Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Прогноз и оценка последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Прогноз и оценка последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду"

На правах рукописи

003489612

БЕЛАЯ Лилия Александровна

ПРОГНОЗ И ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ УГЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Специальность 25.00.36 - «Геоэкология»

Автореферат

. диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 ЛЕН

Тула 2009

003489612

Работа выполнена в Тульском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Качурин Николай Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Абрамкин Николай Иванович

кандидат технических наук, доцент Бакунин Евгений Иванович

Ведущая организация: ОАО «Прокопьевскуголь»

Защита диссертации состоится »<^екаЬрз\ » 2009г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.09 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г.Тула, пр. Ленина, 92, ауд. 220, 6уг. ю^Ьп^с

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета

Автореферат разослан « _» « иеУО/Ьл » 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., проф.

А.Е. Пушкарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Угольная промышленность России играет важную роль в топливно-энергетическом балансе страны. В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности предусматривается превращение ее в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий, освоения месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями, внедрения новых технологий, комплексной экологически чистой переработкой угля, закрытия нерентабельных предприятий.

Программный документ «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», разработанный Минэнерго России в 2000 году, предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичных топливно-энергетических ресурсов (до 38,8%) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны. Основную долю в подземной добыче угля обеспечат шахты Кузбасса. Применительно к Центральному Федеральному округу следует отметить, что планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн. тонн, а в перспективе, в 2015 г., объем добычи должен достигнуть 4 млн. тонн в год.

Увеличение объема производства в условиях рынка приведет к существенному повышению пылегазовых выбросов в атмосферу, увеличению количества жидких стоков и нарушению почвенного слоя. Опасность негативного техногенного воздействия на окружающую среду усугубляется тем, что источники загрязнения сосредоточены на площадях, где ведется активное воздействие на литосферу - в горнопромышленных регионах. В этих условиях особую актуальность приобретает проблема совершенствования технических средств контроля и мониторинга состояния окружающей среды. Практика развитых стран показывает, что решение этой проблемы всегда основывается на эффективной системе экологического мониторинга.

Контроль и мониторинг состояния окружающей среды тесно связаны с оценкой демографических последствий принимаемых решений. Применительно к территориям промышленно развитых регионов России эта составляющая оценки воздействия на окружающую среду имеет исключительную актуальность. Поэтому проблему прогнозной оценки демографических последствий развития подземной угледобычи необходимо рассматривать с позиций совершенствования прогнозных моделей динамики численности населения и оценки средней продолжительности жизни. Однако нет эффективных математических моделей, позволяющих оценить последствия принимаемых крупно масштабных решений политического или социально экономического характера по демографическому фактору.

В ближайшем будущем, в связи с разработкой более насыщенных зольным материалом угольных пластов и ростом добычи поток твердых отходов от переработки углей увеличится. В результате перемещения и складирования отходов происходит формирование техногенных массивов. Среди негативных последствий наблюдается трансформация ландшафтов, ухудшение состояния атмосферы, сокращение площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного пользования, загрязнение поч-

венного покров, развитие эрозионных процессов, изменение гидрологического и гидрогеологического режима района, возникновение социальных и эколого-экономических процессов, носящих порой катастрофический характер. Следовательно, исследования, посвященные совершенствованию методических положений прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду, являются весьма актуальными.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей, отражающих связь интенсивности техногенных воздействий на окружающую среду с потреблением электроэнергии, и характеризующих динамику демографических показателей селитебных территорий, для повышения эффективности прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду горнопромышленных регионов.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду горнопромышленного региона основывается на статистической обработке данных по техногенной нагрузке и потреблению электроэнергии, позволяющей обосновать форму математических моделей загрязнения атмосферы, образования жидких стоков и нарушения почв, а так же на уравнениях популяциомной динамики, адаптированных к рассматриваемым демографическим условиям угледобывающих районов.

Основные научные положения, сформулированные в работе, состоят в следующем:

• мощность техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду линейно зависит от производственной мощности шахт и электропотребления;

• для горнопромышленных регионов связь техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду с потреблением электроэнергии описывается дифференциальными уравнениями первого порядка, параметры которых имеют аналитическую связь с временными рядами фактических значений мощности техногенного воздействия и энергопотребления;

• экологическую эффективность реализуемых проектов природопользования целесообразно оценивать по прогнозному уровню техногенного воздействия на окружающую среду и средней продолжительности жизни населения горнопромышленного региона, используя в качестве вспомогательных величин динамику плотности населения на рассматриваемой территории.

Новизна научных положений:

• доказана линейность связи техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду от производственной мощности шахт и электропотребления для условий горнопромышленных регионов;

• в явном виде получены дифференциальные уравнения, устанавливающие функциональное соответствие между мощностью техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду и потреблением электроэнергии;

• установлена связь параметров дифференциальных уравнений, отражающих влияние энергоемкости технологического процесса при добыче полезного ископаемого на интенсивность техногенных воздействий, с результатами экологического мониторинга и динамическими рядами потребления электроэнергии;

• доказана целесообразность использования прогнозного значения средней продолжительности жизни и динамики плотности населения на территории горнопромышленного региона при оценке последствий воздействия на окружающую среду.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

• корректной постановкой задач исследования, обоснованным применением методов математического моделирования, математической статистики, использованием современных достижений вычислительной техники;

• значительным объемом вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей, обоснованности выводов и рекомендаций;

• результатами практической апробации разработанной методики на выборках статистических данных различных регионов и удовлетворительной сходимостью прогнозных значений с фактическими данными (коэффициент корреляции 0,8 -0,9).

Практическое значение работы. Уточненные линейные зависимости техногенных воздействий региона от величины потребления электроэнергии позволяют прогнозировать изменения экологического состояния окружающей среды рассматриваемого горнопромышленного региона по прогнозным уровням электропотребления. В качестве одного из основных показателей экологических последствий рекомендовано использовать среднюю продолжительность жизни населения селитебных территорий угледобывающих районов. Предложенные математические модели позволяют проанализировать интенсивность изменения техногенных воздействий, задавая широкий диапазон начальных условий, и их эколого-социальных последствий. Предложенный комплекс программных средств эффективно автоматизирует практические расчеты по оценке объемов валовых выбросов загрязнителей в зависимости ог величины потребления электроэнергии, а также позволяет осуществлять вычислительные эксперименты и получать прогнозные значения демографических показателей рассматриваемого горнопромышленного региона.

Внедрение результатов исследований. Основные научные и практические результаты работы использованы в Тульском государственном университете при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, а также в учебном процессе. Результаты теоретических исследований внедрены в работы Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per.

номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319). Математические модели использованы Тульским региональным отделением Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области. ОАО «Прокопьевскуголь» и ОАО «Мосбассуголь» используют геоэкологические сценарии развития подземной добычи угля для разработки природоохранительных мероприятий.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001 - 2007 гг.), научных семинарах кафедры «Геотехнологий и строительства подземных сооружений» ТулГУ (г. Тула, 2005 - 2009 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2003 - 2008гг.), Международной научной конференции «Геомеханика. Механика подземных сооружений» (г. Тула, 2008 г.), 1-й - 5-й международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2005 - 2009г.г.), Международной конференции «Ecology, Energy, Economy Safety in a Non Liner World. 3E - SAFETY» (г. Белград, 2009 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, изложенных на 191 страницах машинописного текста, содержит 47 таблиц, 49 иллюстраций, список, литературы из 179 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Разработка научно обоснованных технических средств контроля и мониторинга состояния окружающей среды, развитие методов и средств контроля и управления качеством окружающей среды базируются на адекватных моделях прогнозирования уровней воздействия на структурные макроэлементы природной среды и оценки последствий этих воздействий. Фундаментальные и прикладные аспекты оценки воздействия горных предприятий на окружающую среду изучались в Институте проблем комплексного освоения недр РАН, Московском государственном горном университете, Санкт-Петербургском горном институте, Академии горных наук, Тульском государственном университете и др. Результаты анализа работ ведущих специалистов России по проблемам геоэкологии Трубецкого К.Н., Каплунова Д.Р., Рубана А.Д., Шувалова Ю.В., Косова В.И., Чаплыгина H.H., Соколова Э.М., Захарова Е.И., Кузнецова A.A., Образцова А.И., Качурина Н.М., Русака О.Н., Абрамкина H.H. и др. показали, что необходимо проводить дальнейшие исследования закономерностей влияния воздействий подземной угледобычи на структурные макроэлементы окружающей среды и совершенствовать методику оценки последствий этих воздействий, используя в качестве основных индикаторов энергоемкость добычи угля и демографические характеристики рассматриваемого горнопромышленного

региона. Особую актуальность эта проблема приобрела в новых экономических условиях, так как потребление электроэнергии и демографические параметры - это одни из основных показателей, который регистрируется государственными контролирующими организациями с высоким уровнем достоверности.

Современное состояние рассматриваемой проблемы, цель и идея работы обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

1. Изучить геоэкологические особенности Кузнецкого и Подмосковного угольных бассейнов, включая Тульскую область, оценив долю влияния на окружающую среду предприятий горнодобывающего комплекса.

2. Обосновать модели использования статистической информации по Кемеровской и Тульской областям, изучить динамику экологических показателей, отражающих состояние промышленности, и провести статистическую обработку временных рядов по интенсивности воздействия на окружающую среду и потребления электроэнергии на различных территориях .

