформацноннон системы с интеграцией механизма припиши решения на основе экспертной системы
К основным особенностям данной структуры можно отнести следующее:
1. Введение дополнительного модуля проверки адекватности найденных схем на основе принятого обобщенного критерия оптимизации.
2. Унификация представления произвольного числа экологических, технологических и социально-экономических факторов, базирующихся на использовании следующих методах геоинформационпого моделирования:
- построения информативных карт (расчет уклона, экспозиция склонов, создание изолиний и карт видимости и т.д.);
- определение пространственных отношений (высокой корреляции между областями, вовлеченными в процесс размещения отходов);
- вычисление стоимости пути (создание стоимостной поверхности, вычисление по ней оптимальных коридоров и т.д.);
- построение карты пригодности с помощью комбинирования различны наборов данных.
3. Реализация технических решений и природоохранных мероприятий строится на основе базы экспертных знаний с рассчитанными эколого-экономическими показателями, эксперт (лицо, принимающее решение) имеет возможность вносить необходимые коррективы.
Логическая схема разработанной методики для оптимизации размещения отходов переработки минерального сырья представлена на рис. 3.
Рис. 3. Методика оптимизации размещения отходов горнопромышленного комплекса
Этап нахождения области возможного размещения отходов дополнительно предполагает наличие следующих обязательных условий:
- переклассификация наборов данных по общей условной шкале (например, 1-10) с заданием более высоких значений для более пригодных значений критерия;
- задание весов для наборов данных, которые наиболее важны в модели пригодности.
На основе разработанного программного комплекса «Расчет схем размещения отходов переработки минерального сырья» проведено моделирование на примере Дарасунского рудного поля, включающего три месторождения: Дарасун, Теремки, Талатуй. Структура горнодобывающих участков с указанием образующихся отходов основного производства, представлена на рис. 4. Характеристика накопления, размещения отходов представлена в таблице I.
ОАО «ДАРАСУНСКИЙ РУДНИК-
ОсПОМИК' II¡НИШИ)легки
'Галатуйскос месторождение |
| Тсрсмкинскос месторождение ~|
Дар асу иск ос месторождение
Талатуйсккй Шх, Т*-
карьер латуи
5 р £• °
Г
¡1 3 сх
5 8
Штольни №1
Шх. Терем к I
Шх. Юго-Западно»
Г
Шх.Цмгт-
ральная
Штольни №5
Шх. Восточна»
г~ ¡5 1 11
£ 2 О. £ 3 о.
г- С р О г1- Г О г-1-
ЗИФ | Обогатитсльная фабрика | концентрат Гндромст^ллургнчсский цех
хвосты промывки
коки цианиро»аним
Хкогтохраннпмщс 2-х, 3-я очерсцъ
Шламох ран клише
готовая продухния
Рис. 4. Блок-схема образования отходов основного производства Дарасунекою рудника
Таблица 1
Характеристика отходов основного производства
Объект Участок Вид отхода Класс опасности отхода Парамет Существующих (накопленных) ры Подлежащих размещению тыс. г/год
плоишь, м! масса, тыс. т
Дарасунское месторождение Шх. Восточная Пустая порода IV 56280 420,0 40,0
Шх. Центральная штольня 5 Пустая порода ¡V 8280 80,0 30,0
Шх. Юго-Западная Пустая порода IV 32380 500,0 27,0
Тсремкинское месторождение Шх. Теремки Пустая порода IV 18750 660,0 7,5
Талатуйское месторождение Шх. Талатуй штольня № 1 Пустая порода (V 15400 400,0 1050,0
Обогатительная фабрика Обог. фабрика № 2 Кеки 111 12200 100,0 75,0
Огарки IV 5760 50,0
Хвосторанилище 1 -я очередь Хвосты обогащения IV 105000 1250,0
2-я очередь 206000 1150,0 300,0
В качестве факторов оптимизации рассмотрены:
- модель рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере по методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86);
- модель фильтрации и переноса примесей;
-стоимостная модель пути при транспортировке отходов к месту возможного размещения;
- характеристика земель и стоимость для размещения отходов;
- санитарпо-защитные зоны нос. Вершиио-Дарасунский, пос. Верхние
Теремки.
В результате расчетов выявлены зоны, наиболее предпочтительные для размещения отходов с учетом вышеуказанных факторов (рис. 5).
ь
Рис. 5. '{омы оптимального размещения отходов горнопромышленного комплекса на территории Дарасунского рудника
Разработанный обобщенный критерий оптимальности и результаты моделирования с помощью разработанного программного комплекса исполь-| зовапы па стадии предпроектных и проектных работ для принятия экологически обоснованных решений по размещению отходов на Дараеунском руд-1 пике.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных исследований решена актуальная научно-практическая задача по разработке критериев геоинформационного моделирования рационального размещения отходов, имеющая существенное значение для охраны окружающей среды при добыче и переработке минерального сырья на предприятиях горнопромышленного комплекса. Основные выводы и рекомендации:
1. Разработан критерий, учитывающий совокупное влияние экологических, технологических и социально-экономических аспектов, позволяющий проводить всесторонний и качественный анализ предложенных схем размещения отходов на базе геоинформационного моделирования.
2. Установлено, что влияние аварийных ситуаций на выбор и обоснование оптимальных схем размещения отходов может прогнозироваться по модели бинарной бескоалиционной игры в системе «человек - окружающая среда», что позволяет научно обоснованно принимать решения по снижению негативного воздействия на компоненты окружающей природной среды
3. Разработан критерий ожидаемого значения, позволяющий оценивать стоимость стратегий участников при моделировании протекания аварийных ситуаций на объектах размещения отходов.
4. Решена оптимизационная пространственная задача размещения отходов при наличии произвольного количества действующих факторов.
5. Предложена методика обоснованного принятия решений по размещению отходов на основе использования геоиперормационного моделирования.
6. Разработан программный комплекс, обеспечивающий построение оптимальных схем размещения отходов горнопромышленного комплекса с возможностью задания произвольного числа действующих факторов.
8. Выполнена сравнительная эколого-зкономичсская оценка текущего размещения отходов переработки минерального сырья на территории Дара-сунского рудника (пос. Всршино-Дараеунский) и схемы, полученной с использованием разработанного программного комплекса. Результаты моделирования позволили заключить, что действующая схема размещения отходов в целом соответствует реализованной модели. Неудовлетворительным можно считать размещение огарков и кеков цианирования в районе расположения обогатительной фабрики, что не соответствует условиям санитарно-защитной зоны пос. Вершино-Дарасунский.
Предлагаемые методы оптимизации и реализующий их программный комплекс используются на стадии предпроектных и проектных работ при проектировании обогатительных фабрик, а также в учебном процессе по курсу «Проектирование обогатительных фабрик» и выполнении курсовых и дипломных проектов (раздел «Охрана окружающей среды»).
Полученные в работе результаты рекомендуются к дальнейшему использованию при проведении научных исследований с целью получения новых практических знаний по геоэкологическим системам горнопромышленного комплекса. В частности, дальнейшему исследованию подлежат:
- детальная разработка критериев учета технологических факторов для оценки оптимальности схем размещения отходов;
- учет влияния на процесс оптимизации возможности утилизации и вовлечения отходов во вторичную переработку;
- установление корреляционной связи между физико-химическими свойствами отходов, технологией их образования и особенностям схем размещения;
- разработка базы экспертных знаний для реализации стратегий моделирования протекания аварийных ситуаций.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Статьи из периодических сборников
1. Гончаров, Д.С. Использование геоинформационного моделирования в решении задачи принятия решений но оптимальному размещению отходов горнопромышленного производства на территории Дарасунского рудного поля // Горный информационно-аналитический бюллетень (науч.-техн. журнал) Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). M., 2007. № 6.-C. 347-351.
