Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны

Гулан, Елена Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны"

Гулан Елена Анатольевна

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЙ ХВОСТОХРАНИЛИЩ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ КРИОЛИТОЗОНЫ (на примере Норильского промышленного района)

Специальность 25.0036 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Гулан Елена Анатольевна

Специальность 25.0036 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Норильский индустриальный институт»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Воробьев Александр Егорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Касьяненко Анатолий Алексеевич

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Зеркаль Олег Владимирович

Ведущая организация: Институт горного дела Сибирского отделения

Российской Академии наук (ИГД СО РАН), г. Новосибирск

Защита диссертации состоится «24» февраля 2005 г. в 14™ час. на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 на экологическом факультете Российского университета дружбы народов по адресу: 113093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет РУДН.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке (ком. 4) Российского университета дружбы народов по адресу: 117923, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Просим принять участие в работе совета или прислать в двух экземплярах заверенный печатью отзыв ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан «20» января 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Н.А. Черных

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Северная зона России характеризуется наивысшей в стране обеспеченностью запасами различных полезных ископаемых, переработка которых сопровождается увеличением количества отходов рудообогащения. Для их складирования требуется строительство специальных накопителей - хвостохрани-лищ, являющихся долгосрочными источниками негативного воздействия на природную среду. Обеспечение промышленной и экологической безопасности накопителей отходов рудообогащения связано с необходимостью анализа воздействий хвостохра-нилищ на все компоненты окружающей среды, их систематизации, типизации и классификации последствий для выявления экологических проблем осваиваемых территорий и разработки перспективных направлений природоохранной деятельности. Особую актуальность эти вопросы приобретают для криолитозоны, характеризующейся повышенной чувствительностью к техногенным воздействиям.

Целью диссертационной работы является создание типологической схемы оценки воздействий хвостохранилищ на компоненты природной среды, способствующей новому подходу к проектированию и эксплуатации объектов промышленной гидротехники.

Объектом исследований является инженерно-геоэкологическая система (ИГЭС) «хвостохранилище - окружающая среда».

В задачи исследований входили:

• установление и обоснование основных факторов, обеспечивающих устойчивость и экологическую безопасность гидротехнических сооружений;

• разработка методики геоэкологического анализа ИГЭС «хвостохранилище -окружающая среда»;

• типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация их последствий;

• создание геоэкологических моделей ИГЭС «хвостохранилище - окружающая среда»;

• разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений;

• апробация и внедрение результатов исследований.

Научная новизна работы

1. Разработана методика геоэкологического анализа эксплуатации хвостохра-нилищ в криолитозоне.

2. Впервые на основе системного подхода выполнен геоэкологический анализ промышленной и экологической безопасности хвостохранилища, расположенного в зоне вечной мерзлоты.

3. Разработана типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация нарушений и загрязнений окружающей среды, прилегающей к хвостохранилищам, установлена покомпонентная степень ее измененно-сти.

4. Разработана геоэкологическая модель действующего и проектируемого хвостохранилищ.

5. Разработаны новые способы повышения фильтрационной устойчивости эксплуатируемых и проектируемых хвостохранилищ.

Защищаемые положения

1. Методика геоэкологического анализа воздействия хвостохранилищ на природную среду.

2. Типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация их последствий.

3. Инженерно-геоэкологическая модель хвостохранилища.

4. Инженерные и геоэкологические принципы обеспечения устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений в криолитозоне.

В работе использованы следующие методы исследований: натурные наблюдения, включающие комплекс полевых работ и аэрофотосъемку; лабораторные методы исследований; физико-математическое моделирование; статистические методы обработки результатов.

В основу работы положены результаты научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ ВНИИ ВОДГЕО (1976); Санкт-Петербургского политехнического института (2002); Норильского индустриального института (1997-1999); Норильского регионального отделения МАНЭБ (1998-2003); ПГП «Норильскгеология» (1998); института «Норильскпроект» (2000, 2002); ЗАО «Механобр инжиниринг» (2000-2004); опубликованные материалы и результаты личных исследований автора.

С 2000 по 2003 гг. автор принимал участие в выполнении двух научно-исследовательских работ по оценке и прогнозу промышленной и экологической безопасности хвостохранилищ Норильского промышленного района; непосредственно участвовал в полевых работах и лабораторных исследованиях, изучении физико-механических свойств намывных грунтов, установлении влияния микроструктур хвостов на фильтрационные свойства; физико-математическом моделировании процессов, происходящих в основаниях гидротехнических сооружений в различных условиях эксплуатации, физическом моделировании намыва экранов, обработке результатов полевых и лабораторных исследований, разработке рекомендаций и мероприятий по снижению негативного техногенного влияния хвостохранилищ на компоненты окружающей среды. Достоверность научных положений и выводов обосновывается высоким качеством исходной информации, применением современных методов исследований и подтверждается фактическим состоянием изучаемых объектов и результатами внедрения.

Практическая значимость работы. Основные результаты исследований внедрены в проекты «Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье» для совместного складирования хвостов с наращиванием дамбы до отм. 90,0 м. Корректировка проекта» (шифр 32156-1.3); «Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле» (шифр 32216-101 ГИ); «Расширение хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле совместного складирования хвостов НОФ и ТОФ» (шифр 32360), используются при эксплуатации хвостохранилища «Лебяжье», а также при составлении годовых отчетов о состоянии хвостохранилищ для представления в органы Госгортехнадзора России (2000 - 2004 гг.). Отдельные положения диссертационной работы использованы в разделах к проектам по оценке воздействий на окружаю-

щую среду и в учебном процессе в курсах дисциплин «Природные ресурсы и их рациональное использование», «Горное дело и окружающая среда».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составляет более 500 тыс. руб. в год.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: региональных научно-технических конференциях (Норильск, 2001-2004 гг.); Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2002 г.); Международной конференции «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения» (Пущино, 2003 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (Красноярск, 2003 г.); Международном научно-техническом симпозиуме «Геотехнология: нетрадиционные способы освоения месторождений полезных ископаемых» (Москва,

2003 г.), Международной конференции «Неделя горняка» (Москва, 2004 г.), Международном научно-техническом симпозиуме «Сергеевские чтения» (Москва,

2004 г.), Международной дистанционной конференции «Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научно-технических статей и тезисов докладов, 2 учебно-методические работы. Отдельные положения диссертационной работы в качестве самостоятельных разделов содержатся в подготовленной к изданию монографии «Геоэкологические проблемы промышленной гидротехники в криолитозоне».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (166 наименований). Работа изложена на 153 страницах машинописного текста и сопровождается 54 рисунками и 14 таблицами.

Работа выполнялась под руководством доктора технических наук, профессора А.Е. Воробьева, которого автор благодарит за ценные советы и помощь, проявленные при подготовке работы. Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность за консультации и помощь в проведении исследований кандидату геолого-минералогических наук, доценту В.В. Бутюгину. Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук, профессору А.А. Колегову, кандидату технических наук, доценту М.С. Скачкову, начальнику цеха гидротехнических сооружений Б.С. Пыхтину и всем, кто принимал участие в обсуждении работы и содействовал ее завершению.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Содержание хвостохранилищ в криолитозоне

Основные вопросы, определяющие промышленную и экологическую безопасность хвостохранилищ, связаны с технологическими особенностями эксплуатации сооружений, обеспечением их статической и фильтрационной устойчивости, методами исследований и наблюдений и представлением получаемых результатов. При этом оценка воздействий на окружающую среду, типизация и класси-

фикация последствий содержания хвостохранилища часто рассматриваются как самостоятельные задачи.

Технологические схемы эксплуатации и проектирования объектов промышленной гидротехники достаточно полно отражены в нормативных документах (СНиП, «Правила безопасности...» и др.) и многочисленных разработках специализированных организаций: ВНИИ ВОДГЕО, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, ГИДРОПРОЕКТ, ГУП ВИОГЕМ, ЗАО «Механобр инжиниринг» и др., а также в трудах С.Г. Аксенова, A.M. Гальперина, А.Л. Гольдина и Л.Н. Рассказова, М.М. Гришина, В.Г. Зотеева, Г.И. Кузнецова, В.П. Недриги, Н.Н. Розанова, Г.Т. Трункова и др.

Для сооружений, расположенных в криолитозоне, основными факторами, определяющими устойчивость и экологическую безопасность, являются: мерзлотно-геологические условия, теплофизические и физико-механические характеристики грунтов, фильтрационно-тепловой режим грунтовых ограждающих сооружений. А в качестве мероприятий обычно рассматриваются различные схемы обеспечения мерзлого состояния оснований и тел подпорных сооружений. Этим вопросам посвящены работы: ВНИИ ВОДГЕО, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, института геоэкологии РАН, ГИДРОПРОЕКТ, ГУП ВИОГЕМ, института мерзлотоведения СО РАН и ряда авторов: Г.Ф. Биянова, Е.Б. Близняка, И.Е. Гурьянова, Ю.Н. Дьячкова, Э.Д. Ершова, М.А. Зекериева, П.Л. Иванова, В.И. Макарова,

B.Н. Макарова, P.M. Каменского, И.С. Клейна, О.А. Когадовского, Я.А. Кроника, Г.И. Кузнецова, Г.А. Райляна, СБ. Ухова, Л.Н. Хрусталева, С.Г. Цветковой, Н.А. Цытовича, Р.В. Чжана и др.

Обеспечению фильтрационной устойчивости сооружений, устройству про-тивофильтрационных экранов и экологической безопасности посвящены работы

C.Г. Аксенова, Ф.Ф. Бородавко, A.M. Гальперина, А.Е. Гоголева, И.Л. Дмитриевой, Э.М. Доброва, С.Н. Долгих, И.В. Дудлера, С.Н. Емельянова, А.Н. Ермолаевой, В.Г. Зотеева, А.Ф. Зоценко, Р.Г. Кочеткова, В.К. Мауля, В.В. Мосейкина, Р.Х. На-сырова, В.П. Недриги, Г.З. Перлыытейна, СБ. Ухова, В.П. Ягина и ряда зарубежных авторов.

Вопросы комплексного системного подхода, установления причинно-следственных связей технологических приемов эксплуатации объектов и состояния окружающей природной среды, систематизации техногенных воздействий и их последствий, разработки методов экологического картографирования, инженерно-экологического районирования, организации инженерной защиты и разработки природоохранных технологий рассматриваются в работах М. Арну, В.А. Богословского, Б.В. Виноградова, А.Е. Воробьева, А.С Герасимовой, М.А. Гла-зовской, Г.А. Голодковской, Т.Я. Емельяновой, А.Д. Жигалина, Ю.О. Зеегофера, О.В. Зеркаля, Д.Г. Зилинга, Б.А. Иванова, Н.С Касимова, А.А. Касьяненко, В.А. Королева, Ф.В. Котлова, Н.С. Красиловой, М.Б. Куринова, А.Б. Лолаева, Г.Г. Мирзаева, В.И. Осипова, СИ. Пахомова и A.M. Монюшко, А.Л. Рагозина, В.Т. Трофимова, К.О. Цурикова, А.Л. Чеховского и др.