3. Выбрать физически обоснованную форму дифференциальных уравнений, отражающих детерминированную зависимость воздействий подземной угледобычи на структурные макроэлементы окружающей среды от энергопотребления, и разработать методику оценки параметров этих уравнений по данным государственной статистической отчетности.

4. Усовершенствовать математические модели прогнозной оценки воздействия на окружающую среду горнопромышленного региона по величине энергопотребления и провести вычислительные эксперименты для условий Кемеровской и Тульской областей.

5. Обосновать методические положения оценки демографических последствий, обусловленных техногенным воздействием на макроэлементы окружающей среды горнопромышленного региона, на основе математических моделей динамики популяций и провести вычислительные эксперименты для территорий Кемеровской и Тульской областей.

В качестве объектов исследований были выбраны Кемеровская и Тульская области, на территории которых по-прежнему осуществляется добыча полезных ископаемых в большом объеме. Горное производство оказывает сильное техногенное воздействие на окружающую среду. Валовые выбросы от предприятий угольной отрасли по Кемеровской области возросли с 233,459 тыс. т. в 1999 году до 485,8 тыс. т. в 2004 году, а в 2006 году составили 548,8 тыс. т. Сброс шахтно-рудничных вод в 2004 году составил 257,03 млн. м3, в 2006 - 251,8 млн. м'1 . Загрязненные стоки угольных предприятий составляют свыше 30% общего сброса загрязняющих веществ.

Необходимость наращивания объемов добычи угля в Кузбассе приводит к образованию и складированию новых объемов твердых минеральных отходов в промышленном теплоэнергетическом и угольном комплексе не менее 4,5-5,0 млн. т. В ближайшем будущем, в связи с разработкой более насыщенных зольным материалом угольных пластов и ростом добычи поток твердых отходов от переработки углей увеличится. В результате перемещения и складирования отходов происходит формирование техногенных массивов и среди негативных последствий наблюдается трансформация ландшафтов, ухудшение состояния атмосферы (табл. 1), сокращение

площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного пользования, загрязнение почвенного покрова, развитие эрозионных процессов, изменение гидрологического и гидрогеологического режима района, возникновение горно-геологических процессов и явлений, носящих порой катастрофический характер.

Таблица 1

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в г. Кемерово, тыс. тонн

Наименование 1999 2.000 2001 2002 2003

загрязняющих вещестЕ!

Всего 65,546 67,054 61,778 61,36 58,39

Твердые 17,242 18,983 15,932 15,95 13,50

Жидкие и газообразные из них: 43,94! 48,071 45,846 45,41 44,89

оксиды азота 18,750 18,332 18,011 17,124 17,510

диоксид серы 18,08 Г 18,300 16,298 16,704 14,09

оксид углерода 7,110 7,264 7,282 7,429 8,89

углеводороды 0,172 0,158 0,218 0,23 0,27

летучие органические соединения 0,786 0,732 0,745 0,79 0,87

Прочие 3,405 3,285 3,292 3,133 3,26

1 *

Ri .........„.

£!! Электроэнергетика

til Химическая

В Черная металлургия

El Угольная промышленность

til Остальные отрасли

Выброшено в атмосферу, тыс. тонн

Рис. 1. Диаграмма распределения вкладов основных отраслей

промышленности г. Кемерово в загрязнение атмосферного воздуха

При этом следует отметить тот факт, что воздействие добычи и переработки углей происходит одновременно с функционированием и других промышленных объектов, которые в ряде случае могут оказывать очень мощное техногенное воздействие на селитебные территории угледобывающих районов. Это наглядно иллюстрирует диаграмма распределения вкладов основных отраслей промышленности г. Кемерово в загрязнение атмосферного воздуха (рис. I).

Подмосковный угольный бассейн расположен на территориях Новгородской, Тверской, Московской, Смоленской, Рязанской, Калужской и Тульской областей. Добыча угля начата в середине девятнадцатого столетия. В настоящее время разработка угольных месторождений сведена к минимуму, однако отходы подземной угледобычи оказывают весьма существенное влияние на окружающую среду. Угледобывающие предприятия Подмосковного буроугольного бассейна в настоящее время расположены только в Тульской области. Юго-западный промышленный район г. Тулы входит в состав Подмосковного угольного бассейна, разработка которого была начата примерно в 1953 году. В Тульской области разведано более 160 месторождений и здесь разрабатывалось более 80 % бурых углей от общего объема добычи. Площадь территории Тульской области составляет 25,7 тыс. кв. км. По этому показателю Тульская область занимает 72 место по Российской Федерации и 14 место по Центральному федеральному округу. Темпы убыли населения несколько сократились за последние годы, в 2003 году численность населения уменьшилась на 1,51%, в 2004 году - на 1,40%, в 2005 году - на 1,37%, в 2006 году - на 1,21 %, в 2007 и 2008 годах - на 0,9%. (4 место по Центральному федеральному округу и 25 место по Российской Федерации).

Индекс производства промышленной продукции составил 101,8 %. Энергоемкость ВРП в 2006 году составила 0,13 руб./кВт. час (2 место по Центральному федеральному округу и 16 место по Российской Федерации). С ростом объема производства имеет место четкая тенденция увеличения техногенной нагрузки на окружающую среду. При этом горнопромышленный производственный комплекс функционирует, с точки зрения техногенного воздействия на атмосферу Тульской области, как компонент в группе источников воздействия на окружающую среду. Загрязнение атмосферного воздуха по специфике и количеству выбросов значительно различается по районам Тульской области.

Так промышленные предприятия Алексинского, Суворовского, Ефремовского, Новомосковского, Узловского, Щекинского районов и г. Тулы выбрасывают в атмосферу 97 % вредных веществ. Атмосфера горнопромышленных районов находится под сильным воздействием других отраслей промышленности, и дальнейшее развитие горнодобывающих предприятий должно, во-первых, оцениваться по экологическим критериям, и, во-вторых, необходимо иметь современную методическую базу для системы мониторинга пылегазовых выбросов в атмосферу, в которой предусматривается возможность использования косвенных показателей. На территории Тульской области имеются 5 тепловых электростанций, а также электрические и тепловые сети и ряд обслуживающих организаций.

Сравнение динамики электропотребления угольной отрасли по Тульской области с динамикой выбросов в атмосферу угольными предприятиями показывает, что пылегазовые выбросы в атмосферу тем больше, чем больше потребление элек-

троэнергии. Следовательно, наиболее подходящим косвенным показателем, характеризующим интенсивность загрязнения атмосферы предприятиями угольной отрасли, является потребление электроэнергии. Аналогичная закономерность была установлена и для территории Прокопьевского района Кемеровской области. Но при этом аналогичные связи возникают и между величинами жидких стоков и энергопотреблением, а также площадями нарушенных земель и расходом электроэнергии.

В целом обработка результатов наблюдений по шахтам Прокопьевского района позволила установить следующую зависимость:

•¡1=аи+а2,1~а31А + а«Е, (1)

где У/ - интенсивность воздействия на компоненты окружающей среды; ац, ац, «?„ а4-, - эмпирические коэффициенты; А - производственная мощность шахты, тыс. т/год; Е - энергопотребление на рассматриваемой шахте за отчетный период, тыс. кВт/год; I - время; / - индекс вида воздействия на окружающую среду.

Анализ показывает, что закономерность (1) в большинстве случаев удовлетворительно отражает взаимосвязь интенсивности воздействия на компоненты окружающей среды с факториальными признаками. Однако коэффициент регрессии изменяется в широких пределах от 0,61 до 0,96, а Р - критерий изменяется от 1,1 до 18,8. Следовательно, на данном этапе оправдано использование этой зависимости для практических расчетов.

Прогнозный расчет показателей техногенного воздействия предприятий ООО УК «Прокопьевскуголь» на окружающую среду, производился с учетом прогнозируемых объемов добычи угля по предприятиям ООО УК «Прокопьевскуголь» и по Кузбассу в целом до 2025г. и на основе средних удельных показателей за 3 года (2005-2007гг.): выбросы загрязняющих веществ в атмосферу 6,5 кг/т; сброс загрязненных сточных вод 3,44 м3/г; площадь нарушенных земель 5,77 га/млн.т; объем отходов производства 5,55 т/т. е расчеты показали, что при увеличении добычи угля в 5,3 раза показатели техногенного воздействия по предприятиям ООО УК «Прокопьевскуголь» в 2025г. возрастут по сравнению с 2005г. Е1 5,3 раза: масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух увеличится с 33,441 тыс.т (в 2005г.) до 175,5 в 2025г. на 424,8%; объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты увеличится с 17,599 до 92,88 млн.м3 в 2025г. -на 427,7%; площадь нарушенных земель увеличится с 29,5 га до 155,79 га - на 428,1%; объем отходов производства увеличится с 28,37 млп.т до 149,85 - на 428,2%. Основу промышленного комплекса области составляет угольная промышленность, на долю которой приходится 30,2% от общего объема производства. Основное влияние на состояние окружающей среды в регионе оказывают промышленные предприятия угольной, металлургической промышленности, предприятия электроэнергетики. Среди предприятий отраслей экономики предприятия угольной промышленности занимают первое место по массе выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На их долю приходится 40,1% от валового объема. В угольной промышленности сохраняется тенденция к увеличению выбросов,, в связи с ежегодным увеличением объемов добычи угля (табл. 2).