2. Мязин, В.П. Оценка воздействия на компоненты природной среды при строительстве опытно-промышленной установки кучного выщелачивания золота Лпрслковского рудного поля / В.П. Мязин, В.И. Мязина, С.Г. Косарев, Д.С. Гончаров // Горный информационно-аналитический бюллетень (науч.-тсхн. журнал) Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal) M, 2006.П.-C. 140-148
3. Мязин, В.П. Экологические проблемы при освоении и реконструкции Дарасунского рудника / В.П. Мязин, В.И. Мязина, Н.Б. Насоловец, П.А. Добрынина, Д.С. Гончаров // Вестник Читинского государственного ун-та. - Чита, 2005. -№ 34. С. 79-87.
Статья из журнала
4. Гончаров, Д.С. Разработка информационно-математической модели размещения и утилизации отходов горнопромышленного производства на территории Дарасунского рудного поля // Обогащение руд. - 2006. ~№ 2. - С. 40-44.
Статьи из материалов конференций, семинаров и т.д.
5. Гончаров, Д.С. Анализ обобщенного экономического критерия в решении задачи оптимизации размещения отходов горнопромышленных предприятий / Д.С. Гончаров, В.П. Мязин // Всероссийская школа-семинар молодых ученых «Современные методы переработки минерального сырья» (Леоновские чтения, июнь 2004 г.): мат-лы. Иркутск: ИрГГУ, 2004. С.207-212.
6. Гончаров, Д.С. Использование методов теории принятия решения для обоснования размещения и захоронения отходов горнопромышленного производства на территории Дарасунского рудника // 3-я иауч.-практ. конф «Забайкалье па пути к устойчивому развитию: ресурсы экология, управление»: мат-лы конф. - Чита: Читинсикй гос. тех. университет, 2003.
7. Гончаров, Д.С. К разработке геоинформационной модели для оптимизации размещения отходов горнопромышленного производства. // Всероссийская школа-семинар молодых ученых «Современные методы переработки минерального сырья» (Леоновские чтения, июнь, 2006 г.): мат-лы. - Иркутск: ИрГ ГУ, 2006.
8. Гончаров, Д.С. Прогнозирование аварийных ситуаций при размещении отходов горнопромышленного производства Дарасунского рудника с использованием методов теории игр / Д.С. Гончаров, В.П. Мязин //// V конгресс обогатителей стран СНГ: мат-лы. М.: МИСиС, 2005. Т. 1. С. 169-176.
Лицензия ЛР № 020525 ог 02.06.97 Подписано в печать 10.11.2009 г. Формат 60x84 1/16 Усл.иеч. л.2 Тираж 100 экз. Заказ №108 Читинский государственный университет Ул. Алексапдро-Заводская, 30, г. Чита, 672039 РИК ЧитГУ
Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гончаров, Денис Сергеевич
Введение.
1. Современное состояние и уровень изученности вопроса управления отходами горнопромышленного комплекса.
1.1. Анализ теоретических аспектов управления отходами
1.2. Анализ образования отходов и объектов их размещения с позиции оценки влияния на окружающую природную среду.
1.3. Обзор современных методов и критериев оценки техногенного воздействия отходов на ОПС
1.3.1. Критерии оценки влияния отходов на качество водных объектов.
1.3.2. Критерии оценки влияния отходов на состояние воздушного бассейна
1.3.3. Комплексные критерии оценки влияния отходов на компоненты окружающей природной среды
1.3.4. Социально-экономические критерии оценки техногенного воздействия отходов
1.4. Системное моделирование техногенных воздействий горнопромышленных предприятий на окружающую среду.
1.5. Цели и задачи исследований
2. Обоснование обобщенного критерия оценки рациональных схем размещения отходов горнопромышленного производства
2.1. Исследование задачи рационального размещения отходов с позиций методологии системного анализа.
2.2. Разработка обобщенного критерия оценки схем размещения отходов.
2.2.1. Учет влияния экологических факторов
2.2.2. Учет влияния социально-экономических факторов
2.2.3. Определение комплексного интегрального критерия.
2.3. Выводы по главе
3. Разработка модели учета протекания аварийных ситуаций на объектах размещения отходов
3.1. Основные положения разработки систем прогноза аварийных ситуаций
3.2. Анализ моделей и методик, применяемых в прогнозирующей системе.
3.2.1. Модели распространения вредных веществ в атмосфере
3.2.2. Модели распространения вредных веществ в водных средах.
3.2.3. Прогнозные методики загрязнения при авариях на объектах, обладающих высокой химической опасностью.
3.4. Совместная оценка фактора «безопасность — эффективность» в системе прогноза
3.5. Обоснование использования модели бинарной бескоалиционной игры в прогнозировании аварийных ситуаций .^.
3.6. Оценка критерия «ожидаемое значение - дисперсия» при выборе оптимальных стратегий в условиях риска
3.7. Выводы по главе
4. Методика геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса
4.1. Основные положения и особенности предложенной методики геоинформационного моделирования размещения отходов
4.2. Обоснование и выбор алгоритма оптимального размещения объектов.
4.2.1. Общая постановка задачи.
4.2.2. Анализ алгоритмов размещения с минимальной стоимостью связывающих сетей
4.3. Механизм логического вывода и представления компонентов базы знаний в объектно-ориентированной ГИС.
4.3.1. Структура хранения продукционных правил.
4.3.2. Структура хранения индукционных деревьев решений и алгоритм работы логического вывода
4.4. Выводы по главе.
5. Геоинформационное моделирование рационального размещения отходов горнопромышленного производства на территории Вершино-Дарасунского рудника.
5.1. Характеристика предприятия как источника образования отходов.
5.2. Характеристика отходов основного производства
5.2.1. Отвальные вскрышные породы Вершино-Дарасунского рудника.
5.2.2. Хвосты обогащения и кеки цианирования ЗИФ
5.3. Обоснование объемов образования и накопления отходов основного производства
5.4. Оценка воздействия отходов на окружающую природную среду.
5.5. Методика построения рациональной схемы размещения отходов на территории Вершино-Дарасунского рудника
5.6. Выводы по главе.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Критерии геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса"
Актуальность работы. Задача рационального размещения отходов добычи и переработки минерального сырья является важным элементом в структуре управления природно-технической системой горнопромышленных предприятий. В настоящее время в целом по стране утилизируется не более 5-10 % отходов в различных отраслях строительства и промышленности. Оставшееся количество хранится в отвалах без использования. Рост числа разрабатываемых месторождений, развитие производства и потребительского рынка диктует дальнейшее увеличение количества складируемых отходов.