На территории Норильского промышленного района (НПР) работы в области геоэкологических исследований имеют достаточно ограниченный характер и связаны в основном с констатацией последствий хозяйственного освоения террито-

рии. К ним можно отнести труды Е.Г. Белой, СП. Горшкова, Д.В. Мельникова и др. Новое направление геоэкологического анализа взаимоотношений инженерных объектов и компонентов геологической среды на основе концепции инженерно-геоэкологической системы рассматривается в работах В.В. Бутюгина.

Перечисленный перечень направлений исследований отражает определенные достижения и подчеркивает трудности, с которыми сталкивается исследователь в решении вопросов содержания хвостохранилищ и обеспечения экологической безопасности на прилегающих к ним территориях. Одни авторы преследуют целью безусловное соблюдение положений нормативных документов, другие наибольших успехов достигли в разработке способов управления мерзлотной обстановкой, третьи сосредоточены на технических вопросах эксплуатации, четвертые на проблемах экологии и охраны окружающей среды.

По нашему мнению, проблема содержания объектов промышленной гидротехники должна быть решена более целостно и содержать в себе все вышеперечисленные самостоятельные направления как обязательное условие обеспечения эффективной эксплуатации и экологической безопасности сооружения. При этом опыт эксплуатации хвостохранилищ, расположенных в криолитозоне, сравнительно невелик; хвосты, как искусственные грунты, не всегда используются в качестве противофильтрационного материала; недостаточная экологизация проблемы не позволяет в полном объеме реализовать природоохранные мероприятия.

В соответствии с этим были исследованы взаимоотношения составляющих ИГЭС «хвостохранилище - окружающая среда» с целью разработки мероприятий по снижению негативного воздействия хвостохранилищ на природную среду криолитозоны.

Глава 2. Инженерно-геоэкологическая система «хвостохранилище — окружающая среда»

В структуре ИГЭС «хвостохранилище — окружающая среда» выделены элементы, характеризующие инженерное сооружение (ограждающая дамба, распределительный пульпопровод, намывной массив) и окружающую среду (рельеф, почвенно-растительный покров, инженерно-геологические, мерзлотно-грунтовые условия, атмосфера, поверхностные и подземные воды). Предметом исследований являются функциональные связи, изучение которых основывается на причинно-следственных взаимоотношениях инженерного сооружения и компонентов окружающей среды. Методика исследований включает следующие виды работ:

• изучение технологических особенностей проектирования и эксплуатации хвостохранилищ;

• сбор исходных данных, обобщение ранее выполненных работ о состоянии окружающей среды на территории, прилегающей к инженерному сооружению;

• проведение полевых и лабораторных исследований на хвостохранилище и прилегающей к нему местности;

• расчет экологического ущерба от загрязнения водных, земельных ресурсов и атмосферного воздуха;

• обоснование основных факторов, определяющих устойчивость и экологическую безопасность сооружений,

• типизация воздействий хвостохранилища на окружающую среду и классификация их последствий,

• составление инженерно-геоэкологических моделей,

• разработка и внедрение мероприятий по снижению негативных воздействий проектируемых и эксплуатируемых хвостохранилищ на окружающую среду;

• расчет ожидаемого предотвращенного экологического ущерба;

• мониторинг устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений хвостохранилища,

• расчеты фактического экологического ущерба окружающей среде

Действующее хвостохранилище «Лебяжье» и проектируемое второе поле

рассматриваются как источники воздействий на компоненты окружающей среды, в свою очередь являющейся источником природных ресурсов и определяющей существование биоты в целом и жизнедеятельность человека, в частности (рис.1).

Рис. 1. Схема расположения объектов исследований

Хвостохранилище «Лебяжье» - намывное сооружение равнинного типа. Общий объем пульпы, поступающей в хвостохранилище, составляет 2600-2800 м3/час. Намыв ведется участками протяженностью 800-1000 м, мощностью хвостов не более 0,5 м. Интенсивность намыва составляет не более 1,2 м/год, что обеспечивает полное их промерзание в течение зимнего периода и соответственно устойчивость сооружения В минеральном составе хвостов содержатся кварц, полевые шпаты, оливин, пирит и др. Их химический состав следующий 0,67; Си - 0,14-0,23, Бе - 11-40,3, 8 - 10,0-18,7; 8Ю2 - 16-42%. Техногенные воды содержат- Б04 - 2000 мг/л, Са - 600 мг/л, Мй - 75 мг/л, хлориды - 500 мг/л На-

мывной массив хвостохранилища имеет неоднородное строение, которое выражается в чередовании хвостов различного состояния, состава и свойств.

Откосы ограждающей дамбы сложены наиболее крупными частицами (de — 0,24-0,13 мм). Крупность хвостов на пляже составляет dq, — 0,23-0,07 мм, а в прудковой зоне dop - 0,02-0,04 мм и менее. Наиболее высокие значения коэффициента фильтрации (Кф) имеют насыпные грунты (металлургический шлак, с песчаным заполнителем) — до 30 м/сут и более. Коэффициент фильтрации среднезерни-стых песков составляет 2-4 м/сут, у супесей и суглинков -10"2-10~3 м/сут.

Значения физико-механических свойств хвостов изменяются в широких пределах (табл. 1).

Таблица 1

Обобщенные характеристики намывных грунтов

Название Влаж- Плотность Плотность, Плот- Удельное Угол

грунтов ность, минераль- т/м3 ность су- сцепле- внутрен-

Д.е. ных частиц, хого ние, него тре-

т/м3 грунта, т/м3 МПа ния, градус

Песок раз-нозернистый 0,33 63,4* 3.42 9,5 2,52 28,9 1,59 36,2 0,001 6,2 35 10,1

Песок пыле- 0.34 3.02 2.34 1.38 0.008 34

ватый 88,1 6,9 30,7 42,7 5,0 6,4

Супесь 0.30 50,6 3J. 5,2 2.42 49,0 1,32 48,3 0,011 3,6 35 6,1

Суглинок 0.21 68,2 3,07 3,2 2,02 45,1 1,28 52,2 0.12 4,3 28.7 5,2

*В знаменателе коэффициент вариации, %.

Эксплуатация хвостохранилища внесла существенные изменения в состояние окружающей территории: изменился рельеф местности и естественный температурный режим мерзлых грунтов, нарушены режимы стока и химический состав поверхностных вод, загрязнен и уничтожен почвенно-растительный покров и т.д. Изменения рельефа местности связаны с формированием отвала (проектная высота 50 м) и аварийными поступлениями пульпы за пределы хвостохранилища, (мощность отложений достигает 15 м). Деградация мерзлых грунтов наблюдается повсеместно, причем наибольшая интенсивность отмечается на участках техногенной фильтрации (объем фильтрационных утечек достигал 1 млн. м3/год). Соответственно изменился естественный химический состав рек и озер на примыкающей к накопителю местности. Так, в водах реки Щучья среднегодовые концентрации фенолов составляют - 4,4 ПДК, нефтепродуктов - 3,6 ПДК, никеля - 2,5 ПДК, меди - 9,4 ПДК (при максимальном значении - 53 ПДК).

Экологический ущерб хвостохранилища «Лебяжье» от воздействия на поверхностные воды, земельные ресурсы и другие компоненты окружающей среды составляет более 10 млн. руб. в год.

Глава 3. Типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация их экологических последствий

Типизация воздействий хвостохранилищ представляется в виде отдельных, но взаимосвязанных и в совокупности составляющих единое целое блоков, характеризующих и источники воздействий, и вызванные ими изменения в природной среде. Это позволяет проследить всю цепочку взаимоотношений инженерного объекта и элементов окружающей среды, проанализировать причины возникновения изменений в природе и выбрать направления их предупреждения.

Методика составления типизации базируется на следующих этапах:

1. Типизация источников воздействия.

2. Типизация основных видов воздействий по природе и механизму происходящих процессов, по временному диапазону, направленности, периодичности, обратимости.

3. Типизация измененности основных элементов природной среды.

На первом этапе по технологическим особенностям выделяются самостоятельные классы гидротехнических сооружений (равнинные, овражные, косогор-ные, намывные, наливные и др.), на втором - классы вызванных ими воздействий (нарушений и загрязнений).

Воздействия хвостохранилищ на природную среду необходимо рассматривать как результаты следующих видов деятельности: а) проектирование инженерных сооружений; б) строительство; в) эксплуатация сооружений, включая аварии и ликвидацию их последствий. Каждое воздействие характеризуется одним или несколькими показателями, которые могут быть общими (одинаковыми для всех) и частными, отражающими особенности определенного вида воздействий. В соответствии с этими представлениями выделены следующие классы нарушений и загрязнений природной среды.

Геомеханические нарушения (изменение рельефа, температурного и естественного напряженно-деформированного состояния грунтов и т.д.) проявляются при строительстве плотин и дамб, планировочных работах, устройстве насыпей под трубопроводы и инспекторские дороги и т.д. Гидродинамические (гидрологические, гидрогеологические) нарушения проявляются в виде изменения естественных условий питания и стока, повышения или понижения уровня поверхностных и подземных вод и т.д. Аэродинамические нарушения связаны с изменением скорости и направления движения воздушных потоков и естественных условий снежных отложений. Биоморфологические нарушения происходят в результате снятия или захоронения почвенно-растительного покрова, вырубки леса и др.

Воздействия физико-химической природы влияют на вещественный состав компонент природной среды и выражаются в следующих классах загрязнений.

Литосферное загрязнение является следствием утечек пульпы, складирования строительного мусора, металлолома и т.д., ареал распространения которого определяется условиями миграции загрязняющих веществ. Гидросферное загрязнение: аварийное поступление промышленных вод и пульпы в поверхностные водоемы, сброс сточных вод, смыв атмосферными осадками загрязняющих веществ с откосов дамб и плотин, миграция загрязняющих веществ в подземные водоносные горизонты. Аэровоздушное загрязнение: пыление сухих откосов и поверхно-

стей хвостохранилищ, насыпей; ремонтные, погрузочные, транспортные работы и т.д. Биологическое загрязнение проявляется в накоплении макро- и микрокомпонентов и выражается в появлении новых видов, болезнях и гибели растительности и животного мира.