Таблица 2

Динамика выбросов загрязняющих веществ предприятиями угольной промышленности Кемеровской области за 1999-2004 гг.

Показатели 1999 г 2000 г 2001 г 2002 г 2003 г 2004 г

Выбросы загрязняющих веществ по области всего, тыс. т 1358,57 1480,942 1324,86 1242,28 1241,2 1212,62

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ предприятиями угольной промышленности, тыс. т 233,459 327,817 475,56 472,03 480,71 485,822

Доля выбросов предприятий угольной промышленности от валовых выбросов по области, % 17,2 27,2 29,43 37,77 38,73 40,1

Обработка собранной статистической информации по областям для определения эколого-энергетических зависимостей позволила получить следующие закономерности для скорости пылегазовых выбросов и интенсивности потребления электроэнергии:

йМ ,

-= а + 2)

Л

где М - суммарные пылегазовые выбросы, зафиксированные на рассматриваемой территории в отчетный период; Е - потребление электрической энергии на рассматриваемой территории в отчетный период; / - время; а, Ь, а, Р- эмпирические коэффициенты.

Результаты обработки данных по Кемеровской и Тульской областях подтвердили линейность скорости пылегазовых выбросов в атмосферу и интенсивности потребления электроэнергии во времени, при этом коэффициенты корреляции для значения доверительной вероятности 0,05 составили 0,8 - 0,9. Следовательно, базовые дифференциальные уравнения являются физически обоснованными.

Таким образом, можно утверждать, что линейная зависимость скорости пылегазовых выбросов и интенсивности потребления электроэнергии от времени представляет собой общую закономерность территорий промышлепно развитых регионов, начиная от масштабов субъектов Российской Федерации. Базовые дифференциальные уравнения (2) и (3) позволили получить обобщенное дифференциальное уравнение, устанавливающее связь между пылегазовыми выбросами и потреблением электроэнергии, в следующем виде:

сМ _ 1Ь(М -с,) с1Е ~Ч/}(Е-с2)'

где с, =М(0)-0,5а26"'; с2 = £(0)-0,5а2/Г'.

Аналитическое решение уравнения (4) имеет вид:

М(Е)=Ь{Г] ^Р{Е-с2) + с3)2 + с,,

(5)

где с3 = 0,707(аЬ~' - а/?"1).

Зависимости (3) и (4) использовалась для проведения вычислительных экспериментов и прогнозных оценок. Результаты вычислительных экспериментов показали, что для теоретического описания процесса воздействия на макроэлементы окружающей среды территории горнопромышленного района приемлема расчетная схема, представленная на рис.2.

ЭНЕРГИЯ

МАТЕРИАЛЬНЫМ РЕСУРС ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА РАССМАТРИВАЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

' (+)ч

[•3 ■

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

"X.

к ш

НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

ВЕЩЕСТВО

Рис. 2. Расчетная схема техногенного воздействия на окружающую среду территории горнопромышленного района

Интенсивность воздействия характеризуется своими константа'ми мощности воздействия а интенсивность локализации воздействий константами мощности локализации к^. Тогда детерминированную связь между ¡-м видом воздействия на ]-й элемент окружающей среды и энергопотреблением Е моделировать, используя дифференциальные уравнения логистического типа. При этом возможны два случая. В первом случае на рассматриваемой территории нет ограничений в ма-

териальном ресурсе на реализацию процесса угледобычи, а во втором случае имеет место конкуренция за материальный ресурс. Математические модели комплексного воздействия на окружающую среду представлены в табл. 3.

Таблица 3

Математические модели процесса воздействия на окружающую среду промышпенио развитого региона

Характеристика территории Дифференциальное уравнение процесса воздействия на окружающу ю среду

1. Неограниченный материальный ресурс

2. Конкурентная борьба за материальный ресурс

Решения дифференциальных уравнений процесса воздействия на окружающую среду имеют следующий вид:

I

■ при неограниченном материальном ресурсе

4 (£) = -ехр (-^Д (6)

■ при конкурентной борьбе за материальный ресурс

= —т-' (7)

где ^ = ввк" к», К™ и К<"> - кон-

станты мощности воздействия и локализации влияния на окружающую среду; ,

- равновесное и начальное значение техногенного воздействия ¡-го вида на элемент окружающей среды соответственно.

Результаты вычислительных экспериментов с использованием обобщенных закономерностей (6) и (7) показаны на рис. 3. Анализ полученных данных наглядно свидетельствует о наличии связи между эмпирическими данными экологического мониторинга и константами мощности воздействия и локализации влияния на окружающую среду. Сравнение математической модели пылегазоньгх выбросов, базирующейся ца динамических рядах, получаемых при экологическом мониторинге, с математическими моделями образования выбросов, позволило установить аналитическую связь между параметрами этих моделей. Константы мощности пылегазовых выбросов в атмосферу и их локализации техническими средствами улавливания пыли и газов определяются по формулам:

е1

е2

Рис. 3. График зависимости относительной величины воздействия на окружающую среду от параметра энергопотребления: а - неограниченный материальный ресурс; 6 - при конкурентной борьбе за материальный ресурс.

Здесь Л/,(е,) = /№)//£»;*, Мг{ег)= ¡Ш/П,],^ 'г =

значении щ соответственно равны: I - 15; 2 ■■ 20; 3 - 100; 4 - 200.

■ при неограниченном материальном ресурсе

= 0,5(2с, ~MjM0ct)-^\fi{c2 -£)]"'6с, ;

■ при конкурентной борьбе за материальный ресурс

Ки = 0,5(2с, -м1схМ-М,У^[р{сг-£)]"'6с,;

Jf(.) = 0,125(8с,2 -4с, -М-М0-м\м ■ M0c¡^[fj(c2 -£)]"'6с,

(8) (9)

(Ю) (11)

Таким образом, обоснованы следующие математические модели пылегазовых выбросов в атмосферу:

" при неограниченном материальном ресурсе

ЩЕ) = 2с, -(2с, -M0)exp{VÑ№(^l-лЖ3^)^,)"'},

■ при конкурентной борьбе за материальный ресурс

М0 +2 с, +2л/з|с,[

(12)

М(Е) =

ехр

/?|с

Л/0 + 2с, -2/з|с,|

(2с

- |)- 2с, - 2л/з|с, |]-

1-ехр

-«»■Sftlj

(13)

Проведенные расчеты по шахтам Кемеровской области «Коксовая», «Зенков-ская» (рис.4), «Ворошилова», «Дзержинского», «Зимника», «Тырганская», «Красногорская», УК «Прокопьевскуголь» свидетельствуют о том, что разработанные методические положения адекватно отражают взаимосвязь загрязнения атмосферы с уровнем электропотребления. То есть разработанная методика оценки пылегазовых выбросов в атмосферу позволяет оценить экологическую ситуацию по аэрологическому фактору п на весьма значительной территории для различных сценариев потребления электроэнергии. Для решения поставленных задач и расчета вероятных сценариев развития промышленно развитого региона разработаны алгоритм определения численных значений параметров зависимостей между пылегазовыми выбросами и потреблением электроэнергии с применением пакета EXCEL.

а) Шахта «Коксовая»

о

а

ю

80000

70000

60000

5001)0

40000

30000

20000

10000

года

6) Шахта «Зенковская»

45000 ,

40000

35000

30000

" 25000

5 20000

15000

10000

5000

0 : •

года

Рис. 4. Прогнозные значения пылегазоеых выбросов по шахтам ОАО «Прокопьевскуголь»

Контроль и мониторинг состояния окружающей среды тесно связан с оценкой демографических последствий принимаемых решений. Применительно к территориям промышленно развитых регионов эту проблему целесообразно рассматривать с позиций совершенствования прогнозных моделей динамики численности населения и оценки средней продолжительности жизни. Пусть х* - численность мужчин, х5 - численность женщин. Тогда динамика численности описывается следующей системой уравнений:

<Лх (¿хЯ

17

,сГ 9 .сС в

= о х - а х ,

-I?

-с1ЯУ.

(14)

где Ьа- коэффициенты рождаемости и смерти соответственно мужчин и женщин на рассматриваемой территории.

Общее решение системы уравнений (14) получено в следующем виде:

х^(/) = ехр| - ^ехр] - ¿Я + |с/г

(15)

(16)

Для исследования динамики возрастной структуры населения горнопромышленного региона и последующей прогнозной оценки средней продолжительности жизни для тех или иных экологических условий, влияющих на коэффициенты рождаемости и смерти, использовано решение интегрального уравнения восстановления:

I

Ф(/) = |лТ(У)ф(<г - т)(1т + ¥(/),

(17)

где = |л:(г)ф(/-г)^г= ]к{т)ф{г.

1 I

Существует экспоненциальная функция Ф(1) = с*ехр(Я„шх1), которой асимптотически эквивалентны все решения интегрального уравнения восстановления.