Постоянное накапливание отходов горного производства приводит к отторжению значительных территорий и формированию огромных складированных, искусственно созданных минеральных масс, образующих техногенные месторождения. За многолетний период использования сырьевых ресурсов края накоплено свыше 840 млн. т. складируемых отходов. Общая площадь отторжения земель составляет более 4.0 тыс. га, из них 1285,1 га приходится на площадь всех хвосто-хранилищ. Токсичные отходы горного производства, которые размещены на территории Забайкальского края, содержат 133,5 тыс. т свинца, около 4,5 тыс. т мышьяка, 192,3 тыс. т цинка, 146 тыс. т серы, 690 т висмута, около 480 т кадмия, 24,0 тыс. т молибдена. Наличие этих химических соединений, находящихся в поверхностных хранилищах, предопределили их как экологически опасные, относящиеся к первому классу опасности. Наибольшую опасность представляют хво-стохранилища, которые находятся в непосредственной близости от рудничных поселков. В этой связи проектирование объектов горнопромышленного комплекса должно проводиться с учетом минимального негативного воздействия складируемых отходов на окружающую среду.
В мировой научной теории и практике исследованием экологических последствий антропогенного воздействия начали активно заниматься с 60-х годов прошлого века. Большой вклад в решение экологических проблем при развитии минерально-сырьевого комплекса в нашей стране внесли академики
В.И.Вернадский, К.Н.Трубецкой, В.И.Осипов, Б.Н.Ласкорин, М.И.Агошков, доктора технических наук Н.В.Демин, М.Е.Певзнер, Л.А.Барский, В.П.Мязин и др. Некоторые аспекты моделирования размещения отходов минерального сырья затронуты в работах Г.И.Марчука, В.И.Кузина, А.Е.Алояна. Однако для всесторонней оценки вариантных схем рационального размещения отходов потребовалась разработка обобщенного критерия, позволяющего учитывать совокупность взаимосвязанных, экологических, технологических и социально-экономических факторов. Кроме того с развитием информационных технологий возникает необходимость создания механизма обоснованного принятия решения по рациональному размещению отходов на основе геоинформационного моделирования. В настоящее время не существует унифицированных программных средств для специализированного геоэкологического анализа, отсутствует единая методика построения теоретически обоснованных и хорошо согласующихся с реальными данными вычислительных моделей. Решению этой актуальной научно-практической задачи посвящена диссертация.
Объект исследования - складируемые отходы добычи и переработки минерального сырья горнопромышленного комплекса (Вершино-Дарасунский рудник).
Предмет исследования — критерии оценки и методики геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного производства.
Основная идея работы заключается в системном подходе к изучению влияния отходов горнопромышленного комплекса на компоненты системы «человек — окружающая природная среда».
Целью работы является разработка критериев геоинформационного моделирования рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса.
Задачи исследования:
1. Обоснование и разработка обобщенного критерия для оценки оптимальности вариантных схем размещения отходов на основе анализа образования и накопления отходов и их влияния на компоненты окружающей природной среды.
2. Разработка модели протекания аварийных ситуаций на объектах горнопромышленного комплекса для научно-обоснованного принятия решений по рациональному размещению отходов на основе анализа используемых математических моделей.
3. Разработка методики оптимизации размещения отходов с использованием геоинформационного моделирования на основе сравнительной оценки используемых программных продуктов и разработанного программного комплекса.
Фактический материал и методы исследований. В диссертационной работе использованы материалы «Проекта реконструкции горно-обогатительных и металлургических производств по добыче золота из запасов руд месторождений Дарасунское, Теремки и Талатуй» (ОАО «Институт Иргиредмет») и «Оценки воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений Дарасунское, Теремки и Талатуй» (ООО «Экосервис»)
Применен комплекс методов исследований: определение химического состава руд с использованием рентгенофлюо-рисцентного анализа на аппарате PW-1404 фирмы «Филипс»; минералогический анализ руд с использованием оптических, шлиховых и иммерсионных методов; определение гранулометрического и минералогического состава пустых пород по материалам НИР филиала ВНИПИгорцветмет; определение качества шахтных и сточных вод объектов горнопромышленного комплекса (Вершино-Дарасунский рудник, пос. Вершино-Дарасунский Читинской области) с использованием химического анализа в лаборатории ФГУ Госсаэпиднадзора Читинской области; патентно-информационный анализ; теоретические исследования с применением численных методов прикладной математики, математической статистики, теории принятия решений;
- геоинформационного моделирования на ПЭВМ с использованием программных продуктов «Атмосфера» (ООО «Интеграл»), ArcGIS (ESRI Inc), Oasis Montaj (Geosoft Inc.).
Научные положения, представляемые к защите:
1. Выбор и обоснование схемы рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса базируется на использовании обобщенного критерия оптимальности, учитывающего системную совокупность взаимосвязанных экологических, технологических и социально-экономических факторов.
2. Геоинформационное моделирование рационального размещения отходов с учетом аварийных ситуаций, основанное на модели бинарной бескоалиционной игры в системе «человек - окружающая среда», позволяет научно обоснованно принимать решения по снижению негативного воздействия на компоненты окружающей природной среды.
3. Методика рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса, основанная на использовании геоинформационных моделей, учитывает (в отличие от известных) набор взвешенных параметров оптимизации с включением экспертных систем для оценки вариантных решений.
Научная новизна работы:
Предложен обобщенный критерий оценки вариантных схем размещения отходов горнопромышленного комплекса, позволяющие проводить всесторонний и качественный анализ предложенных схем размещения на базе геоинформационного моделирования с учетом совокупности экологических, технологических и социально-экономических факторов.
Разработана модель бинарной бескоалиционной игры в системе «человек -окружающая природная среда» для учета протекания аварийных ситуаций на объектах размещения отходов, позволяющая улучшить качество моделей за счет учета динамики изменения факторов оптимизации на основе экспертных знаний.
Предложен критерий ожидаемого значения, позволяющий проводить оценку стратегий при реализации модели протекания аварийных ситуаций с возможностью выбора стратегии, исходя из минимизации рисков и оптимизации выполнения природоохранных мероприятий.
Разработана методика определения оптимальных схем размещения отходов на основе геоинформационного моделирования и теории принятия решений, предлагающая универсальный подход для решения оптимизационной задачи с произвольным количеством факторов.
Достоверность результатов проведенных исследований, обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждается: достаточным объемом экспериментальных данных, обеспечивающих адекватность моделей реальным условиям; проведением анализов проб в аккредитованных лабораториях Российской Федерации; удовлетворительной сходимостью результатов полученных интерполяционных моделей с результатами геостатистических методов оценки действующих схем размещения отходов; апробацией материалов проекта «Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Талатуй.
Практическая значимость и реализация результатов работы:
1. Решена многофакторная задача оптимизации размещения отходов, предполагающая учет произвольного числа параметров для описания ограничений проектных схем.
2. Разработанная структура геоинформационной системы рационального размещения отходов горнопромышленного комплекса представляет собой прототип системы комплексной обработки геоэкологической информации, наиболее важным отличием которого является возможность конструирования экспертной системы самим специалистом-прикладником.
3. Создан программный комплекс для поиска оптимальных схем размещения отходов с возможностью использования произвольного количества взвешенных критериев оптимизации.
4. С использованием разработанного программного комплекса даны рекомендации по размещению отходов горнопромышленного производства на территории Вершино-Дарасунского рудника.
5. Разработаны методические рекомендации по использованию геоинформационного моделирования в решении задачи оптимального размещения отходов минерального сырья по учебным дисциплинам «Проектирование обогатительных фабрик», а также при написании раздела «Охрана окружающей среды» в курсовых и дипломных проектах, магистерских диссертаций.