Классы по характеру воздействия делятся на группы первичных и вторичных нарушений и загрязнений. Каждая группа по временному признаку делится на типы постоянных и временных воздействий, которые по возможности восстановления естественных функций природной среды подразделяются на виды обратимых и необратимых. К таксономической единице низшего уровня отнесены подвиды целенаправленных и стихийных воздействий.

Постоянное воздействие определяется периодом эксплуатации и консервации хвостохранилища и характеризуется изменениями с отдаленными экологическими последствиями. Временное воздействие характеризуется периодичностью действия. Обратимое воздействие предусматривает возможность при нарушении элементов природной среды их самовосстановление и самоочищение, либо проведение эффективных природоохранных мероприятий. Необратимое воздействие вызывает практически полное нарушение элементов природной среды с необратимыми последствиями для экосистем. Воздействия, заранее определенные проектными решениями возведения накопителя, рассматриваются как целенаправленные, а не предусмотренные проектом как стихийные, обычно возникающие в процессе эксплуатации объекта (рис.2).

ОБРдтимые [ I ¡неоарсзтимые)

_I_подвид |_

-т , . '-

стихийные I целенапоовленные

Рис 2. Типологическая схема воздействий хвостохранилищ на природную среду

Суммарная оценка типологических характеристик, выраженная в условных индексах, характеризует степень воздействия на окружающую среду и коррелиру-ется с определенным интервалом техногенной измененности ее компонентов в соответствии с градацией, разработанной Б. В. Виноградовым (1993) (табл. 2).

Таблица 2

Оценка техногенных воздействий и их последствия

Степень воздействия Индекс Характеристика воздействий Условный знак Геоэкологическая ситуация

Слабая МП Целенапр.- Врем. - Обрат. ЦВО Норма

Умеренная 1У-У Целенапр.-Врем. - Необр. Целенапр.-Пост. - Обрат. Стих. - Врем. - Обрат. ЦВН ЦПО СВО Риск

Сильная Стих. - Врем. - Необрат. Стих. - Пост. - Обрат. Целенапр.-Пост.-Необрат. СВН СПО ЦПН Кризис

Опасная >УШ Целенапр.-Пост - Необрат. Целенапр.-Врем.-Необрат. Стих. - Врем. - Необрат. Стих. - Пост. - Необрат. цпн ЦВН СВН спн Бедствие

Такая схема оценки нарушений и загрязнений позволяет выделить вклад инженерной деятельности в изменение окружающей среды на каждой стадии проектирования, строительства и эксплуатации сооружения.

На основании проведенных исследований составлена модель состояния природной среды территорий, прилегающих к хвостохранилищу «Лебяжье» (табл. 3).

Таблица 3

Фактологическая модель состояния компонентов природной среды

Компоненты природной среды

Геоэкологическая £ Поверхност. воды Подземные воды Грунты

ситуация рельеф 0 к л 1 а. Почвы Режим Качество Режим Качество Свойства Тепловое состояние

Норма - - - - СВН СВО - -

Риск ЦПН - - ЦПН - - - ЦПН СВН

Кризис - ЦПН ЦВН СВН СПО - - СВН ЦПН

Бедствие - спн СВН - ЦВН - - - -

Проведенный анализ фактического состояния компонентов природной среды позволяет сделать следующие выводы:

• целенаправленные воздействия носят в основном постоянный и необратимый характер, их границы находятся в пределах земельного отвода хвостохрани-лища;

• изменение компонентов природной среды растительного покрова, почв, поверхностных и подземных вод прилегающих к хвостохранилищу территорий происходит в результате воздействий, имеющих стихийный и необратимый характер.

Для хвостохранилища «Лебяжье» к такому виду воздействия относится техногенная фильтрация через дамбу и основание сооружения.

Для наглядного представления масштабов воздействия и оценки эффективности принимаемых технических решений составлены модели хвостохранилища в виде карт нарушений и загрязнений окружающей среды и карты степени нару-шенности ее элементов.

Глава 4. Обеспечение экологической безопасности гидротехнических сооружений в криолитозоне

Условия строительства второго поля хвостохранилища «Лебяжье» более сложные: естественный рельеф площадки нарушен отходами обогащения; гидрографическая сеть представлена озерами термокарстового происхождения и ручьями, часть которых замыта хвостами и т.д. Основание сложено четвертичными отложениями различного генезиса и свойств (31 инженерно-геологический элемент). Грунты характеризуются широким разбросом значений фильтрационных показателей: коэффициент фильтрации изменяется от 10 до 20 м/сут в насыпных грунтах, до 0,1 м/сут в намывных и менее 0,01 м/сут в естественных. Мерзлотные условия определяются распространением прерывистой толщи вечномерзлых грунтов мощностью до 40 м, наличием линз льдогрунта и льда мощностью до 8 м, а также присутствием подрусловых и подозерных сквозных таликов.

Проектная технология строительства и эксплуатации хвостохранилища аналогична существующему. Основное природоохранное мероприятие — противо-фильтрационный экран из геотекстиля по периметру ограждающей дамбы и в основаниях дамб вторичного обвалования. Как и в первом хвостохранилище, проти-вофильтрационные мероприятия на площади основания проектом не предусмотрены.

Проведенное физико-математическое моделирование показывает, что без устройства противофильтрационного экрана мерзлые грунты основания ложа будущего хвостохранилища перейдут в талое состояние уже на начальных этапах эксплуатации (при полном оттаивании через 10 лет), при этом фильтрация из хвостохранилища может достигать 20-30% от объемов оборотной воды, находящихся в прудке. Особенно большие потери будут наблюдаться в первые годы эксплуатации сооружения. При отсутствии фильтрации из прудка-отстойника (устройство водонепроницаемого экрана) тепловое воздействие на грунты основания будет оказываться только на верхние горизонты разреза и только в начале эксплуатации, в дальнейшем возможно естественное восстановление мерзлого режима. При сла-бофильтрующем экране тепловое воздействие на грунты будет выше, но полной

деградации мерзлоты не произойдет. Потери оборотной воды из прудка будут относительно невелики.

Исследование водопроницаемости хвостов Норильской и Талнахской обогатительных фабрик (НОФ, ТОФ) показало, что они могут быть использованы в качестве противофильтрационного материала для экранирования ложа накопителя. Экспериментальным путем доказано, что зависимость коэффициента фильтрации от размера фракций уплотненных (1) и неконсолидированных (2) хвостов имеет линейный характер:

Кф = 2,9378 с1 (Я2 = 0,96); О)

Кф = 3,5642(1 (Я2 = 0,99). (2)

При этом фильтрационные свойства хвостов зависят от их химического состава, микроструктурных особенностей и характера структурных связей. Установлено, что отвальные хвосты имеют скелетную микроструктуру, тип структурной модели - тонко-мелкопесчаный элементарный и средне - крупнопесчаный элементарный (табл. 4).

Таблица4

Структурные модели отвальных хвостов и их фильтрационные показатели

Тип микроструктуры Тип модели Кф, м/сут

Средне-крупнопесчаная (250-500 мкм) Элементарная >1,0

Тонко-мелкопесчаная (50-250 мкм) Смешанная 0,5-1,0

Крупнопылеватая (10-50 мкм) Агрегированная 0,2-0,5

Мелкопылеватая (2-10 мкм) Смешанная 0,05-0,2

Грубоглинистая (1-2 мкм) Элементарная <0,001

Методами физического моделирования были исследованы различные варианты устройства противофильтрационных экранов (ПФЭ) и технологические особенности их намыва.

В первом случае в нижний слой экрана укладывались хвосты наиболее крупных фракций, второй слой создавался из пылеватых и пылевато-песчаных разностей, а верхний — из наиболее мелких фракций. Во втором варианте в основание экрана укладывались хвосты глинистых фракций, а сверху намывались песчано-пылеватые и последними - песчаные. Необходимость построения таких схем и возможность их реализации обусловлены тем, что для строительства противо-фильтрационного экрана могут использоваться хвосты ТОФ, НОФ и лежалые отходы хвостохранилища №1, гранулометрический состав которых изменяется от песков до суглинков.

Укладка хвостов пылевато-песчаных фракций на слой песчаных искусственных отложений позволила снизить объемы фильтрации почти на 45%. Размещение в верхней части экрана хвостов суглинисто-глинистых фракций и дальнейшая кольматация нижележащих в общей сложности уменьшили водопроницаемость многослойного ПФЭ на ~80%. Коэффициент фильтрации экрана такой конструкции составляет ~10"3 м/сут. Оптимальная толщина экрана составляет ~ 3,0 м. В

следующей модели тонкие хвосты были уложены непосредственно на крупные нижнего слоя, а сверху прикрыты защитным слоем из средних и крупных разностей. Эффективность такого экрана за счет уплотнения высокодисперсных хвостов и более активной кольматации нижнего слоя очень высока (Кф^СМО"4 м/сут). Эффективная толщина ПФЭ - 2-2,5 м. На заключительном этапе моделирования были разработаны способы намыва многослойных экранов.

Процесс устройства намывного экрана включает следующие операции: 1. Подготовка основания, снятие почвенно-растительного слоя, выкорчевка древесной и изъятие кустарниковой растительности. 2. Прокладка траншей, соединяющих озера, находящиеся на площадке строительства накопителя. 3. Прокладка траншеи по периметру хвостохранилища в подошве пионерной дамбы. 4. Оборудование намывного пульпопровода с торцевыми и распределительными выпусками. 5. Закладка контрольно-измерительной сети (термометрические и наблюдательные гидрогеологические скважины) и опорной топогеодезической сети. 6. Заполнение хвостами траншеи в основании дамбы чередованием подачи пульпы через выпуски, расположенные в нижней и верхней частях распределительного пульпопровода. 7. Намыв противофильтрационного экрана ложа хвостохранилища. 8. Мониторинг качества намыва экрана, фильтрационной устойчивости и экологической безопасности хвостохранилища.

Для обеспечения фильтрационной устойчивости хвостохранилища разработаны два основных вида противофильтрационных устройств: завеса и экран.

При намыве экрана подают пульпу в близлежащее озеро через выпуски и отводят воду с помощью плавучей насосной станции, размещенной в озере, находящемся за водоемом, в который осуществляется намыв (рис. 3).

Рис. 3. Схема намыва противофильтрационного экрана из торцевого

выпуска с водозаборным устройством: 1 - внутренняя дамба; 2 - внешняя дамба; 3 - распределительные выпуски;

4 - противофильтрационная завеса; 5 - торцевой выпуск; 6 - канавы (траншеи); 7 - водозаборное устройство; 8 - намывной экран; 9 - намытые хвосты; 10,11,12 - депрессии рельефа (озера)

В следующем случае поток пульпы подают через торцевой выпуск в озеро, ближнее к оси распределительного пульпопровода, до его заполнения, потом удлиняют торцевой выпуск до границы следующего озера. Одновременно намывом из распределительных выпусков формируется экран, расположенный по периметру хвостохранилища на одинаковом расстоянии от оси распределительного пульпопровода.