Здесь Дпшх - единственный действительный корень уравнения К(т)с!т = / с

о

наибольшей действительной частью. Это коэффициент, характеризующий равновесную адаптацию популяции к внешним условиям. Таким образом, приближенное выражение для определения общей численности селитебной территории любого уг-

ледобывающего или промышленно развитого региона можно представить в следующем виде: N(()-'« ]ехр( - ¡¿¿(д)с/д |с ехр[Лта>, (/ - г. В случае, когда коэффици-

о v о >

енты рождаемости и смертности - непрерывные функции возраста, возрастная зависимость коэффициентов смертности описывались законом Гомперца. Расчеты показали, что гамма распределение наилучшим образом описывает исходные данные. Коэффициент корреляции для гамма распределения составил 0,97 - 0,98, а для нормального распределения коэффициент корреляции находится в интервале 0,94 -0,95. Это позволило получить формулу для расчета средней продолжительности жизни на рассматриваемой территории:

ц= jV dF(x)~ jexp

-jd(C) dC

dt.

(19)

Проведенные расчеты показали, что на значение коэффициента Атах большое влияние оказывает величина экспоненты в формуле (19), т.е. общая смертность в возрасте от 0 до т, а так же возраст половой зрелости. Расчет средней продолжительности жизни с использованием закона Гомперца показал достаточно хороший результат. На рис. 5 представлены фактические и прогнозные значения средней продолжительности жизни для населения г. Тулы и Тульской области:

года

В мех. данные

13 прогноз

Рис. 5.

и----------.-----------.1 I.-------------------.--1 I.---------------------J

Рис. 6. Структурно-функциональная схема модели для оценки состояния окружающей среды горнопромышленного региона

Структурно-функциошшьная схема модели для оценки состояния окружающей среды горнопромышленного региона представлена на рис. 6.

Основные научные и практические результаты работы использованы в Тульском государственном университете при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, а также в учебном процессе. Математические модели использованы Тульским региональным отделением Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области. ОАО «Прокопьев-скуголь» и ОАО «Мосбасуголь» используют геоэкологические сценарии развития подземной добычи угля для разработки природоохранительных мероприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании экспериментальных и теоретических исследований техногенного воздействия на окружающую среду горнопромышленных регионов и потребления; электроэнергии установлены новые и уточнены существующие закономерности взаимосвязи этих процессов, позволяющие выбрать физически обоснованные формы математических моделей, отражающих детерминированные зависимости техногенных воздействий от электропотребяения, а также получены прогнозные модели для оценки демографических последствий, которые позволили повысить эффективность экологического мониторинга горнопромышленных -регионов и прогнозной оценки последствий воздействия на окружающую среду подземной угледобычи, что имеет важное значение для горнодобывающей отрасли промышленности России.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Создана локальная база данных, содержащая информацию по геоэкологической и демографической обстановке в Кемеровской и Тульской областях, и разработан комплекс программных средств для качественного и количественного анализа информации. Установлена устойчивая тенденция к увеличению техногенной нагрузки на окружающую среду Кузбасса. За последние 10 лет пылетазовые выбросы в атмосферу от предприятий угольной отрасли возросли с 233 тыс.т. до 549 тыс. т., жидкие стоки от угледобывающих предприятий достигли 75 млн. м3, а площади нарушенных земель, в расчете 1 млн. добытого угля, составили 6 га.

2. Установлена линейная зависимость мощности техногенного воздействия угольных шахт на окружающую среду от производственной мощности и энергопотребления, которая в большинстве случаев удовлетворительно отражает взаимосвязь интенсивности воздействия на компоненты окружающей среды с факториал ьными признаками. Однако коэффициент регрессии изменяется в широких пределах от 0,61 до 0,96, а Р - критерий изменяется от 1,1 до 18,8, следовательно, на данном этапе оправдано использование этой зависимости для практических расчетов.

3. Результаты обработки данных по Кемеровской и Тульской областях подтвердили линейность скорости пылегазовых выбросов в атмосферу и интенсивности потребления электроэнергии во времени, при этом коэффициенты корреляции для значения доверительной вероятности 0,05 составили 0,8 - 0,9. Следовательно, базовые дифференциальные уравнения являются физически обоснованными.

4. Усовершенствована математическая модель прогнозной оценки воздействия угледобычи на окружающую среду по величине энергопотребления и оценки социально-экологических последствий по демографическим показателям горнопромышленного региона, проведены вычислительные эксперименты и получены возможные сценарии экологических ситуаций.

5. Установлена связь параметров дифференциальных уравнений, отражающих влияние энергоемкости технологического процесса добычи полезного ископаемого на мощность техногенных воздействий, с динамическими рядами количественных показателей этих воздействий на окружающую среду и потребления электроэнергии.

6. Разработан алгоритм прогнозирования средней продолжительности жизни и численности населения селитебных территорий горнопромышленного региона при оценке воздействия на окружающую среду на основе математических моделей динамики популяций, определены параметры математических моделей по результатам анализа государственной статистической информации и проведены вычислительные эксперименты, подтверждающие адекватность установленных закономерностей.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Качурин Н.М., Белая Л.А., Рогова Т.А. Социально-экономические показатели промышленно развитых территорий и модель прогнозирования демографической ситуации // Известия ТулГУ. Серия: «Экология и безопасность жизнедеятельности». Выпуск 7 / ТулГУ, - Тула, 2004. - С.5-16.

2. Качурин Н.М., Белая Л.А., Свиридова Т.С. Обоснование математических моделей демографических ситуаций на территориях субъектов федерации России // Известия ТулГУ. Серия: «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». Выпуск 2 / ТулГУ, - Тула, 2005. - С. 140-146.

3. Качурин Н.М., Белая Л.А., Мелихова Н.И. Моделирование динамических процессов воздействия горного предприятия на экологические системы // Известия ТулГУ. Серия: «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». Выпуск 2 / ТулГУ, - Тула, 2005. - С.146-148.

4. Бреннер В.А., Белая Л.А., Жабин А.Б. Совершенствование оценки воздействия на окружающую среду горными предприятиями по демографическому фактору // Известия ТулГУ. Естественные науки. Серия: «Науки о Земле». Выпуск 2. / ТулГУ, - Тула, 2007. - С.77-82.

5. Качурин Н.М., Белая Л.А., Куприн Б.Н. Теоретические положения и результаты оценки воздействия на окружающую среду. // Материалы международной научно-практической конференции «Инновации в качественной подготовке профессиональных кадров». / ТулГУ. - Тула, 2009. - С. 10 - 20.

6. И.М. Качурин, Л.А. Белая, И.Е. Зоркин. Принципы и результаты геоэкологического мониторинга параметров окружающей среды. // Известия ТулГУ. Естественные науки. Выпуск 1. / ТулГУ, - Тула, 2009. - С.217-228.

Издлнц. ЛР/&020300от 12.02 97, подписано • печап ¡О, //, 0$

Форматбу м|гв 60x84 '/м >Б)'щп офестмм. 1

Усмечл 15, Уч.н»«иь 4М . Тираж Ю(Ью. Закм О ЦЦ !

Тулктй государственный унивлретег 300600, г.Тула, пр.Леикма, 92 Отпечатан« ■ Кздтльстпе ТулГУ Э00600, г.Ту.и, пр.Ленин«, 95

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Белая, Лилия Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1.Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации

1.2. Воздействие горного производства на окружающую среду

1.3. Математические модели воздействия на окружающую среду

1.4. Окружающая среда и демография

Выводы.

Цель работы, идея работы.

2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ БАЗ ДАННЫХ ПО ВОЗДЕЙСТВИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

2.1. Воздействие угледобывающих предприятий на окружающую среду в Кузнецком угольном бассейне

2.2. Воздействие угледобывающих предприятий на окружающую среду в Подмосковном угольном бассейне

2.3. ОВОС на примере добычи известняка

2.4. Демографические показатели в Кузнецком и Подмосковном угольных бассейнах

Выводы.

3. ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ.

3.1. Математическая модель прогнозной оценки выбросов горнопромышленного региона

3.2. Математическая модель образования пылегазовых выбросов

3.3. Сравнение параметров моделей образования пылегазовых выбросов и прогнозной оценки выбросов

Выводы.

4. ДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ.

4.1. Оценка вероятности заболевания населения, проживающего в горнопромышленном регионе

4.2. Коэффициенты рождаемости и смертности

4.3. Динамика половой структуры населения горнопромышленного региона

4.4. Динамика возрастной структуры населения горнопромышленного региона

Выводы.

5. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МЕТОДИКИ ОВОС.

5.1. Вычислительные эксперименты по математической модели прогнозной оценки выбросов

5.2. Структура и содержание исходных данных для демографических прогнозов

5.3. Прогноз численности мужчин и женщин на конкретной территории с использованием модели половой структуры населения

5.4. Прогноз численности мужчин и женщин на конкретной территории с использованием модели возрастной структуры населения

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогноз и оценка последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду"

Актуальность проблемы.

Угольная промышленность России играет важную роль в топливно-энергетическом балансе страны. В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности предусматривается превращение ее в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий, освоения месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями, внедрения новых технологий, комплексной экологически чистой переработкой угля, закрытия нерентабельных предприятий.

Программный документ «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», разработанный Минэнерго России в 2000 году, предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичных топливно-энергетических ресурсов (до 38,8%) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны. Основную долю в подземной добыче угля обеспечат шахты Кузбасса. Применительно к Центральному Федеральному округу следует отметить, что планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн. тонн, а в перспективе, в 2015 г., объем добычи должен достигнуть 4 млн. тонн в год.