Личный вклад автора теоретические исследования выбора математических моделей воздействия отходов на компоненты окружающей природной среды и оценка эффективности их применения; выполнение математического моделирования с разработкой программных алгоритмов на ПЭВМ;
- установление закономерностей, сделанных выводов и рекомендаций на основании проведенного геоинформационного моделирования на горнопромышленном объекте Вершино-Дарасунский рудник;
- участие в качестве соавтора в проекте «Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Талатуй»
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждены на научно-технических совещаниях и конференциях: «Неделя Горняка - 2004» (г. Москва, январь-февраль 2004 г.), международная конференция «Плаксинские чтения — 2005» (г. Санкт-Петербург, сентябрь 2005 г.), V конгресс обогатителей стран СНГ (г. Москва, март 2005 г.), конференция «Лео-новские чтения — 2004» (г. Иркутск, июнь 2004 г.), конференция «Леоновские чтения — 2006» (г. Иркутск, июнь 2006 г.), Научно-техническая конференция Горного института (г. Чита, апрель 2003 г.).
Публикации. Основные научные положения выполненных исследований опубликованы в 8 работах (из них в изданиях, рекомендованных ВАК — 3) и в одном учебном пособии. Оформлена заявка на получение свидетельства о регистрации программного средства федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 160 е., состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемой литературы (161 наименований), из 27 таблиц, 30 рисунков, приложений.
Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Гончаров, Денис Сергеевич
5.7. Выводы по главе
1. Рассмотрен горнопромышленный объект Вершино-Дарасунский рудник как источник образования отходов. К отходам основного производства отнесены вскрышные породы, хвосты флотации ЗИФ, кеки цианирования гидрометаллургического передела. Дана характеристика отходов и обоснование их образования и накопления. Выполнен расчет класса опасности для окружающей природной среды: вскрышные породы и хвосты обогащения отнесены к IV-му, кеки цианирования - к Ш-му классу опасности.
2. Проведена оценка техногенного воздействия отходов на компоненты окружающей природной среды. По данным химического анализа поверхностных и шахтных вод установлено превышение содержания загрязняющих ингредиентов по сравнению с нормативами ПДК. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух на объектах размещения отходов находятся в допустимых пределах. Размер платы за перевод лесных земель в нелесные земли и изъятие земель лесного фонда составил 4747,9 тыс. руб. Величина ущерба, наносимого рыбным запасам (по ценам и коэффициентам, действующим на 2002 г.) - 187024,7 руб.
3. Проведено моделирование размещения отходов Вершино-Дарасунского рудника с использованием разработанного программного комплекса «расчет рациональных схем размещения отходов горнопромышленного комплекса» (WasteScheme) по ряду основных эколого-экономических факторов. Интерполяция данных осуществлялась по методу криггинга с коэффициентом корреляции R = 0,8. По облаку взаимной ковариации проведено сравнение схемы действующего размещения отходов и схемы, полученной в результате работы программного комплекса. Степень взаимного соответствия составила R = 0,76, что позволяет сделать вывод о приемлемости действующей схемы. Неудовлетворительным можно считать размещение огарков и кеков цианирования в районе расположения обогатительной фабрики, что не соответствует условиям санитарно-защитной зоны пос. Верши-но-Дарасунский.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных исследований решена актуальная научно-практическая задача по разработке критериев геоинформационного моделирования рационального размещения отходов, имеющая существенное значение для охраны окружающей среды при добыче и переработке минерального сырья на предприятиях горнопромышленного комплекса. Основные выводы и рекомендации:
1. Разработан критерий, учитывающий совокупное влияние экологических, технологических и социально-экономических аспектов, позволяющий проводить всесторонний и качественный анализ предложенных схем размещения отходов на базе геоинформационного моделирования.
2. Установлено, что влияние аварийных ситуаций на выбор и обоснование оптимальных схем размещения отходов может прогнозироваться по модели бинарной бескоалиционной игры в системе «человек - окружающая среда», что позволяет научно обоснованно принимать решения по снижению негативного воздействия на компоненты окружающей природной среды
3. Разработан критерий ожидаемого значения, позволяющий оценивать стоимость стратегий участников при моделировании протекания аварийных ситуаций на объектах размещения отходов.
4. Решена оптимизационная пространственная задача размещения отходов при наличии произвольного количества действующих факторов.
5. Предложена методика обоснованного принятия решений по размещению отходов на основе использования геоинформационного моделирования.
6. Разработан программный комплекс, обеспечивающий построение оптимальных схем размещения отходов горнопромышленного комплекса с возможностью задания произвольного числа действующих факторов.
8. Выполнена сравнительная эколого-экономическая оценка текущего размещения отходов переработки минерального сырья на территории Дарасунского рудника (пос. Вершино-Дарасунский) и схемы, полученной с использованием разработанного программного комплекса. Результаты моделирования позволили заключить, что действующая схема размещения отходов в целом соответствует реализованной модели. Неудовлетворительным можно считать размещение огарков и кеков цианирования в районе расположения обогатительной фабрики, что не соответствует условиям санитарно-защитной зоны пос. Вершино-Дарасунский.
Предлагаемые методы оптимизации и реализующий их программный комплекс используются на стадии предпроектных и проектных работ при проектировании обогатительных фабрик, а также в учебном процессе по курсу «Проектирование обогатительных фабрик» и выполнении курсовых и дипломных проектов (раздел «Охрана окружающей среды»).
Полученные в работе результаты рекомендуются к дальнейшему использованию при проведении научных исследований с целью получения новых практических знаний по геоэкологическим системам горнопромышленного комплекса. В частности, дальнейшему исследованию подлежат: детальная разработка критериев учета технологических факторов для оценки оптимальности схем размещения отходов; учет влияния на процесс оптимизации возможности утилизации и вовлечения отходов во вторичную переработку; установление корреляционной связи между физико-химическими свойствами отходов, технологией их образования и особенностям схем размещения; разработка базы экспертных знаний для реализации стратегий моделирования протекания аварийных ситуаций.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гончаров, Денис Сергеевич, Чита
1. Авдошин, С.М. Математичсекие аспекты синтеза вычислительных сред. / С.М. Авдошин, В.В. Белов, В.П. Маслов. -М.: МИЭМ, 1984.
2. Адеева, А.Н. Научные практические основы экологических технологий комплексной переработки производственных отходов в крупном промышленном регионе: автореф. дисс.канд. техн. наук. — Омск, 2002. -24 с.
3. Акимов, В.А. Катастрофы и безопасность / В.А. Акимов, В.А. Владимиров, В.И. Измалков; МЧС России. М.: Деловой экспресс, 2006. - 392 с.
4. Акимов, В.А. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. / В.А. Акимов, В.Д. Новиков, Н.Н. Радаев. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. - 344 с.
5. Александров, Е.А. Основы теории эвристических решений. / Е.А. Александров. -М.: Сов. Радио, 1975.
6. Алесинская, Т.В. Основы логистики. Общие вопросы логистического управления: Учебное пособие. / Т.В. Алесинская. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.
7. Алоян, А.Е. Численная модель переноса примесей в пограничном слое атмосферы. / А.Е. Алоян, Д.Л. Йорданов, В.В. Пененко // Метеорология и гидрология. 1981. -№ 1. - С. 32-43.