Обратный намыв экрана отличается от предыдущего тем, что сначала подают поток пульпы в озеро, дальнее от оси распределительного пульпопровода, через торцевой выпуск до полного его заполнения хвостами, потом укорачивают торцевой выпуск до границы следующего озера (рис. 4).

Рис. 4. Схема намыва противофильтрационного экрана обратным намывом из торцевого и распределительных выпусков:

1- внутренняя дамба; 2 - внешняя дамба; 3 - распределительные выпуски; 4 - противофильтрационная завеса; 5,6 - торцевые выпуски;

7, 8 - намытые хвосты

Противофильтрационная завеса устраивается следующим способом. В подошве пионерной дамбы с внутренней к хвостохранилищу стороны прокладывается траншея шириной 2-2,5 м и глубиной 2-5 м. На вершине дамбы укладывают распределительный пульпопровод с распределительными выпусками, расположенными на различных уровнях. Затем подают пульпу по откосу дамбы в траншею, сначала из нижнего распределительного выпуска, потом из верхнего. После заполнения траншеи производится намыв противофильтрационного экрана ложа хвостохранилища.

Внедрение результатов работы на втором поле хвостохранилища «Лебяжье» подтвердило эффективность противофильтрационных мероприятий и обоснованность основных принципов обеспечения экологической безопасности хвостохрани-лищ в криолитозоне.

Ожидаемый предотвращенный экологический ущерб при внедрении предложенных рекомендаций составляет 4,5 млн. руб. в первый год строительства хвосто-хранилища.

Выводы

В диссертационной работе решена актуальная задача повышения промышленной и экологической безопасности хвостохранилищ в криолитозоне: разработаны методика геоэкологического анализа, классификация нарушений и загрязнений окружающей среды, прилегающей к хвостохранилищам, и рекомендации по повышению фильтрационной устойчивости сооружений.

Проведенный комплекс исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Содержание хвостохранилищ в криолитозоне и обеспечение их экологической безопасности определяются крайней изменчивостью климатических особенностей района, высокой сложностью инженерно-геологических условий, многообразием состава и свойств мерзлых и талых грунтов, изменчивостью показателей физико-механических характеристик искусственных грунтов.

2. Разработана методика геоэкологического анализа влияния эксплуатации хвосто-хранилищ на окружающую среду, включающая последовательность следующих операций: изучение технологических особенностей проектирования и эксплуатации хвостохранилищ; сбор исходных данных; обобщение ранее выполненных работ о состоянии окружающей среды; полевые и лабораторные исследования; расчет экологического ущерба; обоснование основных факторов, определяющих устойчивость и экологическую безопасность сооружений; типизация воздействий хвостохранилища на окружающую среду и классификация их последствий; составление инженерно-геоэкологических моделей; мероприятия по снижению негативных воздействий проектируемых и эксплуатируемых хвостохранилищ на окружающую среду; расчет ожидаемого предотвращенного экологического ущерба; мониторинг устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений хвостохранилища; расчеты фактического экологического ущерба окружающей среде.

3. Воздействия гидротехнических сооружений на природную среду необходимо рассматривать как результаты следующих видов деятельности: проектирование объектов, строительство и оборудование инженерных сооружений, непосредственно эксплуатация сооружений, включая аварии и ликвидацию их последствий. При этом в первом случае нарушения и загрязнения пока идеальные, т.е. не материализованные на практике, приобретают законный (разрешенный) характер, во втором преобладают нарушения, а в третьем - загрязнения компонентов природной среды.

4. Разработана типизация воздействий хвостохранилищ на окружающую среду и классификация их последствий, характеризующая и источники воздействий, и вызванные ими изменения в природной среде, как в целом, так и поэлементно.

5. Обосновано, что необратимые изменения в окружающей среде связаны с фильтрацией вод из хвостохранилищ. Установлено, что без устройства противофильт-рационного экрана мерзлые грунты основания ложа будущего хвостохрани-лища перейдут в талое состояние уже на начальных этапах эксплуатации (при полном оттаивании 10 лет), при этом фильтрация техногенных вод из хвостохранилища может достигать 20-30% от объемов хранящейся в хвостохра-нилище оборотной воды.

6. Установлены основные закономерности распределения хвостов в намывном массиве и обоснована возможность использования отходов обогатительных фабрик в качестве материала для устройства намывных противофильтрационных экранов.

7. Экспериментально установлена линейная зависимость коэффициента фильтрации от размера фракций неконсолидированных хвостов Кф = 3,5642 ё, (Я2 = 0,99) и уплотненных хвостов

8. Разработаны конструкции противофильтрационных экранов и технологические особенности их намыва, позволяющие в зависимости от схемы укладки хвостов снизить фильтрационные потери от 45% до 80%.

9. Разработаны картографические модели состояния окружающей среды, позволяющие наглядно проследить влияние хвостохранилищ на природные компоненты и оценить эффективность природоохранных мероприятий.

10. Доказано, что фильтрационная устойчивость хвостохранилищ должна быть обеспечена в талом состоянии, тогда ожидаемое естественное промерзание техногенного массива будет рассматриваться как дополнительное условие, обеспечивающее устойчивость хвостохранилища в целом.

11. Надежность и экологическая безопасность хвостохранилищ может быть обеспечена только с использованием комплексного системного подхода при соблюдении критериев безопасности и единства причинно-следственных связей технологических приемов эксплуатации и природной среды.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гулан Е.А. Горное дело и окружающая среда: Методические указания к практическим занятиям для студентов спец. 090200 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» очной формы обучения/Норильский индустр. ин-т. - Норильск, 2001. - 32 с.

2. Бутюгин В.В., Гулан ЕА Геоэкологические модели техногенных воздействий горного производства на геологическую среду//Экология и безопасность жизнедеятельности: Сб. матер. II Междунар. науч.- практ. конф.; Под ред. Ю.И. Вдо-вина. - Пенза: МНИЦ ПГСХА, 2002. - С.40-43.

3. Гулан Е.А. Фотограмметрия. Дешифрирование аэрофотоснимков: Методические указания к практическим занятиям для студентов спец. 090100 «Маркшейдерское дело» очной формы обучения/Норильский индустр. ин-т. - Норильск, 2002. -34 с.

4. Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Типизация техногенных воздействий на геологическую среду и классификация их экологических последствий//Сб. докл. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых./Норильский индустр. инт. - Норильск, 2002. - С.31-32.

5. Гулан Е.А. Геоэкологический анализ и прогноз воздействия горного производства на окружающую среду в Норильском промышленном районе//Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: Сб. матер. Междунар. конф. - Пущино, 2003. -С. 51-52.

6. Гулан ЕА Типизация техногенных воздействий на геологическую среду и классификация их экологических последствий в Норильском промышленном

районе//Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: Сб. матер. Междунар. конф. - Пущине-, 2003. - С. 52-53.

7. Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Геоэкологические аспекты фильтрационной устойчивости хвостохранилищ в криолитозоне//Современные технологии освоения минеральных ресурсов: Сб. науч. трудов. - Красноярск: ГОУ «ГАЦМиЗ», 2003. -С. 201-205.

8. Бутюгин В.В., Гулан Е.А., Миронов М.П., Свечкарев П.В. Мониторинг изменений территорий, прилегающих к промышленным объектам//Достижения науки и техники — развитию Норильского промышленного района: Сб. докл. регион, науч.- техн. конф./Норильский индустр. ин-т. - Норильск, 2003. - С. 235-240.

9. Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Новый подход к обеспечению фильтрационной устойчивости хвостохранилищ в криолитозоне//Геотехнология: нетрадиционные способы освоения месторождений полезных ископаемых: Сб. матер. Междунар. науч.- техн. Симпозиума/РУДН. - М., 2003. - С.65-66.

10.Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Подготовка основания хвостохранилищ и противо-фильтрационные мероприятия//Достижения науки и техники - развитию Норильского промышленного района: Сб. докл. регион, науч.-техн. конф./Норильский индустр. ин-т. - Норильск, 2003. - С. 233-235.

11.Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Оценка влияния хвостохранилища Надеждинского металлургического завода на геологическую среду в Норильском промышленном районе//Инженерная геология и охрана геологической среды. Современное состояние и перспективы развития: Сергеевские чтения. Вып. 6./Мат. год. сессии научн. совета РАН по проблемам геоэкологии, инж. геологии и гидрогеологии - М.: ГЕОС, 2004. - С. 332-336.

12-Бутюгин В.В., Гулан Е.А., Каминская А.А. Исследования в области оценки воздействия хвостохранилищ Норильского региона на биосферу как составная часть дисциплины «Геоэкология //Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке: Сб. матер. Междунар. дистанц. конф./РУДН, - М.; 2004. -С.317-318.

13.Каргинов К.Г., Гулан Е.А., Влияние переработки руд на окружающую среду и методическое обеспечение дисциплины «Геоэкология»//Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке: Сб. матер. Междунар. дистанц. конф./РУДН, - М.; 2004. - С. 53-57.

14.Бутюгин В.В., Гулан Е.А., Чекушина Е.В. Инженерно-геоэкологическая система «хвостохранилище - биосфера» и дисциплина «Геоэкология»//Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке: Сб. матер. Междунар. дистанц. конф./ РУДН, - М.; 2004. - С. 319-322.

15.Бутюгин В.В., Скачков М.С., Гулан Е.А., Пыхтин Б.С., Конев В.А. Опыт эксплуатации хвостохранилищ в Норильском промышленном районе .//Горный журнал. - 2004. - №5 - С. 54-58.

Гулан Елена Анатольевна

Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны (на примере Норильского промышленного района)

Рассмотрены вопросы измененности окружающей среды при проектировании, строительстве и эксплуатации хвостохранилищ как долговременных источников воздействий на окружающую среду.

На основе комплексного подхода разработана методика геоэкологического анализа системы «хвостохранилище - окружающая среда»; установлены и обоснованы основные факторы, обеспечивающие экологическую безопасность гидротехнических сооружений в криолитозоне; построены геоэкологические модели действующих хвостохранилищ; составлена типизация воздействий хвостохрани-лищ на природную среду и дана классификация их последствий.

Разработаны и внедрены мероприятия по обеспечению устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений в криолитозоне.

Helen A. Gulan

The evaluation of the tailing dumps' influence on the cryolite zone environment (on the example of Norilsk Manufacturing Region)

The problems of environment changes during design, construction and using of the tailing dumps as long-duration sources of influence on the environment were examined.