Увеличение объема производства в условиях рынка приведет к существенному повышению пылегазовых выбросов в атмосферу, увеличению количества жидких стоков и нарушению почвенного слоя. Опасность негативного техногенного воздействия на окружающую среду усугубляется тем, что источники загрязнения сосредоточены на площадях, где ведется активное воздействие на литосферу - в горнопромышленных регионах. В этих условиях особую актуальность приобретает проблема совершенствования технических средств контроля и мониторинга состояния окружающей среды. Практика развитых стран показывает, что решение этой проблемы всегда основывается на эффективной системе экологического мониторинга.

Контроль и мониторинг состояния окружающей среды тесно связаны с оценкой демографических последствий принимаемых решений. Применительно к территориям промышленно развитых регионов России эта составляющая оценки воздействия на окружающую среду имеет исключительную актуальность. Поэтому проблему прогнозной оценки демографических последствий развития подземной угледобычи необходимо рассматривать с позиций совершенствования прогнозных моделей'динамики численности населения и оценки средней продолжительности жизни. Однако нет эффективных математических моделей, позволяющих оценить последствия принимаемых крупно масштабных решений политического или социально экономического характера по демографическому фактору.

В ближайшем будущем, в связи с разработкой более насыщенных зольным материалом угольных пластов и ростом добычи поток твердых отходов от переработки углей увеличится. В результате перемещения и складирования отходов происходит формирование техногенных массивов. Среди негативных последствий наблюдается трансформация ландшафтов, ухудшение состояния атмосферы, сокращение площадей земель, пригодных для сельскохозяйственного пользования, загрязнение почвенного покров, развитие эрозионных процессов, изменение гидрологического и гидрогеологического режима района, возникновение социальных и эколого-экономических процессов, носящих порой катастрофический характер. Следовательно, исследования, посвященные совершенствованию методических положений прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду, являются весьма актуальными.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей, отражающих связь интенсивности техногенных воздействий на окружающую среду с потреблением электроэнергии, и характеризующих динамику демографических показателей селитебных территорий, для повышения эффективности прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду горнопромышленных регионов.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности прогноза и оценки последствий воздействия подземной добычи углей на окружающую среду горнопромышленного региона основывается на статистической обработке данных по техногенной нагрузке и потреблению электроэнергии, позволяющей обосновать форму математических моделей загрязнения атмосферы, образования жидких стоков и нарушения почв, а так же на уравнениях популяционной динамики, адаптированных к рассматриваемым демографическим условиям угледобывающих районов.

Основные научные положения, сформулированные в работе, состоят в следующем:

• мощность техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду линейно зависит от производственной мощности шахт и электропотребления;

• для горнопромышленных регионов связь техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду с потреблением электроэнергии описывается дифференциальными уравнениями первого порядка, параметры которых имеют аналитическую связь с временными рядами фактических значений мощности техногенного воздействия и энергопотребления;

• экологическую эффективность реализуемых проектов природопользования целесообразно оценивать по прогнозному уровню техногенного воздействия на окружающую среду и средней продолжительности жизни населения горнопромышленного региона, используя в качестве вспомогательных величин динамику плотности населения на рассматриваемой территории.

Новизна научных положений:

• доказана линейность связи техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду от производственной мощности шахт и электропотребления для условий горнопромышленных регионов;

• в явном виде получены дифференциальные уравнения, устанавливающие функциональное соответствие между мощностью техногенного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду и потреблением электроэнергии;

• установлена связь параметров дифференциальных уравнений, отражающих влияние энергоемкости технологического процесса при добыче полезного ископаемого на интенсивность техногенных воздействий, с результатами экологического мониторинга и динамическими рядами потребления электроэнергии;

• доказана целесообразность использования прогнозного значения средней продолжительности жизни и динамики плотности населения на территории горнопромышленного региона при оценке последствий воздействия на окружающую среду.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

• корректной постановкой задач исследования, обоснованным применением методов математического моделирования, математической статистики, использованием современных достижений вычислительной техники;

• значительным объемом вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей, обоснованности выводов и рекомендаций;

• результатами практической апробации разработанной методики на выборках статистических данных различных регионов и удовлетворительной сходимостью прогнозных значений с фактическими данными (коэффициент корреляции 0,8 - 0,9).

Практическое значение работы. Уточненные линейные зависимости техногенных воздействий региона от величины потребления электроэнергии позволяют прогнозировать изменения экологического состояния окружающей среды рассматриваемого горнопромышленного региона по прогнозным уровням электропотребления. В качестве одного из основных показателей экологических последствий рекомендовано использовать среднюю продолжительность жизни населения селитебных территорий угледобывающих районов. Предложенные математические модели позволяют проанализировать интенсивность изменения техногенных воздействий, задавая широкий диапазон начальных условий, и их эколого-социальных последствий. Предложенный комплекс программных средств эффективно автоматизирует практические расчеты по оценке объемов валовых выбросов загрязнителей в зависимости от величины потребления электроэнергии, а также позволяет осуществлять вычислительные эксперименты и получать прогнозные значения демографических показателей рассматриваемого горнопромышленного региона.

Внедрение результатов исследований. Основные научные и практические результаты работы использованы в Тульском государственном университете при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, а также в учебном процессе. Результаты теоретических исследований внедрены в работы Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319). Математические модели использованы Тульским региональным отделением Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области. ОАО «Прокопьевску голь» и ОАО «Мосбассуголь» используют геоэкологические сценарии развития подземной добычи угля для разработки природоохранительных мероприятий.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001 - 2007 гг.), научных семинарах кафедры «Геотехпо-логий и строительства подземных сооружений» ТулГУ (г. Тула, 2005 -2009 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2003 - 2008гг.), Международной научной конференции «Геомеханика. Механика подземных сооружений» (г. Тула, 2008 г.), 1-й — 5-й международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2005 - 2009г.г.), Международной конференции «Ecology, Energy, Economy Safety in a Non Liner World. 3E - SAFETY» (г. Белград, 2009 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, изложенных на 191 страницах машинописного текста, содержит 47 таблиц, 49 иллюстраций, список литературы из 179 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Белая, Лилия Александровна

Выводы:

1. Расчеты показали, что динамика выбросов и потребления электроэнергии хорошо описывается линейными моделями.

2. Установленные связи между параметрами моделей прогнозной оценки пылегазовых выбросов и образования выбросов показали хорошие вычислительные результаты.

3. Анализ показывает, что закономерность (1) в большинстве случаев удовлетворительно отражает взаимосвязь интенсивности воздействия на компоненты окружающей среды с факториаль-ными признаками. Однако коэффициент регрессии изменяется в широких пределах от 0,61 до 0,96, аБ - критерий изменяется от 1,1 до 18,8. Следовательно, на данном этапе оправдано использование этой зависимости для практических расчетов.

4. Для проведения расчетов по демографическим моделям и необходим следующий набор статистических данных:

• таблицы общих коэффициентов рождаемости и смертности;

• таблицы коэффициентов рождаемости и смертности для мужчин и женщин;

• таблицы общих возрастных коэффициентов рождаемости и смертности;

• таблицы возрастных коэффициентов рождаемости и смертности для мужчин и женщин;

• таблицы общей численности, численности мужчин и женщин;

• таблицы с возрастным распределением численности мужчин и женщин.

5. Исследованы основные закономерности динамики численности и половозрастной структуры населения территории промыш-лепно развитого региона на основе анализа статистических данных и аналитических решений уравнений динамики популяций при постоянных и линейно изменяющихся во времени коэффициентах рождаемости и смертности.

6. Сформулирована и решена задача определения средней продолжительности жизни населения, проживающего на территории г. Тулы и Тульской области.

7. Обосновано использование нормального и гамма-распределения для динамики коэффициента рождаемости и экспоненциальной функции для коэффициента смертности в интегро-дифференциальном уравнении возрастной структуры.

8. Для проведения вычислительных экспериментов на основе полученных математических моделей были использованы программы, написанные в математической системе Maple VI. Работа со статистическими данными осуществлялась в Microsoft Excel.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании экспериментальных и теоретических исследований техногенного воздействия на окружающую среду горнопромышленных регионов и потребления электроэнергии установлены новые и уточнены существующие закономерности взаимосвязи этих процессов, позволяющие выбрать физически обоснованные формы математических моделей, отражающих детерминированные зависимости техногенных воздействий от электропотребления, а также получены прогнозные модели для оценки демографических последствий, которые позволили повысить эффективность экологического мониторинга горнопромышленных регионов и прогнозной оценки последствий воздействия на окружающую среду подземной угледобычи, что имеет важное значение для горнодобывающей отрасли промышленности России.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Создана локальная база данных, содержащая информацию по геоэкологической и демографической обстановке в Кемеровской и Тульской областях, и разработан комплекс программных средств для качественного и количественного анализа информации. Установлена устойчивая тенденция к увеличению техногенной нагрузки на окружающую среду Кузбасса. За последние 10 лет пылегазовые выбросы в атмосферу от предприятий угольной отрасли возросли с 233 тыс.т. до 549 тыс. т., жидкие стоки от уго ледобывающих предприятий достигли 75 млн. м , а площади нарушенных земель, в расчете 1 млн. добытого угля, составили 6 га.