8. Андерсон, Т. Введение в многомерный статистический анализ. / Т. Андерсон.-М.: Физматиз, 1963.
9. Аникеева, JI.В. Оценка техногенного загрязнения тяжелыми металлами почв территории поселка Вершино-Дарасунский: Информационный отчет / Л.В. Аникеева и др.. Чита: СИАК, 2003.
10. Апраушева, Н.Н. Элементарный курс теории принятия решений: научное издание / Н.Н Апраушева. М.: Вычислительный центр РАН, 2000
11. Арнольд, В.И. Теория катастроф. / В.И. Арнольд. М.: Едиториал УРСС, 2004. - 128 с.
12. Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду и размещение отходов. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы. -М., 1992.
13. Благоустройство и очистка населенных мест. Санитарнве правила содержания территорий населенных мест. М.: Минздрав СССР, 1988.
14. Бокс, Д. Сущность технологии СОМ. / Д. Бокс — СПб.: Питер, 2001. 400 с.
15. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов. М.:Златоуст, 2000.
16. Бурков, В. Н. Метод сетевого программирования / В.Н. Бурков, И.В. Буркова // Проблемы управления. 2005. - № 3. — С. 23-29.
17. Быков, А.А. Моделирование природоохранной деятельности: Учебное пособие / А.А. Быков. Москва, Изд-во НУМЦ Госкомэкологии России, 1998 г.-182 с.
18. Варфоломеев, И.В. Представление и обработка пространственных данных в ГИС: Методические указания / И.В. Варфоломеев, А.С. Савельев — Красноярск: КГТУ, 2001.
19. Вернадский, В.И. Биосфера / В.И. Вернадский М. : Изд-во АН СССР, 1960.-Т. 5.-540 с.
20. Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера. / В.И. Вернадский М.: Айрекс-Пресс, 2003. — 576 с.
21. Волынкина, Е.П. Теоретические аспекты управленяи отходами. // 2-я международная научно-практическая конф. «Управление отходами — основа восстановления экологиеского равновесия в Кузбассе»: сборник докладов. КРО РЭА 2008. - С. 84-97.
22. Воробейчик, E.JI. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). / E.JI. Воробейчик, О.Ф.Садыков, М.Г.Фарафонтов. Екатеринбург: Наука, 1994.
23. Воробьев, Н.Н. Бескоалиционные игры. / Н.Н. Воробьев. -М.: Наука, 1984.
24. Временная отраслевая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценка экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. — М., 1987. — 58 с.
25. Временные правила охраны окружающей среды от отходов производства и потребления в Российской Федерации (утв. Минприроды России 21.07.94, действие продлено письмом Минприроды России от 19.12.94).
26. Гасс, С. Линейное программирование. / С. Гасс. -М.: Наука, 1963.
27. Глухов, В.В. Экономические основы экологии / В.В. Глухов, Т.В. Лисочкина, Т.П. Некрасова. СПб.: Спец. лит., 1997. — 304 с.
28. Говорушко, С.М. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду. / С.М. Говорушко. Владивосток: Дальнаука, 1999.
29. Гончаров, Д.С. Разработка информационно-математической модели размещения и утилизации отходов горнопромышленного производства на территории Дарасунского рудного поля // Обогащение руд. — 2006. — № 2. — С. 40-44.
30. Горное дело и охрана окружающей среды / М.Е. Певзнер, А.А. Малышев, А.Д. Мельков, В.П. Ушань -М.: Изд-во МГГУ, 1997. 152 с.
31. ГОСТ 30773-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы технологического цикла. Основные положения (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 28 декабря 2001 г. N 607-ст).
32. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения (введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 28.12.2001 N 607-ст).
33. ГОСТ 30774-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Паспорт опасности отходов. Основные требования (введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 28.12.2001 N 607-ст).
34. ГОСТ Р 51769-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Документирование и регулирование деятельности по обращению с отходами производства и потребления. Основные положения (принят Постановлением Госстандарта РФ от 28.06.2001 N 251-ст)
35. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды в Читинской области за 2003 г. Чита: КПР по Читинской области, 2004. - 165 с.
36. Данилов-Данильян, В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устой-чи-вое развитие. / В.И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев. — М.: Прогресс-Традиция, 2000. 416 с.
37. ДеМерс. Географические информационные системы. Основы: пер. с англ. / ДеМерс, Н. Майкл. -М.: Изд-во Дата+, 1999. 490 с.
38. Дюбин, Г.Н. Введение в прикладную теорию игр. / Г.Н. Дюбин, В.Г. Суздаль-М.: Наука, 1981.
39. Жак, С.В. Решение некоторых задач геометрического размещения модифицированным методом ветвей и границ / С.В. Жак, А.Б. Зинченко. // Математическо обеспечение АСУП: тез. докл. Второго Всеросс. семинара. -М.:ИПУ, 1979.-С. 27-28
40. Живоглядов, В.П. Геоинформационные системы как инструмент анализа и принятия управленческих решений / В.П. Живоглядов, Л.Д. Вейс // Проблемы математики и информатики: мат-лы конф. Бишкек, 2000. - Т. 3
41. Зилов, В.Г. Элементы информационной биологии и медицины / В.Г. Зилов, К.В. Судаков, О.И. Эпштейн. М.: МГУЛ, 2001. - 36 с.
42. Зиновьев, А.Ю. Визуализация многомерных данных / А.Ю. Зиновьев. — Красноярск, 2000, 168 с.
43. Зинченко, А.Б. Локальный алгоритм для задачи размещения // Автоматизация архитуктурно-строительного проектирования промышленных предприятий. Ростов-на-Дону: РИСИ, 1986. - С. 136-141
44. Зобова, Д.М. Разрешения на размещение отходов: практика и законодательство. // Экология производства — 2004. — № 5. — М.: Отраслевые Ведомости. С.80-82.
45. Инженерно-геологический и геофизический мониторинг природных объектов и инженерных сооружений / Под ред. А.В. Николаева. — М.: ГНТП «Безопасность», 1998. 102 с.
46. Исследование подходов, разработка методик и компьютерная реализация базовых моделей для анализа радиационной обстановки при попадании радионуклидов в гидрологическую сеть — М.: ИБРАЭ РАН, 1993.
47. Кадастр техногенных скоплений горнорудных предприятий Читинской области / Разраб.: В.П. Васильев, Ю.Ф. Харитонов, Н.А. Шелопугина. — Фондовые материалы ЗабНИИ, 1998.
48. Кантаржи, И.Г. Системный анализ и моделирование в инженерной экологии: Учебное пособие / И.Г. Кантаржи и др. — М.: МГТУ «Станкин», 2001.-77 с.
49. Карнадская, Н.Л. Принятие управленческого решения: Учебник для вузов. / Н.Л. Карнадская М.: ЮНИТИ, 1999.
50. Коглер, В. Перечислительные и итерационные алгоритмы / В. Ког-лер, К. Штиглиц // Теория расписаний и вычислительные машины. — М.: Наука, 1984.-С. 249-317
51. Козырев, О.Р. Теория обработки экономической информации / О.Р.Козырев и др. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет, 2000. — 178 с.
52. Коновалова, Н.В. Введение в ГИС: Учебное пособие. Изд. 2-е испр. и доп. / Н.В.Коновалова, Е.Г.Капралов. -М., 1997.