Based on the comprehensive approach the methodology of geoecological analysis of the "tailing dump - environment" system was developed; main factors were established and based, providing ecological safety of the hydrotechnical constructions in the cryolite zone; geoecological models of the existing tailing dumps were built, typifica-tion of the tailing dumps' influence on the environment was developed and the consequence classification was given.

Actions assuring the stability and ecological safety of the hydrotechnical constructions in the cryolite zone were developed and implemented.

ЛР№ 021341 от 19.05.99.

Подписано в печать 07.12.2004. Формат 60x84 1/16.

Бум. для копир.-мн.ап. Гарнитура Times New Roman. Печать плоская.

Усл.п.л.1,25. Тираж 100 экз. Заказ 120_

663310, Норильск, ул. 50 лет Октября, 7. Отдел ТСО и полиграфии НИИ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гулан, Елена Анатольевна

Введение.

Глава 1. Содержание хвостохранилищ в криолитозоне.

1.1. Современные технологии эксплуатации хвостохранилищ.

1.2. Промышленная безопасность хвостохранилищ, методы контроля.

1.3. Изучение фильтрационной устойчивости хвостохранилищ.

1.4. Исследования экологической безопасности хвостохранилищ. щ 1.5. Геоэкологические исследования в Норильском промышленном районе.

1.6. Выводы.

Глава 2. Инженерно-геоэкологическая система хвостохранилище - окружающая среда».

2.1. Объект и методика исследований.

2.2. Характеристика района исследований. ф 2.3. Характеристика хвостохранилища «Лебяжье».

2.4. Инженерно-геологические условия территории расположения хвостохранилища «Лебяжье».

2.5. Состояние компонентов окружающей среды территорий, прилегающих к хвостохранилищу.

2.6. Выводы.

Глава 3. Типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду.

3.1. Воздействие технологических процессов на природную среду и их оценка.

3.2. Типизация воздействий гидротехнических сооружений хвостохранилищ на компоненты природной среды.

3.3.Обобщенная модель воздействий хвостохранилищ на природную среду.

3.4. Оценка воздействия хвостохранилища «Лебяжье» на природную среду.

3.5. Выводы.

Глава 4. Обеспечение экологической безопасности гидротехнических сооружений в криолитозоне.

4.1. Факторы, определяющие устойчивость хвостохранилища «Лебяжье».

4.2. Оценка фильтрационной устойчивости основания хвостохранилища.

4.3 Фильтрационные свойства отвальных хвостов.

4.4. Рекомендации и мероприятия по устройству противофильтрационных экранов в основании ложа второго поля хвостохранилища

Лебяжье».

4.5. Мониторинг фильтрационной устойчивости хвостохранилища.

4.6. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны"

Основные вопросы, определяющие промышленную и экологическую безопасность хвостохранилищ, связаны с технологическими особенностями эксплуатации, методами контроля безопасности сооружения, обеспечением статической и фильтрационной устойчивости, методами исследований, наблюдений и представлением получаемых результатов. Как правило, оценка воздействий на окружающую среду, типизация и классификация их последствий рассматриваются отдельно, а практические вопросы повышения экологической безопасности связываются с разработкой и внедрением эффективных мероприятий по снижению негативных последствий эксплуатации накопителей отходов рудообогащения. Масштабы проявления техногенных воздействий антропогенной деятельности на природную среду, их структура и интенсивность формировались и изменялись одновременно с развитием общества и достигли пика своего развития в современный период, который характеризуется возникновением опасности глобальных изменений.

Актуальность исследований связана с необходимостью анализа воздействий хвостохранилищ на все компоненты окружающей среды, их систематизации, типизации и классификации последствий для выявления экологических проблем осваиваемых территорий и разработки перспективных направлений в обеспечении промышленной и экологической безопасности гидротехнических сооружений. Особую значимость эти вопросы приобретают для криолитозоны, характеризующейся повышенной чувствительностью к техногенным воздействиям.

Объектом исследований является инженерно-геоэкологическая система (ИГЭС) «хвостохранилище - окружающая среда». В задачи исследований входили:

• разработка методики геоэкологического анализа ИГЭС «хвостохранилище - окружающая среда»;

• типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация их последствий;

• создание геоэкологических моделей ИГЭС «хвостохранилище - окружающая среда»;

• разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений.

• апробация и внедрение результатов исследований. Научная новизна работы

1. Разработана методика геоэкологического анализа эксплуатации хвостохранилищ в криолитозоне.

3. Разработана классификация нарушений и загрязнений окружающей среды, прилегающей к хвостохранилищам, и установлена покомпонентная степень ее измененности.

4. Разработана геоэкологическая модель действующего и проектируемого хвостохранилищ.

Защищаемые положения

1. Методика геоэкологического анализа воздействия хвостохранилищ на природную среду.

2. Типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и классификация их последствий.

3. Инженерно-геоэкологическая модель хвостохранилища.

4. Инженерные и геоэкологические принципы обеспечения устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений в криолито-зоне.

В основу работы положены результаты научно-исследовательских и про-ектно-изыскательских работ ВНИИ ВОДГЕО (1976); Санкт-Петербургского политехнического института (2002); Норильского индустриального института (1997-1999); Норильского регионального отделения МАНЭБ (1998-2003); ПГП «Норильскгеология» (1998); института «Норильскпроект» (2000, 2002); ЗАО «Механобр инжиниринг» (2000-2004); опубликованные материалы и результаты личных исследований автора.

С 2000 по 2003 гг. автор принимал участие в выполнении двух научно-исследовательских работ по оценке и прогнозу промышленной и экологической безопасности хвостохранилищ Норильского промышленного района, в том числе непосредственно участвовал в полевых работах и лабораторных исследованиях, изучении физико-механических свойств намывных грунтов, установлении влияния микроструктур хвостов на фильтрационные свойства, физико-математическом моделировании процессов, происходящих в основаниях гидротехнических сооружений в различных условиях эксплуатации, физическом моделировании намыва экранов, обработке результатов полевых и лабораторных исследований, разработке рекомендаций и мероприятий по снижению негативного техногенного влияния хвостохранилищ на компоненты окружающей среды.

Достоверность научных положений и выводов обосновывается высоким качеством исходной информации, применением современных методов исследований и подтверждается фактическим состоянием изучаемых объектов и результатами внедрения.

Практическая значимость работы

Основные результаты исследований внедрены в проекты «Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье» для совместного складирования хвостов с наращиванием дамбы до отм. 90,0 м. Корректировка проекта» (шифр 32156-1.3); «Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле» (шифр 32216-101 ГИ); «Расширение хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле совместного складирования хвостов НОФ и ТОФ» (шифр 32360), используются при эксплуатации хвостохранилища «Лебяжье», а также при составлении годовых отчетов о состоянии хвостохранилищ для представления в органы Госгортехнад-зора России (2000-2004 гг.).

Отдельные положения диссертационной работы использованы в разделах к проектам по оценке воздействий на окружающую среду и в учебном процессе в курсах дисциплин «Природные ресурсы и их рациональное использование», «Горное дело и окружающая среда».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составляет более 500 тыс. руб. в год.

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: региональных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (Норильск, 2001-2004 гг.); Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2002 г.); Международной конференции «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения» (Пущино, 2003 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (Красноярск, 2003 г.); Международном научно-техническом симпозиуме «Геотехнология: нетрадиционные способы освоения месторождений полезных ископаемых» (Москва, 2003 г.), Международной конференции «Неделя горняка» (Москва, 2004 г.), Международном научно-техническом симпозиуме «Сергеевские чтения» (Москва, 2004 г.), Международной дистанционной конференции «Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке» (Москва, 2004 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 научно-технических статей и тезисов докладов, 2 учебно-методические работы. Отдельные положения диссертационной работы, в качестве самостоятельных разделов, содержатся в подготовленной к изданию монографии «Геоэкологические проблемы промышленной гидротехники в криолитозоне».

Работа выполнялась под руководством доктора технических наук, профессора А.Е. Воробьева, которого автор благодарит за ценные советы и помощь, проявленные при подготовке работы. Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность за консультации в процессе выполнения диссертационной работы и помощь в проведении исследований кандидату геолого-минералогических наук, доценту В.В. Бутюгину. Автор выражает глубокую благодарность профессору А.А. Колегову, доценту М.С. Скачкову, начальнику цеха гидротехнических сооружений Б.С. Пыхтину и всем, кто принимал участие в обсуждении работы и содействовал ее завершению.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Гулан, Елена Анатольевна

4.6. Выводы

Проведенный комплекс исследований позволяет сделать следующие выводы.

1. Основными принципами обеспечения статической и экологической безопасности хвостохранилищ в криолитозоне являются:

• Устойчивость гидротехнического сооружения должна быть обеспечена в талом состоянии, тогда ожидаемое естественное промерзание техногенного массива будет рассматриваться как дополнительное условие, обеспечивающее устойчивость хвостохранилища в целом.

• При работах на гидротехнических сооружениях хвостохранилищ необходимо четко обозначить понятия объекта и предмета исследований, задачи наблюдений, исследований и контроля.

• Надежность и экологическая безопасность хвостохранилищ может быть обеспечена только с использованием комплексного системного подхода при соблюдении критериев безопасности и единства причинно-следственных связей технологических приемов эксплуатации объекта и устойчивости природной среды.

• Обеспечение безопасности хвостохранилищ должно сопровождаться повышением степени экологизации их проблем.

2. Обоснованы и охарактеризованы основные факторы, определяющие статическую и фильтрационную устойчивость хвостохранилища.

3. Установлено, что хвосты обогатительных фабрик (НПР) имеют скелетную микроструктуру, тип структурной модели - тонко-мелкопесчаный элементарный и средне-крупнопесчаный элементарный. Структурные связи между частицами и агрегатами, формирующиеся в массивах искусственных грунтов хвостохранилищ при диагенезе, относятся к коагуляционному или переходному типу, при этом каждому типу микроструктур свойственны определенные фильтрационные характеристики.

4. Установлено, что коэффициент фильтрации хвостов закономерно снижается при переходе от средне-крупнопесчаной структурной модели грунта к грубоглинистой. Хвосты, проявляющие пластичные свойства и характеризующиеся набуханием, имеют минимальные значения фильтрационных параметров.

5. Методами физического и математического моделирования обосновано, что без устройства противофильтрационного экрана, мерзлые грунты основания ложа будущего хвостохранилища перейдут в талое состояние уже на начальных этапах эксплуатации, при этом фильтрация техногенных вод из хвостохранилища может достигать 20 - 30% от объемов хранящейся в хвостохра-нилище оборотной воды. Особенно большие потери будут наблюдаться в первые годы эксплуатации сооружения. При отсутствии фильтрации из прудка-отстойника (устройство водонепроницаемого экрана) тепловое воздействие на грунты основания будет оказываться только на верхние горизонты разреза и только в начале эксплуатации, в дальнейшем возможно естественное восстановление мерзлого режима.