2. Установлена линейная зависимость мощности техногенного воздействия угольных шахт на окружающую среду от производственной мощности и энергопотребления, которая в большинстве случаев удовлетворительно отражает взаимосвязь интенсивности воздействия на компоненты окружающей среды с факториальными признаками. Однако коэффициент регрессии изменяется в широких пределах от 0,61 до 0,96, а Р -критерий изменяется от 1,1 до 18,8, следовательно на данном этапе оправдано использование этой зависимости для практических расчетов.

3. Результаты обработки данных по Кемеровской и Тульской областях подтвердили линейность скорости пылегазовых выбросов в атмосферу и интенсивности потребления электроэнергии во времени, при этом коэффициенты корреляции для значения доверительной вероятности 0,05 составили 0,8 - 0,9. Следовательно, базовые дифференциальные уравнения являются физически обоснованными.

4. Усовершенствована математическая модель прогнозной оценки воздействия угледобычи на окружающую среду по величине энергопотребления и оценки социально-экологических последствий по демографическим показателям горнопромышленного региона, проведены вычислительные эксперименты и получены возможные сценарии экологических ситуаций.

5. Установлена связь параметров дифференциальных уравнений, отражающих влияние энергоемкости технологического процесса добычи полезного ископаемого на мощность техногенных воздействий, с динамическими рядами количественных показателей этих воздействий на окружающую среду и потребления электроэнергии.

6. Разработан алгоритм прогнозирования средней продолжительности жизни и численности населения селитебных территорий горнопромышленного региона при оценке воздействия на окружающую среду на основе математических моделей динамики популяций, определены параметры математических моделей по результатам анализа государственной статистической информации и проведены вычислительные эксперименты, подтверждающие адекватность установленных закономерностей.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Белая, Лилия Александровна, Тула

1. Аксенов И.В., Дубовский П.И., Иванов В.И. и др. Подмосковный угольный бассейн. - М.; изд-во "Недра", 1967. - с.240.

2. Алексеев Г. Н. Энергоэнтропика. — М.: Знание, 1983. — 192 с.

3. Андреев, Е. М., Пирожков, С. И. 1975. О потенциале демографического роста. В кн.: Население и окружающая среда. Москва, 1975.

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

5. Аникеев Р.К. Имитационное моделирование экологических систем. — М: РЦУЭ, 2002. —249с.

6. Анисимов В.Н. Крутько В.Н. Фундаментальные проблемы изучения продолжительности жизни. Вестник Российской академии наук.-1996.-Т. 66.-N6.-C 507-511.

7. Артемов В.М., Парцеф Д.П. Подходы к оценке состояния загрязнения атмосферного воздуха городов // Тр. Центр, высот, гидрометеорол. обсерватории,- 1979.-№13.-С. 82-87.

8. Артемова С.Н. Оценка использования и экологического состояния городских ландшафтов. Диссертация. — М.: 2000.

9. Ашманов С.А. Линейное программирование. М. 1981. — 262с. Ю.Базыкин А.Д., Система Вольтерра и уравнение Михаэлиса-Ментен // Вопросы математической генетики - Новосибирск: СО АН СССР, 1974 г., С. 103-143.

10. Балдин К.В., Быстров О.Ф., Соколов М.М. Эконометрика: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. -254 с.

11. Батищев В. Е., Мартыненко Б. Г., Сысков С. Л., Щелоков Я. М. Энергосбережение (Справочное пособие). — Екатеринбург: РИА "Энерго-ПРЕСС", 1999. —304 с.

12. Башмаков И. А, Региональная политика повышения энергетической эффективности: от проблем к решениям. — М: ЦНЭФ, 1996. — 245 с.

13. Безуглая Э.Ю. и др. Чем дышит промышленный город. Л.: Гидроме-теоиздат, 1991-251 с.

14. Беллман Р.Б., Кук К., Дифференциально-разностные уравнения, «Мир», М., 1967.

15. Белов Л.А. Комплекс технических и программных средств экологического мониторинга энергетических объектов.// Конверсия.-1996.- №8.- с 36-39.

16. Беляков Т.М., Гусейнов А.Н., Панарина М.В. Экологогеохимические особенности городских ландшафтов // Геогафическое прогнозирование и охрана окружающей природы. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 92с.

17. Благовещенский Н.Ю. Необходимые условия модели движения населения // Математические методы исследования народонаселения. М., 1991.

18. Благодарный Д.М. Моделирование сценариев функционирования экологических систем // Инженерная геология. 1998. - №3. — с.27-34.

19. Благодарный Д.М. Системный подход в оценке ОС // Экологическое моделирование и оптимизация в условиях техпогенеза ЭМО 96: тез. доклада 1 Международной конференции. — Солигорск, 1996. с.87.

20. Богословский В.А. Экологическая геофизика: учебн. пособие. М.: изд. Московского университета, 2000. - 98с.

21. Буренков Э.К., Сает Ю.Е. Эколого-геохимические проблемы и методы изучения урбанизированных территорий / Геоэкологические исследования в СССР.- М.; ВСЕГИНГЕО. 1989. - С. 34 - 41.

22. Бушуев В. В. Энергоэффективность как направление новой энергетической политики России//Энергосбережение. -1999.-№ 4. С. 32-35.

23. В. Вольтерра. Математическая теория борьбы за существование. // М.: Наука, 1976, 286 с.

24. В.Ф., Полянин А.Д. Справочник по дифференциальным уравнениям с частными производными первого порядка. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 416 с.

25. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики): Учебник для вузов по спец. «Кибернетика электр. систем». 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. -439с.

26. Виленчик М.М. Биологические основы старения и долголетия. М.: Знание. 1987.

27. Виславский М. Н. Линейная алгебра и линейное программирование.— Минск: Вышэйшая школа, 1966. — 212с.

28. Вишневский А.Г., Население и производство // Модели демографических связей М: Статистика, 1972 г. — С. 66-128.

29. Влияние социально-экономических факторов на демографические процессы К: Наукова думка, 1972 г. — 238 с.

30. Вольтерра В., Математическая теория борьбы за существование. — М: Наука, 1976 г.-286 с.

31. Высоцкая Н.В., Гречуха В.А., Щербов С.Я., Моделирование демографического развития региона (на примере США) — М: Пре-принт/ВНИИСИ, 1986 г. 49 с.

32. Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С., Биология продолжительности жизни М: Наука, 1991 г. - 280 с.

33. Галиев Ж.К., Войтковская А.Ю. Комплексный анализ различных аспектов деятельности угледобывающих предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№4. -с. 20-39.

34. Гальперин В.И. Защита атмосферы от пылегазовых выбросов горнохимических предприятий, М.: Недра, 1984.

35. Горные науки. Освоение и сохранение Земли / Под общ. ред. акад. К.Н. Трубецкого// М.- Академия горных наук. 1997.- 478с.

36. Гриценко А. И., Крылов Н. А., Аленин В. В., Ступаков В. П. Нефть и газ России в XXI веке: прогноз добычи и развития сырьевой базы // http://www.geoinform.ru/mn'.files/issues/articles/gric3 01. html.

37. Гурман В. И., Кульбака Н. Э., Рюмина Е. В. Опыт социо-эколого-экономического моделирования развития региона // Экономика и математические методы. -1999. том 35,- № 3. - с. 69-79.

38. Давидовская Ю.П Проблемы урбанизированных территорий. М.: Академия горных наук, 2001. — 118с.

39. Данилов Н. И. Развитие крупных промышленных центров: теория, методология, практика. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. — 345с.

40. Данилов Н. И. Энергетическая политика региона// Энергетика региона. -1999.-№7(13). С. 3-5.

41. Данилов Н. И. Энергосбережение — основа устойчивого развития. Первая окружная конференция "Активная инновационная государственная политика — основа экономического возрождения России". Материалы. — Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2001.- С. 25-27.

42. Данилов Н. И. Энергосбережение. От слов к делу. 2-е изд. — Екатеринбург: Энерго-Пресс, 2001. —232с.

43. Данилов H. И., Евплянов А. И., Михайлов В. Ю., Щелоков Я. М. Энергосбережение. Введение в проблему. — Екатеринбург: Изд-во "Сократ", 2001. — 208с.

44. Данилов-Данильян В.И. Экология и экономика природопользования // Зеленый мир. 1998. - №7. - с.23-26.

45. Данциг Дж. Линейное программирование.— М.: Прогресс, 1981. -326с.

46. Демографические процессы и их закономерности / Под ред. А.Г. Волкова. М.: Мысль, 1986.

47. Демографический энциклопедический словарь, Редкол.: Валентей Д.И. и др. М: Сов. энциклопедия, 1985 г. - 608 с.

48. Демография: современное состояние и перспективы развития. Н.В. Зверева, А.Я. Кваша, В.И. Козлов и др. Под ред. Д.И. Валентея. М.: Высш. Шк., 1997.271 с.

49. Динамическая теория биологических популяций, под ред. P.A. Полу-эктова, изд. «Наука», гл. ред. физ.-мат. литературы, М., 1974, 456 стр.

50. Донченко В.К., Лосев К.С., Фролов А.К. Экология экономика — политика. - СПб: СПбНЦРАН, 1996. - 827с.

51. Дубовский C.B., Уздемир А.П., Шалаев Ю.В., Математические модели демографических процессов. Обзор. М: Международный центр научной и технической информации, 1977 г. - 61 с.