53. Концепция национальной безопасности Российской Федерации: утверждена Указом Президента Российской Федерации от 17.12.1997 1997 года № 1300.
54. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской федерации: № МДС 13-8.2000.
55. Корбут, А.А. Дискретное программирование / А.А. Корбут, Ю.Ю. Финкельштейн. -М.: Наука, 1969.
56. Котельников, A.M. Окружающая среда и устойчивое развитие Читинской области / A.M. Котельников и др. Новосибирск: Наука, 1995. -248 с.
57. Кошкарев, А.В. Региональные геоинформационные системы. / А.В. Кошкарев, В.П. Каракин. — М.: Наука, 1987
58. Кошкаров, А.В. Геоинформатика. / А.В. Кошкаров, B.C. Тикунов. — М: Картгеоцентр: Геоиздат, 1993.
59. Краснощеков, А.Н. Геоинформационные системы в экологии / А.Н. Краснощеков, Т.А. Трифонов, Н.В. Мищенко. Владимир: Владим. гос. ун-т, 2004.-152 с.
60. Кристофидес, Н. Теория графов: алгоритмический подход. / Н. Кри-стофидес. -М.: Мир, 1978.
61. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды: Утв. приказом Ml IP России от 15 июня 2001 г. № 511.-М., 2001.-9с.
62. Ласкорин, Б.Н. Безотходная технология переработки минерального сырья. Системный анализ. / Б.Н. Ласкорин, Л.А. Барский, В.З. Персиц. — М.: Недра, 1984.-334 с.
63. Лионис, Ж.-Л. Оптимальное управление системами, описываемыми уравнениями с частными производными. / Ж.-Л. Лионис. М.: Мир, 1972
64. Лопатина, Е.Б. Оценка природных условий жизни населения. / Е.Б.Лопатина, О.Р.Назаревский. — М.: Наука, 1972.
65. Льюс, Р. Игры и решения. Введение в критический обзор / Пер. с англ. под ред. Н.Н.Воробева. / Р. Льюс, Г. Райфа М.: ИЛ, 1961.
66. Люгер, Д.Ф. Искусственный интеллект: стратегия и методы решения сложных проблем: пер. с англ. / Д.Ф. Люгер. — М.: Вильяме, 2003. — 863 с.
67. Маргалеф, Р. Облик биосферы. / Р.Маргалеф М.: Наука, 1992.215 с.
68. Марчук, Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1982
69. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики: 4-е изд. / Г.И. Марчук. -М.: Наука, 1989
70. Марчук, Г.И. Окружающая среда и проблемы оптимизации размещения предприятий // ДАН СССР. 1976. - № 5. - С. 1056-1059
71. Марчук, Г.И. Сопряженные уравнения и анализ сложных систем. / Г.И. Марчук. -М.: Наука, 1992
72. Маршалл, В. Основные опасности химических производств. / В. Маршалл. -М.: Мир, 1989.
73. Мещеряков, С.В. Новые технологии в сфере обращения с отходами. / С.В. Мещеряков, О.А. Хлебинская. // Экология производства. 2005. - № 1. -С. 30-36.
74. Милованов, А.В. Очистка сточных вод предприятий цветной металлургии. / А.В. Милованов. М., 1971. - 115 с.
75. Милютин, А.Г. Охрана недр и рациональное недропользование при горных, горно-разведочных и буровых работах / А.Г. Милютин, А.К. Порцев-ский, И.С. Калинин // Учебное пособие. — М.: Московский государственный открытый университет, 2005. — 150 с.
76. Михайлютина, С.И. Комплексная эколого-геохимическая оценка загрязнения тяжелыми металлами компонентов природной среды горнорудных поселений Восточного Забайкалья: автореф. дисс.канд. техн. наук. — Иркутск, 2007. 24 с.
77. Моисеев, B.C. Общая математическая модель задачи оптимального размещения объектов / B.C. Моисеев, B.C. Сотников. // Вестник Казан, гос. техн. ун-та им. А.Н. Туполева. 2000 - № 3. - С. 31-35.
78. Моудер, Дж. Исследование операций: модели и применения. / Дж. Моудер, С. Элмаграби. -М.: Мир, 1981. Т. 2
79. Мязин, В.П. Обоснование и разработка природоохранной концепции обращения с отходами горнопромышленного комплекса Читинской области / В.П. Мязин, Д.В. Ходкевич, В.И. Мязина // Вестн. МАНЭБ: Спец. вып. СПб. - 2000. - № Ю. - С.83-90.
80. Мязин, В.П. Проектирование горно-обогатительного производства (Охрана окружающей среды): Учеб. пособие. / В.П. Мязин, В.И. Мязина, Н.Б. Насоловец. Чита: ЧитГУ, 2004. - 198 с.
81. Мязин, В.П. Экологические проблемы при освоении и реконструкции Дарасунского рудника / В.П. Мязин, В.И. Мязина, Н.Б. Насоловец, Н.А. Добрынина, Д.С. Гончаров // Вестник Читинского государственного ун-та. — Чита, 2005. № 34. С. 79-87.
82. Наркелюн, Л.Ф. Комплексное использование минерального сырья и горно-технологических отходов: Учеб. пособие. / Л.Ф. Наркелюн. Чита: ЧитГТУ, 1996. - 139 с.
83. Нэш, Д. Бескоалиционные игры. В сб.: Матричные игры / Под ред. Н.Н.Воробьева. -М.: Физматгиз, 1961
84. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федер. закон от 30 марта 1999 г. №52-ФЗ.
85. Об отходах производства и потребления: Федер. закон от 24 июня 1998 г. №89-ФЗ. с изменениями от 29.12.2000 от 10.01.2003:
86. Об охране окружающей среды: Федер. закон от 10 января 2002 г. №7.ФЗ.
87. Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов. Другие виды вредного воздействия: Постановление Правительства РФ от 28 августа 1992 г., № 632.
88. Общие требования к проектным решениям площадок временного хранения промышленных отходов на территории предприятия. М.: Правительство Москвы, ДИОГП «Промотходы», 1992.
89. Орлов, Т.В. Применение ГИС-технологий при геоэкологическом мониторинге. // Международная конференции «Сергеевские чтения»: мат-лы конф. М.: НАР, 2008
90. Панюков, А.В. Упорядоченное изучение базисного дерева в прямых алгоритмах для транспортной задачи // Междунар. Сибирская конф. по иислеованию операций: мат-лы конф. Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 1998. - С. 44
91. Певзнер, М.Е. Горная экология: Учеб. пособие для вузов. / М.Е. Певзнер. М.: Изд-во МГГУ, 1997. - 300 с.
92. Питенко, А.А. Нейросетевой анализ в ГИС: автореф. дисс. . канд. техн. наук. Красноярск, 2000. - 20 с.
93. Планкетт, JI. Выработка и принятие управленческих решений. / Л. Планкетт. М.: «ПРИОР», 1998.
94. Подиновский, В.В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. / В.В. Подиновский, В.Д. Ногин. М.: Наука, 1982. - 272 с.
95. Поздняков, А.В. Концептуальные основы решения проблемы устойчивого развития. / А.В. Поздняков Томск: ТНЦ СО РАН, 1995. - 150 с.
96. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов: санитарные правила от 29.12.84. №3183-84.
97. Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия. Утв. Постановл. Правительства РФ от 28 августа 1992 г. № 632
98. Порядок подтверждения отнесения отходов к классам опасности для окружающей природной среды. Минюст РФ № 07/7483-10д от 24.07.2001 -М., 2001.