6. Фильтрационные параметры намывных грунтов зависят от их гранулометрического состава. Коэффициент фильтрации закономерно уменьшается с увеличением дисперсности хвостов, минимальные значения (9x10" м/сут) отмечаются для фракций размером менее 0,005 мм. Дополнительное уплотнение приводит к соответственному снижению фильтрационных показателей, при этом наибольшее изменение отмечается для наиболее мелких фракций хвостов (Кф = 4x10"4 м/сут). Обоснована возможность использования отходов обогатительных фабрик ЗФ ОАО «ГМК «Норильский Никель» в качестве материала для устройства противофильтрационного экрана при строительстве второго поля хвостохранилища «Лебяжье».

7. Разработаны способы и конструкции противофильтрационных завес и экранов, и технологические рекомендации по их практической реализации.

8. Разработаны основные положения мониторинга фильтрационной устойчивости хвостохранилища и снижения затрат на проведение регулярных замеров температур грунтов основания, наблюдений за уровнями воды в теле строящегося сооружения, а также деформациями ограждающей дамбы и устойчивости сооружения в целом.

Предотвращенный экологический ущерб оценивается ~ 4 665 129 руб.

134

Заключение

Проведенный комплекс исследований позволяет сделать следующие выводы:

2. Разработана методика геоэкологического анализа влияния эксплуатации хвостохранилищ на окружающую среду, включающая последовательность следующих операций: изучение технологических особенностей проектирования и эксплуатации хвостохранилищ; сбор исходных данных; обобщение ранее выполненных работ о состоянии окружающей среды; полевые и лабораторные исследования; расчет экологического ущерба; обоснование основных факторов, определяющих устойчивость и экологическую безопасность сооружений; типизация воздействий хвостохранилища на окружающую среду и классификация их последствий; составление инженерно-геоэкологических моделей; мероприятия по снижению негативных воздействий проектируемых и эксплуатируемых хвостохранилищ на окружающую среду; расчет ожидаемого предотвращенного экологического ущерба; мониторинг устойчивости и экологической безопасности гидротехнических сооружений хвостохранилища; расчеты фактического экологического ущерба окружающей среде.

5. Обосновано, что необратимые изменения в окружающей среде связаны с фильтрацией вод из хвостохранилищ. Установлено, что без устройства противофильтрационного экрана мерзлые грунты основания ложа будущего хвостохранилища перейдут в талое состояние уже на начальных этапах эксплуатации (при полном оттаивании 10 лет), при этом фильтрация техногенных вод из хвостохранилища может достигать 20-30% от объемов хранящейся в хвостохранилище оборотной воды.

7. Экспериментально установлена линейная зависимость коэффициента фильтрации от размера фракций неконсолидированных хвостов Кф — 3,5642 d, (R2 = 0,99) и уплотненных хвостов Кф = 2,9378 d, (R2 = 0,96).

8. Разработаны конструкции противофилырационных экранов и технологические особенности их намыва, позволяющие в зависимости от схемы укладки хвостов снизить фильтрационные потери от 45% до 80%.

10.Доказано, что фильтрационная устойчивость хвостохранилищ должна быть обеспечена в талом состоянии, тогда ожидаемое естественное промерзание техногенного массива будет рассматриваться как дополнительное условие, обеспечивающее устойчивость хвостохранилища в целом.

11 .Надежность и экологическая безопасность хвостохранилищ может быть обеспечена только с использованием комплексного системного подхода при соблюдении критериев безопасности и единства причинно-следственных связей технологических приемов эксплуатации и природной среды.

137

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гулан, Елена Анатольевна, Москва

1. Айриянц А.А., Бортникова С.Б. Хранилище сульфидсодержащих отходов обогащения как источник тяжелых металлов (Zn, Pb, Си, Cd) в окружающей среде//Химия в интересах устойчивого развития. - 2000. - № 3. -С. 315-326.

2. Аксенов С.Г. Основные принципиальные положения конструирования ограждающих сооружений хвосто- и шламохранилищ//Белгород: ГУПВИОГЕМ. 1997. -№ 1. - С. 144-150.

3. Аксенов С.Г., Жабовский В.П. Проблемы безопасности накопителей промстоков (хвостохранилищ, шламохранилищ и гидроотвалов) промышленных предприятий и пути повышения их устойчивой рабо-ты//Белгород: ГУПВИОГЕМ. 1997. - № 1. - С. 127-132.

4. Арну М. Теоретические основы взаимодействия человека и геологической среды: Докл. 27 Межд. геол. конгресса. Инженерная геология. Т.17. -М.: Наука, 1984.-С. 3-7.

5. Бахирева Л.В. и др. Оценка геологического и геохимического риска в схемах геологической среды культурно-исторических зон //Инженерная геология. 1989. - №6. - С. 36-47.

6. Биянов Г.Ф. О температурном режиме и соответствующей классификации грунтовых плотин на вечной мерзлоте//Энергетическое строительство. 1983. - №3. - с. 44-46.

7. Биянов Г.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. М.: Энергоатомиздат, 1983. -176 с.

8. Близняк Е.Б. О проектировании и постройке плотин в условиях вечной мерзлоты//Гидротехническое строительство. 1937. - №9. - С. 15-22.

9. Бородавко Ф.Ф. Экранирование ложа хвостохранилищ намывным способом: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1987. - 23 с.

10. Ю.Бутюгин В.В. Инженерно-геологическая оценка скального основания плотины хвостохранилища Норильского промышленного района

11. Гидротехническое строительство. 2003. - №2. - С. 34-39.

12. П.Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Типизация техногенных воздействий на геологическую среду и классификация их экологических последствий: Докл. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. /Норильский индустр. ин-т. Норильск, 2002. - С. 31-32.

13. Бутюгин В.В., Гулан Е.А. Геоэкологические аспекты фильтрационной устойчивости хвостохранилищ в криолитозоне//Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Сб. науч. трудов. Красноярск: ГОУ «ГАЦМиЗ», 2003. - С. 201-205.

14. Бутюгин В.В., Скачков М.С., Гулан Е.А., Пыхтин Б.С., Конев В.А. Опыт эксплуатации хвостохранилищ в Норильском промышленном рай-оне.//Горный журнал. 2004. - №5 - С. 54-58.

15. Виноградов Б.В., Орлов В.А., Снакин В.В. Биотические критерии выделения зон экологического бедствия России. ИЛ РАН. Сер.5. География. - 1993.-№5.-С. 77-79.

16. Воробьев А.Е. Роль горнопромышленного комплекса в эволюции биосферы Земли//Вестник МАНЭБ. Владикавказ, 1998, №10. - С. 10-15.

17. Временное методические пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. Новороссийск: 1985. -45 с.

18. Гальперин A.M., Дьячков Ю.Н. Гидромеханизированные природоохранные технологии. М.: Недра, 1993. - 165 с.

19. Гальперин A.M., Романщак А.А. Перспективные задачи гидрогеомехани-ческого и инженерно геологического обеспечения при формировании техногенных массивов хвостохранилищ//Белгород: ГУПВИОГЕМ. - 1997. -№ 1. - С. 104-108.

20. Геолого-экологическое картирование масштаба 1:1000000 Норильского района. Норильск: НКГРЭ, 1996.-306 с.

21. Геотехнические и фильтрационные исследования хвостохранилища на оз. Лебяжьем. Отчет./ВНИИ «ВОДГЕО». Том 1, М., 1978. - 135 с.

22. Герасимова А.С., Королев В.А. Проблемы устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям/Обзор. Гидрогеология, инженерная геология. М.: АО Геоинформмарк, 1994. 47 с.

23. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика/Под ред. Недрига В.П. М.: Стройиздат, 1983. - 543 с.

24. Гидротехнические сооружения. /Под ред. Гришина М.М. М.: Высшая школа, 1979. - 615 с.

25. Глазовская М.А. Принципы классификации природных систем по устойчивости к техногенезу и прогнозное ландшафта о-геохимическое райони-рование//Устойчивость геосистем. М.: Наука, 1983. С. 61-77.

26. Гоголев А.Е. Новые технологии создания противофильтрационных экранов из грунтово-полимерных материалов/ЛГруды Волжской государственной академии водного транспорта. 1999. № 283, ч.2.

27. Головишников В.И., Щетинина А.П. Инженерно-геологический контроль за состоянием намывных массивов хвостохранилищ// Белгород: ГУП-ВИОГЕМ. 1997. - № 1.-С. 135-139.

28. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Геологическая среда промышленных регионов. М.: Недра, 1989. - 220 с.

29. Гольдин А.Д., Рассказов JI.H. Проектирование грунтовых плотин: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 304 с.

30. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии: Учебное пособие. -Смоленск.: Изд-во Смоленского гуманитарного университета, 1998. -448 с.

31. Гулан Е.А. Геоэкологический анализ и прогноз воздействия горного производства на окружающую среду в Норильском промышленном рай-оне//Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: Сб. матер. Между-нар. конф. Пущино, 2003. - С. 51-52.

32. Гулан Е.А. Горное дело и окружающая среда: Методические указания к практическим занятиям для студентов спец. 090200 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» очной формы обучения/Норильский индустр. ин-т. Норильск, 2001. - 32 с. \

33. Гулан Е.А. Типизация техногенных воздействий на геологическую среду и классификация их экологических последствий в Норильском промышленном районе//Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: Сб. матер. Междунар. конф. Пущино, 2003. - С. 52-53.

34. Гулан Е.А. Фотограмметрия. Дешифрирование аэрофотоснимков: Методические указания к практическим занятиям для студентов спец. 090100

35. Маркшейдерское дело» очной формы обучения/Норильский индустр. ин-т. Норильск, 2002. - 34 с.

36. Дмитриева И.Л. Экология и безопасность гидротехнических объектов// Безопасность энергетических сооружений. Вып. 1. М.: АО НИИЭС, 1998. С. 70-74.

37. Добров Э.М., Емельянов С.Н., Кочеткова Р.Г. Грунтовая смесь: Пат. 2119010. Россия, МПК Е 02 D 3/12 № 97106001/03. Заявл. 14.4.97. Опубл. 20.9.98. Бюл. № 26.

38. Долгих С.Н., Мауль В.К. Опыт строительства и эксплуатации бессточных хвостохранилищ в условиях Крайнего Севера //Гидротехническое строительство. 1997. - № 7. - С. 28-35.

39. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. М.: Недра, 1978. - С. 439.