52. Дьяконов В.П. Математическая система Maple V. M.: СОЛОН. 1998. 400 с.

53. Егоричев А. П., Лисиенко В. Г., Разин С. Е., Щелоков Я. М. Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов. — М.: Металлургия, 1990.—149с.

54. Единая энергетическая система России. Воспоминания старейших энергетиков/ под ред. П.С. Непорожнего и А.Н. Семенова: сборник статей. — М.: Энергоатомиздат, 1998. — 648 с.

55. Ермаков С.П., Современные возможности интегральной оценки медико-демографических процессов М: Институт социально-политических исследований РАН, 1996 г. — 100 с.

56. Замков О.О., Толстопятенко A.B., Черемных Ю.Н., Математические методы в экономике М: МГУ им. Ломоносова, Издательство «ДИС», 1997 г.-368 с.бО.Зубаков В.А. XXI век. Сценарии будущего развития // Зеленый мир.-1996.- №9.-с. 18-24.

57. Иванов A.A. Проблемы экологии в Туле и в Тульской области. — Тула: Издательский центр при ТГПУ, 1997. 86с.

58. Иванов Ю.Н., Токарев В.В., Уздемир А.П., Математическое описание элементов экономики М: "Физ.-мат. литература", 1994 г. - 414 с.

59. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.-Гидрометиоиздат. - 1984. - 453 с.

60. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем / A.B. Лапко, Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок. Новосибирск: Наука. Сибирская издат. фирма РАН, 1999. - 190с.

61. Ихер, Т. П. Экологические проблемы Тульского региона / Т. П. Ихер // Единая система экологического образования и воспитания.- Тула, 1996.- С. 4-19.

62. Капица С.П. Сколько людей жило, живет и будет жить на земле. Очерк теории роста человечества. М.: 1999 (см. также http://www.odn. ru/kapitza/1 5.htm).

63. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Едиториал УРСС, 2002. 288 с.

64. Капица С.П., Рост народонаселения мира и глобальные проблемы -М: МФТИ, 1996 г.-71 с.

65. Качурин Н.М., Людкевич C.B. Разработка способа эколого-экономического управления техногенным воздействием на окружающую среду / Наука и экологическое образование. Практика и перспективы. Тула, 1997.-С.429-432.

66. Качурин Н.М., Поляко В.В., Ефимов В.И., Стась Г.В. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмрсковного бассейна. Москва-Тула: И1111 «Гриф и К», 2004. -228с.

67. Качурин Н.М., Сычев А.И., Абрамкин Н.И. и др. Геоэкологические принципы технологической реструктуризации Подмосковного угольного бассейна. Москва-Тула: ИПП «Гриф и К», 2004. -256с.

68. Качурин Н.М., Шейнкман Л.Э., Людкевич C.B. Принципы моделирования систем экологической и технологической безопасности / Между школой и университетом. Тула, 1996. - С.370 - 373.

69. Киреев В.Б., Яворский В.А., Экономико-демографическая модель эволюции численности и возрастной структуры социально-однородногонаселения // Моделирование управляемых динамических систем М: МФТИ, 1998-С. 4- 16

70. Коваль В.Т. Новая концепция управления природопользованием // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№6. -с. 123-125.

71. Козлов В.Б. Энергетическая безопасность России. http://www■vei.ru■public/kozlovl/kozlovl.htm.

72. Колмогоров А.Н., Качественное исследование математических моделей динамики популяций, Проблемы кибернетики, вып. 25, «Наука», М., 1972.

73. Комаров И.С. и др. Охрана и рациональное использование геологической среды на территориях горнодобывающих комплексов. М. - МГРИ. -1990. -102 с.

74. Концепция национальной безопасности Российской Федерации. Указ Президента РФ от17.12.97 №1300.

75. Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. Указ Президента РФ от 01.04.96 г. №440.

76. Коптюг В.А., Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь, 1992). Информационный обзор. Новосибирск, 1992.-С. 25.

77. Коробова О.С. Некоторые новые показатели моделирования процессов природопользования // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2002.-№3.-с. 72-75.

78. Корчагина Т.В. Динамика показателей техногенного воздействия на окружающую среду предприятиями угольной отрасли.

79. Кремер Н.Ш. Теория вероятности и математическая статистика: учеб. для вузов.-М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.-543 с.

80. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия //

81. Министерство экологии и природных ресурсов РФ. Тульский, областной комитет по охране природы. -М., 1992. 84с.

82. Круль, Л. А. Сокровища тульских недр / Л. А. Круль, Г. Д. Овсянников.-Тула: Приок. кн. изд-во, 1985.- 173с.

83. Кузнецов A.A., Лебедев A.M., Коряков А.Е. Оценка экологической обстановки загрязненных территорий с помощью относительного критерия // Известия ТулГУ. Экология и безопасность жизнедеятельности. Выпуск 5. — Тула: ТулТУ, 1999-С.82-86.

84. Кузнецов A.A., Лебедев A.M., Кузнецова М.А. Относительный критерий оценки экологической обстановки загрязненных территорий // Известия ТулГУ. Экология и безопасность жизнедеятельности. Выпуск 5. Тула: ТулГУ, 1999-С.78-82.

85. Кузнецов A.A., Лебедев A.M., Федунец И.И. Системный подход при оценке экологического состояния отдельных территорий // Труды международной конференции «Освоение недр и экологические проблемы». М.: 2000.-с. 88-91.

86. Кузовкин А. Потенциал энергоснабжения. // Экономист. 2000. - №5 — с. 18-25.

87. Курицкий Б.Я., Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0 -СПб: BHV-Санкт-Петербург, 1997 г. 384 с.

88. Лебедев A.M. Системные принципы оценки экологического состояния загрязненных территорий. Диссертация. Тула, 2003 г.

89. Лисенко В. Г., Щелоков Я. М., Разин С. Е., Дружинина О. Г, Методология и информационное обеспечение сквозного энергетического анализа. -— Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001.— 98с.

90. Лисенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Хрестоматия энергосбережения: Справочное издание: В2-х книгах. Книга 1 / Под ред. В.Г. Лисенко. М.: Теплоэнергетик, 2003. - 688с.

91. Литвак В. В., Силич В. А., Яворский М. И. Региональный вектор энергосбережения. — Томск: Региональный центр управления энергосбережением, 1999, — 320 с.

92. Малышев Ю.Н., Заводчиков Л.В., Бреннер В.А., Качурин Н.М. Технологическая реструктуризация горной промышленности России в современных экологических условиях. Горный вестник. - 1996. -№3. - с. 8-11.

93. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Райдерс Й., За пределами роста М: Изд. Группа "Прогресс", "Патея", 1994 г. - 304 с.

94. Мекар Г.Н. Энергетика: проблемы и решения. — М.: РЦУЭ, 1999. — 122с.

95. Минерально-сырьевая база угольной промышленности. Том 2 (регионы и бассейны). М., МГТУ, 1999. - 448с.

96. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1993. - 336с.

97. Некрасов А. С., Борисова И. Н., Воронина С. А., Кретинина Ю. С., Полянская Т. М., Суздальцева Л. Ф. Альтернативы развития российской энергетики//Проблемы прогнозирования. 1993. №6. — с. 18-25.

98. Немировский В.И Проблемы экологии и устойчивого развития городов и других поселений России // Известия Академии Промышленной Экологии. 1997. - №2 - с. 27-29

99. Нигматулин Б. И. Стратегия и основные направления развития атомной энергетики России в первой половине XXI в.//Теплоэнергетика, №1, 2001, с. 2-9.

100. Новая энергетическая политика России. М.: Энергоатомиздат, 1995. -512с.

101. Общая теория статистики: Учебник / Под ред. чл.-корр. РАН И.И. Елисеевой. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. 534с.

102. Овчинников, Ю. И. Физическая география Тульской области / Ю. И. Овчинников, О. Ю. Овчинников Тула: Пересвет, 2000.- 143 с.

103. Олепев H.H., Решетцева Е.В., Саранча Д.А., Модель взаимодействия демографических и экономических процессов (рождаемость, образованность и благосостояние) — Москва: Вычислительный центр РАН, 1997 г.-26 с.

104. Основные положения энергетической стратегии России до 2020 г. -М., ОАО «Издательство «Экономика», 2000. — 64 с.

105. Островская А. В., Ясников Г. П., Лобанов В. И., Щеклеин С. Е. Основы экологии. Учебное пособие. — Екатеринбург: УГТУ, 1999. —■ 177 с.113. . Певзнер М.Е. Горная экология: Учебное пособие для вузов М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 395с.: ил.

106. Певзнер М.Е., Малышев A.A., Мельков А.Д., Ушань В.П. Горное дело и охрана окружающей среды: Учебник для вузов.-3-e изд., стер.-М.- Изд-во МГГУ,2001.- 300с.

107. Певзнер М.Е.,Костовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра, 1990.

108. Пененко, В.В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды/В.В. Пененко, А.Е. Алоян .- Новосибирск: Наука, 1985. 256с.

109. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. -Спб.: НИИ Атмосфера, 1995.

110. Пиччи Дж.Е., Порт Г.Н.Дж и др. Стратегия мониторинга и оценки загрязнения окружающей среды. // Мониторинг состояния 01фужающей природной среды. — Л., 1977. — с.53-68.