99. Пособие к СП 11-101-95 по разработке раздела «Оценка воздействия на окружающую среду» при основании инвестиций в строительстве предприятий, зданий и сооружений. — М., 1998.
100. Программно-аппаратное обеспечение, фонд цифрового материала, услуги и нормативно-правовая база геоинформатики. Ежегодный обзор. // Приложение к «Информационному бюллетеню» ГИС-Ассоциации. Вып. 3 -М.: ГИС-Ассоциация, 2006
101. Протасов, В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учеб. и справ, пособие: 2-е изд. / В.Ф. Протасов. М.: Финансы и статистика, 2000 - 672 с.
102. Раенко, Н.В. Стохастическая задача оптимального размещения // Методы решения нелинейных уравнений и задач оптимизации: 3-й симпозиум: доклады и сообщения. Таллин, 1984. - С. 157-158.
103. РД.52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильно действующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.
104. РД.52.04.306-92. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. — С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1993.
105. Рекультивация нарушенных земель при разработке россыпных месторождений Забайкалья: Метод, указания / Разраб. В.П. Мязин и др. -Чита: ЧитГТУ, 1998. 82 с.
106. Российская Программа организации инвестиций в оздоровление окружающей среды: Методика отбора инвестиционных природоохранных проектов на основе балльных оценок. — М.: Центр подготовки и реализации международных проектов технического содействия, 1998.
107. Румшинский, Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. / Л.З. Румшинский. -М., 1971.
108. Савиных, В.П. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования. / В.П. Савиных, В.Я. Цветков. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2001.
109. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения от 04.07.88 г. № 4630-88.
110. СанПиН 2.1.7.1322-03. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления. — М., 2003.
111. Сапожникова, В.А. Государственное регулирование обращения с отходами // Экология производства. — 2005. — № 1. — М.: Отраслевые Ведомости.-С. 30-36.
112. Саульев, В.К. Математическая теория принятия решений. / В.К. Саульев-М.: МАИ, 1974.
113. Святов, Б.В. Устойчивое развитие промышленного предприятия: технологические и природоохранные аспекты. / Б.В. Святов, А.С. Корчев-ский. -М.: Изд-во «Искандер», 2002.
114. Современные проблемы вычислительной математики и математического моделирования: под ред. Н.С. Бахвалова, В.В. Воеводина: в 2 т. -М.: Наука, 2005.
115. Справочные материалы по удельным показателям образования важнейших видов отходов производства и потребления / В.В.Девяткин, А.К.Голубин, С.П.Никанорова, С.Г. Туркевич и др. М.: НИЦПУРО при Минэкономики России и Минприроды России, 1996.
116. Стадницкий, Г.В. Экология: учеб. пособ. / Г.В. Стадницкий, В.И. Родионов. — М.: Высшая школа, 1988. 272 с.
117. Стоян, Ю.Г. Решение некоторых многоэкстремальных задач методом сужающихся окрестностей. / Ю.Г. Стоян, В.З. Солоковский. Киев: Наук, думка, 1979.
118. Технико-экономический расчет реконструкции Дарасунского рудника. Том 2. "Охрана окружающей природной среды". Арх. .№ 29403. — Чита: ВНИИПРОМЦВЕТМЕТ, 1989.-45 с.
119. Технологический регламент для выполнения проекта реконструкции Дарасунской обогатительной фабрики. — Иркутск: ОАО «Иргиред-мет», 2002
120. Тикунов, B.C. Моделирование в картографии / B.C. Тикунов. -М.: Изд-во МГУ, 1997. 405 с.
121. Фатхутдинов, Р.А. Управленческие решения: Учебник. 4-е изд., перераб. и доп. / Р.А. Фатхутдинов. М.: ИНФРА-М, 2001.
122. Федеральная программа «Отходы» Утв. Постановлением Правительства РФ от 13.09.96 № 1098.
123. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
124. Харитонов, Ю.Ф. Васильев В.Г. Андрейчук Д.А. и др. Эколого-экономическая оценка отходов горнопромышленного комплекса Читинской области. / Ю.В. Харитонов, В.Г. Васильев, Д.А. Андрейчук и др. Чита: Ресурсы Забайкалья, 2002. — С. 63.
125. Харитонов, Ю.Ф. Минерально-сырьевой комплекс Читинской области и его основные проблемы / Ю.Ф. Харитонов, Ю.Г. Сайтов, М.В. Петухов и др. // Плаксинские чтения: мат-лы конф. — Чита, 2002. — С. 152-157.
126. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование. / Д.Химмельблау. -М.: Мир, 1975. 534 с.
127. Цветков, В.Я. Геоинформационные системы и технологии. / В.Я. Цветков. -М.: Фи-нансы и статистика, 1998.
128. Цикритзис, Д. Модели данных. / Д. Цикритзис, Ф. Лоховски. -М.: Финансы и статистика, 1985.
129. Черп, О.М. Экологическая оценка и экологическая экспертиза. / О.М. Черп, М.В. Хотулева. М. Эколайн, 2003.
130. Чу ев, Ю.В. Прогнозирование в военном деле. / Ю.В. Чуев, Ю.Б. Михайлов. -М.: Воениздат, 1989.
131. Шайтура, С.В. Геоинформационные системы и методы их создания. / С.В. Шайтура. Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1998. - 252 с.
132. Шевчук, А.В. Экономика природопользования (теория и практика). / А.В. Шевчук М.: НИА - Природа, 2000. - 326 с.
133. Шенфельд, Б.Е. Совершенствование управления отходами. / Б.Е.Шенфельд, А.З. Ощепкова. // Экология производства. 2004. - № 5. - М.: Отраслевые Ведомости. — С.58-59.
134. Шутяев, В.П. Операторы управления и итерационные алгоритмы в задачах вариационного усвоения данных. / В.П. Шутяев. М.: Наука, 2001
135. Эддоус, М. Методы принятия решений / М. Эддоус, Р. Стэнс-филд, М.: ИНФРА-М 1999.
136. Эльсгольц, Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. / Л.Э. Эльсгольц. М.: Наука, 1969. - 424 с.
137. Якубайлик О.Э Методы и приемы пространственного анализа в геоинформационных системах: Учебное пособие / О.Э. Якубайлик. — Красноярск: Издательство КрасГУ, 2001.
138. Донченко, В.К. Социально-экономические аспекты регулирования процесса экологической интеграции России в мировое сообщество: Дис. . д-ра экон. наук / В.К. Донценко СПб, 1995 - 201 с.
139. Бурдина, Л.Г. Эколого-экономические аспекты управления промышленным предприятием: Дис. . канд. экон. наук —Курган, 1999. — 161 с.
140. А1 Gore. The Digital Earth: Understanding Our Planet in the 21st Century, 1998.
141. Benders J.F. Partitioning procedure for solving mixed variables programming problem // Numer. Math. 1962. N. 4. P. 139-151
142. Ford A. Modeling the Environment, An Introduction to System Modeling of Environmental Systems. — Washington: Island Press, 1999. -401 p.
143. Proceedings of International Workshop on Dynamic and MultiDimensional GIS. 25-26 Au-gust 1997, The Hong Kong Polytechnic University, 252 pp. // 1997.
144. Zadeh L. Commonsense knowledge representation based on fuzzy logic. Computer, 16: 61-65, 1983.
145. Расчет класса опасности отхода
146. Расчет проведен программой «Расчет класса опасности отходов» (Версия 1.0) (С) ИНТЕГРАЛ 2001 в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»,утвержденными приказом МПР России 1 июня 2001 г. № 511
147. Организация: «Иргиредмет»Регистрационная! номер: 01-01-00171. Код отхода: 4
148. Название отхода: Хвосты флотации Дарасун (смесь)
149. Наиболее токсичные компоненты отхода:
150. N Название компонента Ci мг/кг. Wi [мг/кг] Ki
151. Марганец 750.000 537.000 1.397
152. Медь 260.000 358.900 0.724
153. Мышьяк 370.000 55.000 6.727
154. Никель 170.000 128.000 1.320
155. Серебро 3.000 331.100 0.009
156. Свинец 80.000 33.100 2.417
157. Цинк 900.000 463.400 1.942
158. Вольфрам 25.000 1000.000 0.025
159. Барий 80.000 215.443 0.371
160. Бериллий 30.000 16.979 1.767
161. Кобальт 110.000 77.148 1.426
162. Теллур 30.000 77.148 0.3891. Примечание:
163. Ci концентрация i-ro компонента в отходе.
164. Wi коэффициент степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС
165. Ki = Ci/Wi показатель степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС.
166. SKi = 18.514 10 < EKi <= 100. Класс опасности отхода: 4.
167. Расчет класса опасности отхода
168. Расчет проведен программой «Расчет класса опасности отходов» (Версия 1.0) (С) ИНТЕГРАЛ 2001 в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»,утвержденными приказом МПР России 1 июня 2001 г. № 511
169. Организация: «Иргиредмет»Регистрационный номер: 01-01-00171. Код отхода: 5
170. Название отхода: Кеки цианирования Дарасун (смесь)
171. Наиболее токсичные компоненты отхода:
172. N Название компонента Ci мг/кг. Wi [мг/кг] Ki
173. Марганец 1110.000 537.000 2.067
174. Медь 11140.000 358.900 31.039
175. Мышьяк 12950.000 55.000 235.455
176. Никель 390.000 128.800 3.028
177. Серебро 10.000 331.100 0.030
178. Свинец 320.000 33.100 9.668
179. Цинк 1350.000 463.400 2.9138. Цианид 0.100 76.357 0.001
180. Вольфрам 120.000 1000.000 0.120
181. Барий 30.000 215.443 0.139
182. Бериллий 250.000 16.979 14.724
183. Кобальт 470.000 77.148 6.0921. Примечание:
184. Ci концентрация i-ro компонента в отходе.
185. Wi коэффициент степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС
186. Ki = Ci/Wi показатель степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС.
187. EKi = 305.277 100 < EKi <= 1000. Класс опасности отхода: 3.
188. Расчет класса опасности отхода
189. Расчет проведен программой «Расчет класса опасности отходов» (Версия 1.0) (С) ИНТЕГРАЛ 2001 в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»,утвержденными приказом МПР России 1 июня 2001 г. № 511
190. Организация: «Иргиредмет»Регистрационный номер: 01-01-00171. Код отхода: 6
191. Название отхода: Пустая порода Теремкинского месторождения
192. Наиболее токсичные компоненты отхода:
193. N Название компонента Ci мг/кг. Wi [мг/кг] Ki
194. Марганец 630.000 537.000 1.173
195. Медь 270.000 358.900 0.752
196. Мышьяк 10.000 55.000 0.182
197. Никель 60.000 128.800 0.646
198. Свинец 30.000 31.100 0.9066. Цинк 20.000 463.400 0.043
199. Сурьма 150.000 55.509 2.702
200. Бериллий 30.000 16.979 1.767
201. Кобальт 20.000 77.148 0.2591. Примечание:
202. Ci концентрация i-ro компонента в отходе.
203. Wi коэффициент степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС
204. Ki = Ci/Wi показатель степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС.
205. EKi = 8.251 0 < EKi <= 10. Класс опасности отхода: 5.
206. Расчет класса опасности отхода
207. Расчет проведен программой «Расчет класса опасности отходов» (Версия 1.0) (С) ИНТЕГРАЛ 2001 в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»,утвержденными приказом МПР России 1 июня 2001 г. № 511
208. Организация: «Иргиредмет» Регистрационный номер: 01-01-00171. Код отхода: 6
209. Название отхода: Вскрышная порода Талатуйского месторождения
210. Наиболее токсичные компоненты отхода:
211. N Название компонента Ci мг/кг. Wi [МГ/КГ] Ki
212. Марганец 300.000 537.000 0,559
213. Медь 280.000 358.900 0,780
214. Мышьяк 20.000 55.000 0,364
215. Никель 70.000 128.800 0,543
216. Свинец 20.000 31.100 0,604
217. Цинк 100.000 463.400 0,216
218. Сурьма 10.000 55.509 0,180
219. Бериллий 6.000 16.979 0,353
220. Кобальт 30.000 77.148 0,3891. Примечание:
221. Ci концентрация i-ro компонента в отходе.
222. Wi коэффициент степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС
223. Ki = Ci/Wi показатель степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС.
224. EKi = 3.988 0 < EKi <= 10. Класс опасности отхода: 5.
225. Расчет класса опасности отхода
226. Расчет проведен программой «Расчет класса опасности отходов» (Версия 1.0) (С) ИНТЕГРАЛ 2001 в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»,утпержденными приказом МИР России 1 июня 2001 г. № 511
227. Организация: «Иргиредмет»Регистрационный номер: 01-01-00171. Код отхода: 6
228. Название отхода: Пустая порода Дарасунского месторождения
229. Наиболее токсичные компоненты отхода:
230. N Название компонента Ci мг/кг. Wi [мг/кг] Ki
231. Марганец 7.000 537.000 0.260
232. Медь 740.000 358.900 1.378
233. Мышьяк 110.000 55.000 0.306
234. Никель 1370.000 128.800 24.909
235. Свинец 70.000 31.100 0.543
236. Цинк 110.000 463.400 3.323
237. Сурьма 180.000 55.509 0.388
238. Бериллий 40.000 16.979 0.721
239. Кобальт 20.000 77.148 0.2591. Примечание:
240. Ci концентрация i-ro компонента в отходе.
241. Wi коэффициент степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС
242. Ki = Ci/Wi показатель степени опасности i-ro компонента опасного отхода для ОПС.
243. EKi = 32.089 10 < EKi <= 100. Класс опасности отхода: 4.• LL• ЭВа атмосфере ПереиХ ЭВ о кйЦжс об ютиО
- Гончаров, Денис Сергеевич
- кандидата технических наук
- Чита, 2009
- ВАК 25.00.36
- Процессы электрохимического окисления сульфидов в заскладированных горнопромышленных отходах и их влияние на окружающую среду и качество техногенных месторождений
- Модели и алгоритмы обработки геоинформации в масштабируемом банке данных горной промышленности
- Обоснование точности маркшейдерского мониторинга грунтовых дамб накопителей жидких отходов горнопромышленных предприятий
- Геомоделирование процессов самовосстановления горнопромышленных территорий Крайнего Северо-Востока России
- Совершенствование методики оценки загрязнения почв горнопромышленного региона тяжелыми металлами