40. Ермолаева А.Н. Возведение противофильтрационных устройств из глинистых грунтов с учетом технологических характеристик//Изв. ВНИИ гидротехники, 1996. № 231.

41. Ершов Э.Д. Общая геокриология: Учебник для вузов. М.: Недра, 1990. -559 с.

42. Иванов Н.С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах. М.: Наука, 1969. - 240 с.

43. Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. М.: Высш. шк. - 1991. - 447 с.

44. Инструкция. Эксплуатация хвостохранилища № 2 и бассейна оборотной воды Норильской обогатительной фабрики. И 14.52-22-98. Норильск, -1998,- 12 с.

45. Исследование устойчивости ограждающей дамбы в примыкании к участку расширения хвостохранилища Норильского горно-металлургического комбината им. А.П. Завенягина. Отчет./ВНИИ «ВОДГЕО». М.: - 1976. -144 с.

46. Каменский P.M. Теплотехнический расчет льдогрунтовой противофильт-рационной завесы плотины с учетом взаимного влияния коло-нок//Гидротехническое строительство. 1971. - № 4. - С. 38-42.

47. Касьяненко А.А., Лапшин В.М. Оценка влияния пыли шламохранилищ на окружающую среду/Международный экологический форум: «Современные экологические проблемы провинции». Курск, 1995. - 5с.

48. Касьяненко А.А. Техногенные системы и экологический риск. Учебное пособие. Часть I. М.: РУДН, 2001. - 93 с.

49. Котлов Ф.В., Брашина И.А., Сипягина И.К. Город и геологические процессы. М.: Наука, 1967. - 228 с.

50. Кроник Я.А. Термомеханические модели мёрзлых грунтов и криогенных процессов//Реология грунтов и инженерное мерзлотоведение. М.: Наука, 1982.-С. 200-212.

51. Кузнецов Г.И. Криогенные технологии экранирования накопителей промышленных отходов//Наука производству. - 2000. - №3 -С. 39-43.

52. Кузнецов Г.И. Рекомендации и предложения по проектированию гидротехнических сооружений на вечномерзлых грунтах//Сборник аннотаций законченных в 1968 г. НИР по гидротехнике. JL: Энергия, 1969. - С. 270-271.

53. Кузнецов Г.И. Сооружения из грунтовых материалов. Вып. 1. Методические указания по проектированию хранилищ промстоков на вечномерзлых основаниях (методическое пособие). Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1974. - 140 с.

54. Кузнецов Г.И. Особенности проектирования хвостохранилищ в северной климатической зоне//Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Сборник научных трудов. Том 149. Грунтовые плотины в северной строительной климатической зоне. Л.: Энергия, 1981. - С. 65-71.

55. Кузнецов Г.И. Эффективные технические решения накопителей промышленных отходов в криолитозоне//Известия вузов. Строительство. 1999. -№5.-С. 85-94.

56. Кузнецов Г.И. Эффективный способ регулирования теплового режима ограждающей дамбы намывного накопителя в сложных мерзлотно-геологических условиях//Известия вузов. Строительство. 1995. - № 1. — С. 75-79.

57. Кузнецов Г.И., Скок А.С. Исследование влияния термического режима тела основания намывных дамб хвостохранилища Норильского ГМК на их прочность устойчивость//Сборник аннотаций законченных в 1968 г. НИР по гидротехнике. Л.: Энергия, 1969. - С. 186-189.

58. Кузнецов Г.И. Методические основы изучения экологии промышленных накопителей//Известия вузов. Строительство. Новосибирск, 1996. -№ 12.-С. 124-125.

59. Лолаев А.Б. Инженерно-геокриологические проблемы освоения криоли-тозоны. М.: МИСИ, 1998. - 154 с.

60. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве. Новосибирск: Наука, 1985.- 122 с.

61. Макаров С.А., Рященко Т.Г., Акулова В.В. Геоэкологический анализ территорий распространения природно-техногенных процессов в неоген-четвертичных отложениях Прибайкалья Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. - 160 с.

62. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом). М., 1998.-32 с.

63. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ ватмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом). М., 1998. 45 с.

64. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (на основе удельных показателей). М., 1998.-35 с.

65. Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М., Проскуряков Н.М. Экология горного производства.: Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1991. - 320 с.

66. Мосейкин В.В. Геолого-экологическая оценка намывных техногенных массивов хранилищ горнопромышленных отходов: Автореф. дис. на со-иск. уч. степ. докт. техн. наук. М., 2000. - 32 с.

67. Насыров Р.Х., Федоров JI.B., Федоров M.JL, Хмарина JI.K. Способ охраны грунтовых вод от загрязнения отходами шламохранилищ. Пат. 2165497. Россия.

68. Огарков А.А., Прокофьев Ю.Н., Коченова В.В. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации полигонов с противофильтрационной защитой для складирования отходов промышленных предпри-ятий//Гидротехническое строительство. 1998. - № 5. - С.45-49.

69. Определение физико-механических свойств отсыпных хвостов ограждающей дамбы хвостохранилища «Лебяжье». Технический отчет. /ОКИЗ «Норильскпроект». Норильск, 1997. 62 с.

70. Отчет о комплексных инженерных изысканиях, выполненных на объекте: хвостохранилище № 2 Норильского горно-металлургического комбината им А.П. Завенягина/«КрасТИСИЗ, Красноярск, 1991. 113 с.

71. Паспорт хвостохранилища № 2 на оз. «Лебяжье»/ЦГТС и ГТ ПООФ. Норильск, 1999.-42 с.

72. Пахомов С.И., Монюшко A.M. Инженерно-геологические аспекты техногенного изменения свойств глин. М.: Наука, 1988. 120 с.

73. Пашкевич М.А. Негативное воздействие техногенных массивов на природную среду: Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 2001. С. 154-156.

74. Пашкевич М.А. Эколого-экономическая оценка риска воздействия техногенных массивов на окружающую среду: Горный информационноаналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 1999. С. 91-93.

75. Пучков Л.А., Воробьев А.Е. Человек и биосфера: вхождение в техносферу: Учебник для ВУЗов. М.: Издательство МГГУ, 2000. - 342 с.

76. Попов Е.А., Пармузин Ю.П. Водный режим рек и озер Норильского рай-она/Путоранская озерная провинция (Труды Лимнологического ин-та СО АН СССР, Т.20 (40)). Новосибирск: Наука, Сибирское отд., 1975. -С. 32-56.

77. Разнообразие рыб Таймыра: Систематика, экология, структура видов как основа биоразнообразия в высоких широтах, современное состояние в условиях антропогенного воздействия/Д.С. Павлов, К.А. Саваитова, М.А. Груздева и др. М.: Наука, 1999. - 207 с.

78. Расширение хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле совместногоскладирования хвостов НОФ и ТОФ. Проект./АОЗТ «Механобр инжиниринг». С-Петербург, 2004. 152 с.

79. Результаты гидрогеологических и инженерно-геологических работ на хвостохранилище «Лебяжье». Отчет./ПГП «Норильскгеология». Талнах, 1999.- 17 с.

80. Результаты определений физических свойств грунтов хвостохранилища «Лебяжье». Технический отчет/ОКИЗ «Норильскпроект». Норильск, 1997. 5 с.

81. Рекомендации по обеспечению устойчивости хвостохранилища «Лебяжье». Отчет./МАНЭБ. Норильск, 1999. 142 с.

82. Рекомендации по проектированию золошлакоотвалов тепловых электрических станций. П 26-85 /ВНИИГ. Л.: Изд. ВНИИГ, 1986. - 127 с.

83. Рекомендации по проектированию и строительству низко- и среднена-порных плотин из мерзлых грунтов. П 30-86/ВНИИГ. Л.: Изд. ВНИИГ, 1987.-41 с.

84. Рекомендации по проектированию и строительству плотин из грунтовых материалов для производственного и питьевого водоснабжения в условиях Крайнего Севера и вечной мерзлоты/ВНИИ ВОДГЕО. М.: Стройиздат, 1976.-113с.

85. Рекомендации по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности/ВНИИ ВОДГЕО. -М.: Стройиздат, 1985. 102 с.

86. Рекомендации по проектированию сооружений хвостохранилищ в суровых климатических условиях/ВНИИ ВОДГЕО. М.: Стройиздат, 1977. -152 с.

87. Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье» для совместного складирования хвостов с наращиванием дамбы до отм. 90,0 м. Корректировка проекта./АОЗТ «Механобр инжиниринг». С-Петербург, 2001. 116 с.

88. Реконструкция хвостохранилища «Лебяжье». Второе поле. Про-ект./АОЗТ «Механобр инжиниринг». С-Петербург, 2000. 105 с.

89. Савченко В.А. Современный климат Норильска. М.: СИП РИА, 2001.- 164 с.

90. Савченко В.А. Экологические проблемы Таймыра. М.: СИП РИА,1998.- 194 с.

91. Семячков А.И. Оценка и прогноз геохимического загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами под воздействием шлаковых отвалов Изв. Урал, горно-геол. акад. 1998, № 8. - С. 199-204.

92. Состояние хвостохранилища № 2 Норильской обогатительной фабрики на озере Лебяжье в 1998 г. Годовой отчет. /АО «Норильский комбинат» Цех гидротехнических сооружений и гидротранспорта. Норильск,1999.-33 с.

93. Строительные нормы и правила. Основания гидротехнических сооружений (СНиП 2.02.02-85.)/Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-48 с.

94. Строительные нормы и правила. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах (СНиП 2.02.04.-88)/Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-52 с.

95. Строительные нормы и правила. Плотины из грунтовых материалов (СНиП 2.06.05.-84)/Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. -32 с.

96. Трофимов В.Т. и др. Теория и методология экологической геологии./ Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1997. - 368 с.

97. Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21.07.97 № 117-ФЗ//Собрание законодательства Российской Федерации, 1997. № 30, ст. 3589.

98. Хрусталев JI.H. Температурный режим вечномерзлых грунтов на застраиваемой территории. М.: Наука, 1971. - 167 с.

99. Цветкова С.Г. Опыт строительства плотины в районах распространения вечномерзлых грунтов//Материалы к основам учения о мёрзлых зонах земной коры. М.: Изд-во АН СССР, 1960. вып.6. - С. 87-112.

100. Цуриков К.О. Некоторые принципы оценки величины техногенного воздействия на геологическую среду Крымской области//Инженерная геология. 1991. № 3. - С. 52-58.

101. Цытович Н.А. К вопросу расчёта фундаментов сооружений, возводимых на вечной мерзлоте//Научно-исследовательские работы Гиромеза, -Л., 1928.-вып. 2.-67 с.

102. Цытович Н.А. Лекция по расчёту фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Л.: Изд-во Ленинградского института сооружений, 1933. —54 с.