111. Полак Э., Численные методы оптимизации. Единый подход. — М: Мир, 1974 г.-376 с.

112. Приказы по ОАО Энергетики и Электрификации «Тулаэнерго»

113. Природопользование: Учебник. Под ред.акцией проф. Э.А. Арустамо-ва. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский дом «Дашков и К», 2001. -276с.

114. Проблемы Гильберта. Сборник // Под ред. П.С. Александрова -М., 1969 г.

115. Программа энергосбережения России (основные направления) / Научи, рук. А. А. Макаров. — М.: Центр энергетической эффективности, 1992.

116. Продолжительность жизни: анализ и моделирование — сборник статей под ред. Андреева Е.М., Вишневского А.П. М: Статистика, 1979 г. - 157 с.

117. Проект Закона по охране окружающей среды Тульской области и экологически чистому природопользованию / Севрюгин Н.В., Данилов-Данильян В.И., Соколов Э.М., Качурин Н.М., и др. // Тула. Изд- во "Шар". - 1995.- 156 с.

118. Промышленность России: Статистический сборник / Госкомстат России.-М., 2002.-453с.

119. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. -288с.

120. Путин В. В. Пока у нас есть шанс // Энергетика региона.-2001.-№ 7-8. -С.З.

121. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Ельчанинов Е.А. Проблемы охраны окружающей среды и пути их решения в угольной промышленности России // Труды III Всемирного конгресса по экологии в горном деле 711 сентября 1999 в г. Москве. Т. 1. - С.41-53.

122. Рациональное природопользование в горной промышленности. Под ред. В.А.Харченко. М.: Изд-во МГУ, 1995.

123. Реформирование российской электроэнергетики. Изменения на оптовом рынке, http://vvww.ifs.ru/ru/week.htm

124. Робенков A.J1. Модель системной динамики горнодобывающей промышленности России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№6. -с. 29-32.

125. Рогачев C.B., Мешков В.М., Лазаревич К.С. Зима на космическом снимке // География. 1998. - № 45. - с. 3.

126. Романовский И.В., Алгоритмы решения экстремальных задач М: Наука, 1977 г.-351 с.

127. Россия в цифрах: Краткий статистический сборник / Госкомстат России.-М., 2002.-57с.

128. Савченков В.Е., Прошин В.Н. Состояние выполнения и эффективность природоохранных мероприятий на ликвидируемых шахтах и разрезах Подмосковного угольного бассейна //Уголь. — 2004. №3. — с. 67-70.

129. Санеев Б. Г., Лагерев А. В., Ханаева В. Н., Чемезов А. В. Энергетика в России в первой половине XXI века. // Энергетическая политика.-2002.-№4.-с. 16-25// http://www.sei.irk.ru/publ/lab6llrus/lab61 lrus.htm.

130. Сафронов A.C. и др. Экологическая обстановка в Тульской области в 1999 году // Тульский экологический бюллетень 2001, выпуск 11. — Тула: 2000.-с. 18-26.

131. Сафронов A.C., Зимакин H.H., Старченкова В.К. Экологическая ситуация в Тульской области // Тульский экологический бюллетень 2002. — Тула: 2002.-с. 18-44.

132. Свергун, И. П. Природные богатства Тульской области и перспективы их использования / И. П. Свергун.- Тула, 1961.- 70 с.

133. Семенов В.А. Оптовые рынки электроэнергии за рубежом: Аналит. обзор. М.: Науч.-учеб. Центр ЭНАС, 1998. - 189с.

134. Силютин С.А. Особенности угольной сырьевой базы России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2002. №3. -с. 122-127.

135. Симанкин А.Ф. Экологические проблемы и пути их разрешения на современном этапе // Тульский экологический бюллетень 2002. — Тула: 2002.-с. 59-65.

136. Система знаний о народонаселении / Под ред. Д.И. Валентея. М.: Высшая школа, 1991.

137. Скороходов К.Н. Охрана окружающей среды. Проблемы урбанизированных территорий. — Томск: Издательская группа "Прогресс", 1994. — 304с.

138. Следует ли правительству сдерживать тарифы на электроэнергию? // http://www.ifs.ru/Ri/week.htm.

139. Смирнов A.M. Проблемы защиты окружающей природной среды при ликвидации угольных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. -№6. -с. 232-236.

140. Современная демография / Под ред. А.Я. Кваши, В.А. Ионцева. М., 1995. С. 159-163.

141. Современное состояние и перспективы развития энергетики мира / Д.Б. Вольфберг, Теплоэнергетика. 1999. - №5. - с. 2-7.

142. Современное состояние и перспективы развития энергетики мира / Д.Б. Вольфберг, Теплоэнергетика. 1998. - №9. - с. 24-28.

143. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Левкин Н.Д., Кузнецов A.A. Экологическое право промышленно развитых стран / Известия Тульского государственного университета. Серия "Экология и безопасность жизнедеятельности".-Тула, 1996.-с. 87-125.

144. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Фризен В.Э., Шейнкмап Л.Э., Максимова Н.В. Методические положения оценки экологического состояния промышленного региона / Между школой и университетом. Тула, 1996. - с.381 -384.

145. Соколов Э.М., Кузнецов A.A. Лебедев A.M. и др. Методика оценки экологического состояния отдельных территорий. Тула: ТулГУ, 2000. — 36с.

146. Староверов О.В. Общие марковские модели движения населения и его потенциал // Экономика и математические методы. 1991. Т. 27, вып. 4.

147. Стихарев В.В. Основные задачи оздоровления экологической обстановки в Тульской области на 2002 год // Тульский экологический бюллетень 2001, выпуск 2. - Тула: 2001. - с. 13-18.

148. Судоплатов А.П. Вопросы разработки угольных месторождений Подмосковного бассейна. — Харьков: Углетехиздат, 1950. — 224с.

149. Сычев, А. И. Недра Тульской области / А. И. Сычев, В. С. Дымов, В. В. Гуркин // Монография.- Тула: Гриф и Ко, 2000. 124 с.

150. Тибилов Д.П Методологические подходы к оценке эффективности угледобывающих предприятий в системе уголь-электроэнергия с позиции реструктуризации РАО ЕЭС России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№6. -с. 27-30.

151. Тибилов Д.П Оценка последствий для угольной отрасли от реструктуризации электроэнергетики России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№4. -с. 33-39.

152. Тибилов Д.П. Систематизация задач комплексной оценки функционирования угольной отрасли в условиях реформирования электроэнергетики, МПС и газовой промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№5. -с. 336-342.

153. Тибилов Д.П. Экономические и структурные предпосылки к увеличению роли угля в топливно-энергетическом хозяйстве России // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. -№3. -с. 75-78.

154. Топливно энергетический комплекс России: современное состояние и взгляд в будущее / Г. В. Агафонов, Е. Д. Волкова, Н. И. Воропай и др. -Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 312 с.

155. Топливно-энергетический комплекс России: Статистический сборник / Госкомстат России. М., 2002. — 29с.

156. Фаворский О. Н. Ситуация в электроэнергетике // ТЭК. 2000. № 2. С. 41-42.

157. Фукс Б.А., Шабат Б.В., Функции комплексного переменного и некоторые их приложения, «Наука», М., 1964.

158. Хатсон В., Пим Дж. С. Приложения функционального анализа и теории операторов. М.: Мир, 1983.

159. Щербов С.Я., Юрченко В.В., Моделирование динамики возрастных структур рождаемости и смертности // Человеко-машинная система моделирования процессов глобального развития М., 1982 г.

160. Эдиев Д. М. Взаимосвязь между спектральными свойствами матрицы Лесли и возрастной структурой демографического потенциала // Электронный журнал "Исследовано в России", 74, 2002 г. С. 815-823. http://zhumaI.ape.relarn.m/articles/2002/074e.pdf

161. Эдиев Д.М. Агрегированное прогнозирование численности населения с использованием техники демографического потенциала // Электронный журнал "Исследовано в России", 38, стр. 382-407, 2001 г. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/038.pdf

162. Эдиев Д.М. Демографические и экономико-демографические потенциалы: Дис. канд. физ.-мат. наук. М.: МФТИ, 1999. 206 с.

163. Эдиев Д.М. Концепция демографического потенциала и ее приложения //Математическое моделирование. Т.15. №12 (2003). С. 37-74.

164. Эдиев Д.М. Экономический анализ демографической динамики // Моделирование процессов управления и обработки информации. М.: МФТИ, 1996, с. 76-80.

165. Экономика природопользования. М.А. Ревазов и др. М.: Недра, 1992.

166. Яворский В.А., Киреев В.Б., Обзор экономико-демографических моделей // Демографические исследования. Вып. 20. — Киев: Ин-т экономики HAH Украины, 1999 г. С. 40-69.

167. Яворский В.А., Математические методы прогнозирования повозрастной рождаемости // Демографические исследования, вып. 22. К.: Ин-т экономики HAH Украины, 2000 - С. 214-229

168. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2002 году"/ Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Кемеровской области. — Кемерово: Издательский дом "Азия", 2003. -322с.

169. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2003 году"/ Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Кемеровской области. Кемерово: Издательский дом "Азия", 2004. — 322с

170. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2004 году"/ Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Кемеровской области. Кемерово: Издательский дом "Азия", 2002. — 342с.f I