103. Цытович Н.А., Ухова Н.В., Ухов С.Б. Прогноз температурной устойчивости плотин из местных материалов на вечномерзлых основаниях. Л.: Стройиздат, 1972. - 145 с.

104. Чжан Р.В. Прогноз температурного режима низко- и средненапор-ных грунтовых плотин в Якутии. Якутск: ИМ СО АН СССР, 1983. -42 с.

105. Черкащенко Н.А., Зотеев В.Г. Экология хвостохранилищ большой емкости.//Белгород: ГУПВИОГЕМ. 1997. - №1-С. 48-53.

106. Экогеохимия городских ландшафтов./Под ред.Н.С. Касимова М.: Изд-во МГУ, 1995. - 336 с.

107. Экологические функции литосферы/Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г., Барабошкина Т.А. и др.; под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 342 с.

108. Эксплуатация хвостохранилища «Лебяжье». Проект./АОЗТ «Меха-нобр инжиниринг». С-Петербург. 2000. - 120 с.

109. Яковлев А.О. Геоморфологические условия промпрощадки и города Норильского промышленного района и учет геоморфологических особенностей площадок при инженерно-геологических изысканиях. От-чет./Институт «Норильскпроект». Норильск. 1989. - 96 с.

110. Chapuis Robert P., Pouliot Gaston. Determination of bentonite content in soil-bentonite liners by X-ray diffraction (Определение содержания бентонита в грунтово-бентонитовых покрытиях с помощью рентгеновских лучей) //Can. Geotech. J. 1996 - 33, № 5.

111. Cendrere A., Diar De Teran J.R. et al. Detailed geological hazards mapping for urban and rural planning in Vizaga // Geol. Environ. Plann: Proc. Int. Symp. Mapp. Serv. Environ. Plann. Trondheim, 6-9 May. 1986. -Trondheim, 1987. - P. 25-41.

112. Cendrere A., Sanches J., Antolin C. Geosientific maps for planning in semiarid regions: Valencia and Gran Canaria, Spain // Engineering Geology. -1990, N 29. P.291-319. Elsevier Science Publishers, B.V. Amsterdam

113. Daniel David. Waste disposal and contaminated sites (Складирование отходов и загрязнение территорий //Ground Eng. 1997-30, № 8.

114. Fannin R.J., Vaid Y.P., Shi Y.C. Filtration behaviour of nonwoven geo-textiles (Фильтрационные свойства нетканного геотекстиля) /Ant. J. Roch Mech. and Mining Sci. and Geomech. Abst. 1995-32- №3.

115. Field Charles R., Stone Scott D. Flexible membrane liners (Гибкие мембранные покрытия) //Civ. Eng. (USA) 1995 - 65, № 4.

116. Horseman S.T., Harington J.F., Sellin P. Gas migration in clay barriers (Миграция газа в экранах из глин) //Eng. Geol. 1999-54, № 1-2.

117. Li Haiyan. (Применение бентонита при создании водонепроницаемых покрытий) Xivu tankuang gongchtng West China Explor. Eng.2000. 12, №4.

118. Liu Changli, Wang Xiuyan, Zhang Yan. (Противофильтрационные свойства песчано-бентонитовых смесей экранов накопителей токсичных отходов) Digiu xuebao=Acta Geosi. Sin. 2000, 21, №1.

119. Stopping leaks with electronics (Остановить фильтрацию с помощью электроники) /Anou //Int. J. Roch Mech. and Mining Sci. and Geomech. Abst. 1995-32-№4.

120. Trraska A., Sodovska K. Colmatage, flows with substance exchange of its volume. Arch. Mining Sci. 2000, 45, № 3.

121. Wheeler P. Prize protection (Выигрышная защитау/Int. J. Rock Mech. and Mining Sci and Geomech. Abstr. 1995 - 32. № 4.

122. A.c. 1010182 СССР, МКИ 4 E 02 7/06. Способ складирования хвостов обогатительных фабрик/ С.Г. Жуков, А.П. Верменич, В.И. Евдоки-мов//№ 3381548/29-15; Заявл. 18.09.1989.

123. А.с. 1043243 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ наращивания хвостохранилища/ И.М. Кирик, А.В. Моргун, И.К. Миньков, Р.Н. Чих// № 3398427/29-15; Заявл. 19.02.1982.

124. А.с. 1145074 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7 / 06. Способ намыва гидротехнических сооружений /Г. М. Бурлаченко, И.Г. Бурлаченко// № 3587045/29-15; Заявл. 21.02.1983.

125. А.с. 1155663 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ наращивания хво-стохранилища/Н.В. Пихтельников, Б.И. Свирякин, В.Н. Шевченко // № 3643707; Заявл. 16.09.1983.

126. А.с. 116114 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Многоярусное намывное шламохранилище/ В.М. Микунис, С.М. Горюнов, Т.Г. Сагдиев, Ю. И. Ткаченко, Л. Я. Тршубов//№ 3599278/29-15; Заявл. 28.03.1983.

127. А.с. 1204671 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва хвостохра-нилищ/Ф.Ф. Бородавко, Т.С. Абашкина//№ 3750849/29-15; Заявл.0406.1984.

128. А.с. 1240822 СССР, МКИ 4 Е 02 7/06. Способ наращивания хвостохранилища/В. А. Мешков//№ 3838124/29-15; Заявл. 08.01.1985.

129. А.с. 1271928 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ возведения хвостохранилища/ Н.В. Пихтельков, В.Н. Шевченко//№ 3880538/29-15; Заявл.0804.1985.

130. А.с. 1366588 СССР, МКИ 4 Е 02 7/06. Устройство для формирования откоса намывного сооружения./Б.М. Шкундин, Г.Д. Фомин, Н.Н. Кожевников/^ 4091943/29-15; Заявл. 09.07.1986.

131. А.с. 1368373 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва грунтового сооружения/Н.А. Красильников, В.М. Иванников, Т.А. Ефимова// №4106212/29-15; Заявл. 11.06.1986.

132. А.с. 1427029 СССР. МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва гидротехнического сооружения/М.К. Мырзахметов, М.Ш. Балтабаев, A.JI. Мас-лов//№ 4225365/ 29-15; Заявл. 06.03. 1987.

133. А.с. 1442598 СССР, МКИ 4 Е 02 7/06. Способ намыва грунтового сооружения/ Ф.Ф. Бородавко, В.П. Патиченко//№ 4173212/29-15; Заявл. 15.02.1986.

134. А.с. 1479567 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва грунтового сооружения/А.В. Рощупкин//№ 4268508/29-15; Заявл. 26.06.1987.

135. А.с. 1488385 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Карта намывной плотины и способ возведения плотины/Н.Г. Антимонова, М.А. Данилов// №4261326/29-15; Заявл. 12.06.1987.

136. А.с. 1513080 СССР. МКИ 4 Е 02 В 7 / 06. Способ складирования от-ходов/Я.М. Адигамов, С.Г. Аксенов, Н.Н. Кумченко, Б.В. Парий, Е.П. Писанец//№ 4347783/23-15; Заявл. 19.10. 1982.

137. А.с. 1523640 СССР, МКИ 4 Е 02 D 17/18. Способ намыв грунтового сооружения/А.В. Рощупкин, Ю.М. Кузнецов, В.Т. Пименов, Т.И. Пеня-скин, Г.П. Степанов, И. П. Будько, Г.Ф. Адрианов//№ 4278504/23-03; Заявл. 11.06.1978.

138. А.с. 15503032 СССР, МКИ 4 Е 02 7/06. Способ возведения хвостохранилища /И.Е. Саратов, С.С. Камышник, К.Ф. Осадчий, З.М. Фрадлин //№ 15503032/29-15; Заявл. 15.04.1988.

139. А.с. 1573079 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7 /06. Способ намыва хвостохра-нилища/В.И. Головишников, А.П. Щетинина//№ 4462708/23-15; Заявл. 18.07.1988.

140. А.с. 1583524 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва сооружений/ В.Г. Мельник, Е.В. Лычагин, В.П. Жабовский, А.В. Гришаев// №4422238/23-15; Заявл. 11.05.1988.

141. А.с. 1596003 СССР. МКИ 5 1: 02В 7 / 06. Способ возведения намывного сооружения/Кузнецов Г.И.//№ 4600558 / 23-15; Заявл. 02.11.1988; Опубл. 30.09. 1990, Бюлл. № 36.

142. А.с. 1659572 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7 / 06. Намывное гидротехническое сооружение/В.Н. Калишевский//№ 4721418/15; Заявл. 24.07.1989.

143. А.с. 1671763 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06, 3/06. Способ намыва гидротехнического сооружения/В .И. Каминская, И.П. Будько, Г.П. Степанов, Т.А. Медведева//№ 4735511/15; Заявл. 05.09.1989.

144. А.с. 1684405 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения намывной ограждающей дамбы гидроотвала/Кузнецов Г.И.//№ 4753299 /15; Заявл. 24.10. 1989; Опубл. 15.10. 1991, Бюлл. № 38.

145. А.с. 1687725 СССР, МКИ 4 Е 02 7/06. Способ складирования отходов обогатительных фабрик намыв грунтового сооружения/ Я.М. Адига-мов, С.Г. Аксенов, А.К. Елисеев, B.C. Куц, Р.К. Потапов.// № 4733064/15; Заявл. 26.06.1989.

146. А.с. 1714020 СССР, МКИ 4 Е 02 В 1/100, 7/06. Способ намыва грунтов/Ю.В. Бруякин, П.В. Черепанов//№ 4794121/15; Заявл. 21.02.1990.

147. А.с. 1765281 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ намыва земляного сооружения/В .Г. Борисов, В.Н. Жусиман//№ 4877030/15; Заявл.2108.1990.

148. А.с. 1771498 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ возведения намывного сооружения/А.А. Огарков, В.Г. Пантелеев// № 4919234/15; Заявл.1203.1991.

149. А.с. 1772312 СССР, МКИ 4 Е 02 В 9/06, Е 02 D 29/02. Намывное гидротехническое сооружение/В.Н. Калишевский//№ 4903199/15; Заявл. 18.01.1991.

150. А.с. 855117 СССР, МКИ 4 Е 02 В 7/06. Способ возведения хвосто-хранилища/Б.А. Лаушкин, В.В. Дудышкин//№ 3880313/29; Заявл. 11.02.1980.

Информация о работе

Гулан, Елена Анатольевна
кандидата технических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны"

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гулан, Елена Анатольевна

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны"

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Гулан, Елена Анатольевна

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гулан, Елена Анатольевна, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка воздействий хвостохранилищ на окружающую среду криолитозоны
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология