Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Совершенствование методики оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на окружающую среду

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методики оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на окружающую среду"

На правах рукописи

КОРЧАГИНА Татьяна Викторовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ КОКСУЮЩИХСЯ УГЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2008

003451569

Работа выполнена в ООО «Прокопгипроуголь» г. Прокопьевск, Кемеровской области.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ефимов Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ОАО «Прокопьевскуголь»

Защита диссертации состоится «Д» ноября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.09 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, ул. Ленина, д. 92, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан « / 2008 г.

Копылов Андрей Борисович

кандидат технических наук, доцент Логачева Валентина Михайловна

Ученый секретарь диссертационного сове д.т.н., профессор

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.

Горное производство оказывает мощное 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. м3 . 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, среди негативных последствий, формирования которых 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 горно-геологических процессов и явлений, носящих порой катастрофический характер.

Особую актуальность эта проблема приобретает применительно к подземному способу добычи коксующихся углей, потребность в которых будет нарастать по мере развития российской экономики. Поэтому совершенствование методики комплексной оценки воздействия подземной угледобычи на окружающую среду является весьма актуальной для условий Кузбасса, а установленные закономерности представляют научный и практический интерес и для других регионов с развитым сектором добычи и использования угля.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами работы ЗАО «Холдинговая компания СДС-Уголь» и ООО «Прокопгипроуголь».

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при подземной добыче коксующихся углей для эффективной оценки экологических последствий развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности прогнозных оценок экологических последствий развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне должно основываться на результатах имитационного моделирования экологических последствий с использованием адекватных закономерностей формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель.

Научные положения, защищаемые в диссертации: о обобщенная закономерность для величины мощности пылегазовых выбросов, объема сбросов и площади нарушенных земель от производственной мощности шахт и электропотребления имеет линейный характер;

о нарушение земель, пылегазовые выбросы в атмосферу, в том числе, выбросы твердых веществ, газообразные выбросы; выбросы сернистого ангидрида, оксида углерода, диоксида азота и прочих веществ, а также сбросы жидких загрязнителей линейно зависят от производственной мощности шахт, электропотребления и времени;

о возможные уровни воздействия на окружающую среду могут увеличиться в 5 - 6 раз, что потребует разработки комплексных мероприятий нового технологического уровня.

Научная новизна работы заключается в следующем: о получена зависимость интенсивности формирования пылегазовых выбросов от энергопотребления и производственной мощности угледобывающих предприятий;

о определена зависимость объемов сбросов от энергопотребления и производственной мощности угледобывающих предприятий;

о получена зависимость площадей нарушения земель от энергопотребления и производственной мощности предприятий по переработке минерального сырья.

Методы исследований. В качестве основных методов исследований применялись: системный анализ источников и факторов загрязнения окружающей среды предприятиями по подземной добыче коксующихся углей; аналитические, геологические, гидрогеологические, ландшафтно-геохими-ческие, экспериментальные работы в лабораторных и шахтных

условиях; методы математического моделирования и вычислительные эксперименты.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов подтверждается значительным объемом натурных наблюдений (отобрано и проанализировано более 10000 проб воздуха, воды и почвы), соответствием расчетных данных, полученных на основе разработанного методологического подхода с использованием программного комплекса, фактическим данным по исследуемым угледобывающим предприятиям Прокопьевского района Кузбасса.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при разработке проектной документации для проектирования строительства и реконструкции шахт, а также совершенствования механизма природопользования на угледобывающих предприятиях. Отдельные разделы могут быть использованы при проведении лекционных и практических занятий для студентов горных специальностей университетов по дисциплинам «Экология горного производства», «Экономика природопользования».

Реализация результатов работы. Основные научные результаты использованы в разработке проектной документации ООО «Прокопги-проуголь». Практические рекомендации, приведенные в работе, использованы на предприятиях ООО УК «Прокопьевскуголь» и ООО «РОСА Кузбасса» в г. Прокопьевске для оценки ущерба окружающей среде от загрязнения исследуемых объектов. Научные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедрой экономики природопользования Московского государственного горного университета и кафедрой геотехнологий и строительства подземных сооружений Тульского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Международной научно-практической конференции «Экономика России: проблемы и перспективы ее реформирования» 25 апреля 2003г. в г.Томске; на IV Всероссийской научно-практической конференции, проходящей 14 -15 октября 2003 г. в г. Кемерово; на научно-практических конференциях «Социально-экономические проблемы развития России. Региональный аспект», Кемерово - 2004 г., «Экономические и социально-политические исследования в Сибири», Кемерово, 2004г., на научно-практических конференциях вузов Кузбасса «Проблемы теории, истории и практики в современных научных исследованиях.», Кемерово, 2005г; Томского государственного университета (г. Томск, 22 апреля 2006г.), 13-й Международной научно-практической конференции в г.Кемерово, 1-3 октября

2007г., на научных семинарах Тульского государственного университета (г. Тула, 2006-2008 г.г.).

Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в 19 статьях журналов, сборников научных трудов и материалах научно-практических конференций, 2 монографиях, получено свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007612817.

Структура и объем работы. Диссертационная работа выполнена на 154 страницах машинописного текста, содержит введение, четыре главы, заключение, 37 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 142 наименований и три приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вопросы влияния горного производства на окружающую среду и природные ресурсы рассматривались в работах К.Н. Трубецкого, Ю.В. Шувалов, Л.А. Пучкова, Г.И. Грицко, А.А. Арбатова, В.Д. Горлова, М.Э. Кябби, В.Н. Мосинца, В.А. Овчинникова, М.А. Ревазова, П.И. Томакова, Н.Н. Чаплыгина, В.А. Харченко, В.А. Шестакова, Э.М. Соколова, Н.М Ка-чурина, В.И. Ефимова, Е.И. Захарова, И.В. Панферовой, В.Г. Гридина, А.П. Красавина, Е.Л. Счастливцева, Л.С. Скрынника, Ю.В. Лесина, Н.Д. Левкина и др. Доказано, что существующие классификации видов воздействия на окружающую среду, не отражают всех особенностей угледобывающего производства, а также требуют дальнейшего развития методы оценки этих воздействий применительно к условиям разработки месторождений коксующихся углей.

Таким образом, существующее состояние знаний по рассматриваемой проблеме, цель и идея работы обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

о изучить содержание и структуру существующей базы данных по воздействию на окружающую среду в районах размещения предприятий по добыче коксующихся углей;

о установить закономерности формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при подземной добыче коксующихся углей;

о усовершенствовать методику оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на окружающую среду;

о разработать программный комплекс для реализации количественной оценки воздействия подземной доб)!>1чи коксующихся углей на окружающую среду;

о получить прогнозные оценки экологических последствий развития угледобычи в Прокопьевско-Кисилевском районе и по Кузбассу в целом.

В Кемеровской области по степени воздействия на окружающую среду угольная отрасль занимает лидирующее положение. На состояние исследуемой природной среды оказывают влияние множество различных факторов (рис. 1).

В районах расположения предприятий по добыче и переработке минерального сырья одним из основных источников загрязнения природной среды являются техногенные массивы. Миграция загрязняющих веществ с территории техногенных массивов происходит в различных геосферах под влиянием внешних и эндогенных факторов. Для атмосферы основными факторами являются температура и давление; для гидросферы - параметры рН, ЕЬ, химические связи, гравитационные свойства; для литосферы - температура и давление; для биоты решающее значение имеет особое свойство живого вещества - способность к самостоятельному движению.

Характеристикой миграции может служить работа по перемещению химических элементов или соединений. Анализ видов и параметров ми-фации загрязняющих компонентов позволяет выделить основные факторы риска их распространения с территории техногенных массивов. Это факторы, обусловленные особенностями геоморфологического и геологического строения местности, а также условиями складирования отходов.

В существующих автоматизированных системах хранения и обработки данных со стационарных постов, методика расчета фоновых концентраций и статистических параметров распределения примесей формализована. Несмотря на многообразие моделей оценки атмосферного воздуха, общим для всех является то, что основными нормативами чистоты атмосферы, ограничивающими техногенное воздействие промышленности, являются предельно-допустимые концентрации для населенных мест.

Для оценки загрязнения природных вод в районах хранилищ твердых отходов используют прямые и косвенные методы. С помощью прямых методов оценка опасности загрязнения природных вод осуществляется по токсичности твердых отходов. Основным источником загрязнения поверхностных вод в районах расположения техногенных массивов и предприятий по подземной добыче коксующихся углей являются загрязненные подземные воды, разгружающиеся в водоемы и водотоки. Снос загрязняющих веществ в поверхностные воды оценивается следующими параметрами: временем достижения водотока (водоема) загрязненными водами; расходом загрязненных подземных вод, разгружающихся в реку;

количеством загрязняющих веществ, сносимых в реку разгружающимися подземными водами.

Опасность загрязнения поверхностных вод определяется, помимо вышеназванных параметров, расходом водотока. Оценка загрязнения водотоков и водоемов производится, исходя из кратности разбавления разгружающихся подземных вод речными водами. Сложившаяся практика оценки качества вод различного назначения основана на использовании нормативных величин или предельно допустимых концентраций (ПДК).

Состояние почв характеризуется показателем комплексного природного потенциала (КПП) поля рекультивации, который является показателем соответствия почв на поле рекультивации с качеством лучших ненарушенных почв региона КПП = Бэл Ксл, где ®э.п. - бонитет эталонной почвы в баллах; Кс.п. - коэффициент специфичности почвы техногенного местообитания. Кс.п. определяется количеством в субстрате фракций физической глины и гумуса.

В связи с тем, что поверхность техногенного ландшафта представлена почвенным покровом с набором различных типов эмбрио-, эливио- и техноземов, то общее почвенно-экологическое состояние техногенного ландшафта может быть количественно охарактеризовано соотношением площадей, занятых тем или иным типом почв, т.е.оценка состояния техногенного ландшафта может осуществляться картографированием почвенного покрова. Состояние нарушенных земель связано с множеством факторов, не имеющих в настоящее время четкой количественной оценки. Однако, в структуре нарушений доминирующее положение занимают именно горные работы, поэтому в качестве основного критерия состояния почв принимается площадь нарушенных горнодобывающими работами земель. Нормативная площадь нарушения земель определялась следующим образом:

а) при Q, > Q<р¡: Z SK„opM¡ = QcpjSKHopM, (1)

б) при Q, < Q (р ¡: S SKHOpM i = Z SK, (2)

где Q (р х - запасы, извлечённые до i-ro года, тонн.

А эффективность использования земель рассчитывалась по формуле: Д SKi = X 8Кфа„ i - X SKHOpM i, где X SV, ¡-площадь, фактически нарушенная карьером до i периода. При Д SK; использование земель является неэкономичным, а площадь ASj является сверхнормативной и не обусловлена технологической необходимостью. Для количественной оценки воздействия техногенных массивов угледобывающих предпри-

ятий на элементы окружающей среды разработан комплекс программных средств.

Функциональная схема модели для оценки состояния окружающей среды при воздействии на нее техногенных массивов угледобывающих предприятий приведена на рис.2. Программный комплекс состоит из шести основных компонентов, условно обозначаемых как блок «Земля», «Вода», «Воздух», «Минеральное сырье», «Ландшафт», «Здоровье». Каждый из блоков, в свою очередь, делится на подблоки, которые представляют собой один или несколько расчетных модулей и информативный модуль.

На рис. 2 приведена схема исследования оценки состояния окружающей среды от воздействия на неё элементов техногенеза. Данная модель позволяет определить количественное значение показателя загрязнения, используемого в дальнейшем для разработки комплекса природоохранных мероприятий. Каждый показатель рассчитывается по разработанному алгоритму на основании данных наблюдений и замеров. На основании предложенной информационной модели, спроектирована математическая модель, описывающая состояние окружающей среды при заданных исходных данных. В результате, разработан и реализован программный комплекс, выполненный в виде набора модулей с учетом концепций расширяемости программ и объектно-ориентированного подхода. Такой пакет программ предназначен для расчета влияния угледобывающих предприятий на компоненты окружакдаей среды и человека; оценки экологических показателей исследуемых компонентов; анализа степени загрязнения природной среды; разработки комплекса мероприятий по реабилитации техногенных массивов и прилегающих территорий в данном районе. Прогнозирование предложено осуществлять с помощью пошаговой процедуры на основе имитационного моделирования процесса взаимодействия шахт с компонентами окружающей среды. Имитационное моделирование при этом осуществляется путем вычислительного эксперимента, проводимого на персональном компьютере с математической моделью, имеющей возможность поднастройки на основе актуализированных данных геомониторинга. На основе обработки ретроспективных данных, полученных путем имитационного моделирования, проводилось описание характера взаимодействия объектов исследуемой системы при варьировании компонентами окружающей среды в достаточно широком интервале их допустимых значений. В зависимости от уровня загрязнения исследуемых компонентов среды рекомендуется комплекс природоохранных мероприятий и рекомендаций, направленных на реабилитацию техногенных массивов угледобывающих предприятий прилегающих территорий.

Подземная добыча

"V

Природоохранные ■мероприятия

Мероприятия 1редупредителыюго характера

Мероприятия восстановительного характера

Окружающая среда

Пересчетная модель

Область загрязнения

Объем загрязнения

Площадь загрязнения

Объем потерь

Эстетическое состояние

Здоровье трудящихся

Состояние элементов ОС

Компоненты природной среды

Воздух

Вода

Земля

Минеральное сырье

Ланшафт

Социальная сфера

Рис.1. Структурная схема модели для оценки состояния окружающей среды

Объекты воздействия

Земли

Оценка воздействия техногенеэе

Йлятив »»мель под техногенные

Загрязнение и нарушение прилегающих к техногенным массивам территорий

Мероприятия направленные на предотвращение воздействие техногенеэа

Мероприятия ПО

Вода

Загрязнение поверхностных епа Мероприятия

по очистке вод

Атмосферный!**--'?^

„..воздух..............к"

Минеральное сырье.............Г

Мероприятия по охране аггмосфероного воздуха

! Загрязнение атмосферы от а.; горной------

Комплексность использования

Визуальный ландшафт

Человек

Потеря эстетической

Снижение п|эоаолжительности

Повышении заболеваемости

Мероприятия по - тции мине) сырья

Мероприятия по юеленгю виэуа

..................„5*ЗВЙЙ$ЗЯ1................—

Мероприятия по восстановлению здоров».* и

жизни человека

Рис. 2. Схема воздействия техногенного массива на окружающую среду

В диссертационной работе проведена оценка степени воздействия техногенных массивов на компоненты окружающей среды на основе которой выработан комплекс мероприятий по реабилитации техногенных массивов угледобывающих предприятий. Для оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на компоненты окружающей среды Кемеровской области, исследованы угледобывающие предприятия ООО УК «Прокопьевскуголь»: ООО «Шахта Дзержинского», ООО «Шахта Тырганская», ООО «Шахта Зиминка» и ООО «Шахта Зенковская», расположение в черте г.Прокопьевска, а ООО «Шахта Ворошилова», ООО «Шахта Коксовая», - в центральной части города, и имеющие на территории горных отводов техногенные массивы.

Для оценки техногенного воздействия на водные ресурсы Кемеровской области, были исследованы сбросы загрязняющих веществ шахт ООО УК «Прокопьевскуголь».Согласно произведенным замерам, представленных в отчетности 2 ТП (водхоз) за 1997-2005 гг., основная масса загрязняющих веществ по угледобывающим предприятиям ООО УК «Прокопьевскуголь» представлена сухим остатком (97,82 %) БПК (0,42%), взвешенными веществами (1,76 %) и нефтепродуктами (0,004%).

Анализ загрязненных вод показал, что основным компонентом загрязнения является сухой остаток, который по шахтам УК «Прокопьев-скуголь» составляет 97,82 % от общей массы загрязняющих веществ (ООО «Шахта Зенковская» - 98,60 %, ООО «Шахта Ворошилова» -97,61%, ООО «Шахта Дзержинского» - 96,54 %,000 «Шахта Тырган-ская» - 99,36 %;000 «Шахта Зиминка» - 99,49 %). Характерной особенностью 1997-2005гг. было значительное увеличение объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ по всем исследуемым предприятиям ООО УК «Прокопьевскуголь»: 649,9 - 5548,7 т/год по ООО «Шахта Ворошилова», И 15,6 - 7977,1 т/год по ООО «Шахта Коксовая» и 808,7 - 3993,2 т/год по ООО «Шахта Зенковская».

Продуктами горения породного отвала, загрязняющих атмосферу, являются оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода и сероводород. Интенсивность выбросов загрязняющих веществ зависит от наличия в породе горючей массы, технологии формирования отвалов и от времени его существования. К примеру, на ООО » шахте «Зенковская» загрязняющие вещества от горящего недействующего породного отвала представлены взвешенными веществами, сдуваемыми с поверхности, масса которых в 2005г. составила 0,788 т/год или 0,048 г/сек. и газообразными веществами: БОг - 3,99 т/год, С02 - 39,95 т/год, Ж)2 - 0,4, т/год, Н28-2,0 т/год. Если на всех промпредприятиях эти выбросы строго учитываются и контролируются, то на горящих породных отвалах никакого учета нет. В отношении С02, на фоне его общего баланса в атмосфере, отсутствие учета не вызывает особой тревоги, так как его поступление составляет по нашим расчетам 15,37%. Что касается Б02, ухудшающим санитарно-гигиенические условия окружающей среды, учет этого ингредиента крайне необходим. Его выбросы от горящего недействующего террикона составили в 2005г.3,82% (3,9 т) от общего объема выбросов 802, или сохранились на уровне 1997 г. Но, несмотря на такую несущественную долю выбросов 802, следует отметить, что 1 т серы, содержащаяся в породной массе, при сгорании образует 2 т двуокиси серы. Если считать, что ежегодно перегорает около 1000 тыс. т породы, с содержанием серы в ней до 1 %, то это эквивалентно образованию 20 тыс. т сернистого ангидрида.

Для сравнения: суммарный выброс Б02 всеми стационарными и передвижными источниками по Кузбассу составляет 160 тыс. т.

Исследования показали, что в структуре газообразных с 1997 г. по 2000 г. наибольшая доля приходилась на оксид углерода - от 61,85 % до 91,64 % . К 2005 г. ситуация изменилась: большую часть составляют углеводороды - 88,82 %. Это стало возможным в связи с учетом в объеме выбросов газообразных метана. Примечательно, что выбросы газообраз-

ных от террикона в 2005 г. составили 1,3 % от общего объема выбросов газообразных против 7,7 % в 1997 г.

В настоящее время в Кемеровской области имеется более 70 тыс. га нарушенных земель. В 2005 г. около 500 предприятий области создали техногенный ландшафт на площади более 1400 га, и ведущее место среди них принадлежит предприятиям угольной отрасли.

Показатели ежегодно рекультивируемых земель, начиная с 1997 г. имеют ярко выраженную тенденцию к их снижению, как и площади ежегодно нарушаемых земель, для которых с 2001г. тоже характерна эта динамика.

Анализ полученных данных показал, что в целом, по ООО УК «Прокопьевскуголь» с 1997 по 2005 гг. площади нарушенных земель превышают площади рекультивированных земель. Очевидно, что темпы рекультивации (18,7 га в 2001 г) существенным образом отстают от процессов нарушения (80,7 га в 2001 г) и деградации земель.

Особенностью Прокопьевска является наличие в пределах городской черты выходов угольных пластов. Их разработка, как открытым, так и подземным способом привела к тому, что значительная часть городской территории нарушена, занята отвалами пород, терриконами, как правило, прошедшими этап самовозгорания, зонами провалов. Город имеет сложную планировку, сложившуюся по принципу «шахта-поселок». Размещение угледобывающих предприятий хаотичное, наблюдается чередование жилой, промышленной застройки и площадей нарушенных земель. В соответствии с формулой У-\Уег1 ценность ландшафта г. Прокопьевска составляет 3,12 балла. Проведенные расчеты техногенной нагрузки на ландшафт г. Прокопьевска свидетельствуют о том, что его можно отнести к ландшафту, находящемуся в критическом состоянии, что подтверждается исследованиями и выводами, приведенными в работах профессора Шувалова Ю.В.

В целом анализ информации по шахтам Прокопьевского района позволил выявить следующую эмпирическую закономерность:

У = а,. + а,Л + а,А + а,.Е, (3)

| !| 21 31 41 ' 4 '

где - интенсивность воздействия на компоненты окружающей среды; а,ь а2„ «з|, а,« - эмпирические коэффициенты; А - производственная мощность шахты, тыс. т/год; Е - энергопотребление на рассматриваемой шахте за отчетный период, тыс. кВт/год; I - время; 1 - индекс вида воздействия на окружающую среду.

Предлагаемое использование индексации реализуется следующим образом: ^ - нарушение земель, га/год; )2 - пылегазовые выбросы в атмо-

сферу, т/год; 12л - выбросы твердых веществ, т/год; 32.2 ~ газообразные выбросы, т/год; 12.з - сернистый ангидрид, т/год; И2л - оксид углерода , т/год; ¡2.5 - диоксид азота, т/год; 126 ~ прочие т/год; 13 - сбросы загрязняющих веществ, тыс. т/год. Основные параметры зависимости (3) представлены в табл. 1. Анализ показывает, что закономерность (3) 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 2025 г. и на основе средних удельных показателей за 3 года (2005-2007 гг.): выбросы загрязняющих веществ в атмосферу 6,5 кг/т; сброс загрязненных сточных вод 3,44 м3/т; площадь нарушенных земель 5,77 га/млн.т; объем отходов производства 5,55 т/т. В табл. 2-3 приведены прогнозные показатели техногенного воздействия предприятий ООО УК «Прокопьевскуголь» и Кузбасса в целом на окружающую среду. Произведенные расчеты показали, что при увеличении добычи угля в 5,3 раза показатели техногенного воздействия по предприятиям ООО УК «Прокопьевскуголь» в 2025 г. возрастут по сравнению с 2005 г. в 5,3 раза: масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух увеличится с 33,441 тыс.т (в 2005г.) до 175,5 в 2025 г. на 424,8 %; объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты увеличится с 17,599 до 92,88 млн.м3 в 2025 г. - 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 млн.т до 149,85 - на 428,2 %.

Прогноз показателей техногенного воздействия угледобывающих предприятий на окружающую среду рассчитан исходя из условий умеренного варианта развития угольной отрасли и сохранения существующих тенденций в природоохранной деятельности.

По Кемеровской области прогнозные показатели техногенного воздействия возрастут по сравнению с 2006 г. весьма значительно: масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух на 54,9 %; объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты -на 263,3 %; площадь нарушенных земель - на 54,9 %; объем отходов производства - на 54,89 %.

Таблица 1

Параметры зависимости (3) для различных видов воздействия на окружающую среду

Вид воздействия на окружающую среду Численные значения параметров зависимости (3) Коэффициент регрессии Р-критерий

а! а2 аз сц

Шахта «Зенковская»

1. Нарушение земель -14714 7,722 -0,0091 -0,0042 0,967 23,892

2. Пыпегазовые выбросы в атмосферу -737568 370,77 -7,2784 0,1567 0,924 9,759

2.1. Выбросы твердых веществ -7903 4,13 0,0143 -0,0023 0,131 0,993

2.2.Газообразные выбросы -729665 366,64 -7,2927 0,1591 0,909 7,918

2.3. Сернистый ангидрид -4656 2Д1 0,2910 0,0025 0,897 6,846

2.4. Оксид углерода -11876 4,62 1,4201 0,0547 0,892 6,493

2.5. Диоксид азота 13100 -6,78 0,3309 0,0088 0,907 7,750

2.6. Прочие -2269 1,14 0,0101 -0,0009 0,954 17.001

3. Сбросы загрязняющих веществ 3217 -1,79 -0,2518 0,0241 0,930 10,772

Шахта «Красногорская»

1. Нарушение земель 51707 -25,36 -0,3621 -0,0121 0,851 2,632

2. Пылегазовые выбросы в атмосферу -135502 67,06 -4,0657 0,1317 0,935 11,577

2.1. Выбросы твердых веществ -10209 5,12 -0,5848 0,0079 0,802 3,014

2.2.Газообразные выбросы -125294 61,87 -3,4808 0,1237 0,939 12,428

2.3. Сернистый ангидрид 9552 -4,66 -0,3534 0,0001 0,680 1,435

2.4. Оксид углерода 17523 -8,51 -0,7085 0,0016 0,668 1,344

2.5. Диоксид азота 20306 -10,13 -0,0712 0,0020 0,830 3,706

2.6. Прочие -1602 0,82 -0,0090 -0,0008 0,607 0,974

3. Сбросы загрязняющих веществ -55341 27,42 0,6412 0,0179 0,482 0,505

Таблица 2

Прогноз показателей техногенного воздействия предприятий ООО УК «Прокопьевскуголь» на окружающую среду на период до 2025г.

Наименование показателя Показатель техногенного воздействия за 2005г. Прогнозный показатель техногенного воздействия

При существующих тенденциях в природоохранной деятельности

2010г. 2015г. 2020г. 2025г.

Добыча угля, млн.т 5,113 4,114 19,775 23,0 27,0

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, тыс.т 33,441 26,741 128,537 149,500 175,50

Сбросы загрязненных сточных вод, млн.м3 17,599 14,152 68,026 79,12 92,88

Площадь нарушенных земель, га 29,50 23,73 114,102 132,71 155,79

Объем отходов производства, млн.т 28,37 22,97 106,088 127,65 149,85

Таблица 3

Прогноз показателей техногенного воздействия предприятий угольной промышленности Кузбасса на

окружающую среду на период до 2025г.

Наименование показателя Показатель техногенного воздействия за 2006г. Прогнозный показатель техногенного воздействия

При существующих тенденциях в природоохранной деятельности

2010г. 2015г. 2020г. 2025г.

Добыча угля, млн.т 174,3 190 218 240 270

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, тыс.т 514,2 560,5 643,1 708 796,5

Сбросы загрязненных сточных вод, млн.м3 101,8 260,3 298,7 328,8 369,9

Площадь нарушенных земель, га 1160,8 1265,4 1451,8 1598,4 1798,2

Объем отходов производства, млн.т 918,6 1001,3 1148,8 1264,8 1422,9

Следовательно, установленные и уточненные закономерности формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при подземной добыче коксующихся углей позволяют получить эффективные прогнозные оценки экологических последствий развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне. Практическая апробация усовершенствованной методики оценки воздействия на окружающую среду при подземной добычи коксующихся углей наглядно свидетельствует о повышении эффективности прогнозных оценок. Это достигается за счет широкого применения вычислительных экспериментов и результатов имитационного моделирования экологических последствий с использованием адекватных закономерностей формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель. Усиление техногенного воздействия в Кузнецком бассейне связано, как с увеличением объемов добычи, так и с наибольшей концентрацией угледобывающих предприятий. Основные научные результаты использованы в разработке проектной документации ООО «Прокопгипроуголь». Практические рекомендации, приведенные в работе, использованы на предприятиях ООО УК «Прокопьевскуголь» и ООО «РОСА Кузбасса» в г. Прокопьевске для оценки ущерба окружающей среде от загрязнения исследуемых объектов. Научные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедрой экономики природопользования Московского государственного горного университета и кафедрой геотехнологий и строительства подземных сооружений Тульского государственного университета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании теоретических и экспериментальных исследований были установлены новые закономерности формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при подземной добыче коксующихся углей, позволившие усовершенствовать методику оценки экологических последствий развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне и осуществить прогноз загрязнения окружающей среды, что имеет важное значение для Российских регионов с интенсивной разработкой месторождений коксующихся углей.

Основные научные и практические результаты исследований заключаются в следующем:

1. Усовершенствована методика оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на окружающую среду на основе новых закономерностей формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель, и их взаимосвязи с производственной мощностью шахт и величиной электропотребления

2. Доказано, что интенсивность формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при добыче коксующихся углей подземным способом зависит от энергопотребления и производственной мощности шахт. При этом пылегазовые выбросы составляют 33,4 тыс. т/год, сбросы 17,6 млн.м3 , нарушения земель 29,5 га, а энергопотребление для такого уровня воздействия составляет 452496 кВт/т.

3. Обосновано, что в соответствии с формулой V-Wert ценность ландшафта г. Прокопьевска составляет 3,12 балла, а уровень техногенной нагрузки на ландшафт г. Прокопьевска соответствует ландшафту, находящемуся в критическом состоянии.

4. Установлена обобщенная линейная закономерность для величины мощности пылегазовых выбросов, объема сбросов и площади нарушенных земель от производственной мощности шахт и электропотребления.

5. Анализ статистических данных показывает, что нарушение земель, пылегазовые выбросы в атмосферу, в том числе, выбросы твердых веществ, газообразные выбросы; выбросы сернистого ангидрида, оксида углерода, диоксида азота и прочих веществ, а также сбросы жидких загрязнителей линейно зависят от производственной мощности шахт, электропотребления и времени. Коэффициент регрессии этих зависимостей изменяется в пределах от 0,61 до 0,96, а F - критерий изменяется от 1,1 до 18,8.

6. Разработан комплекс программных средств, позволяющий прогнозировать степень воздействия подземной добычи на окружающую среду, имеющий возможность поднастройки модели на основе актуализированных данных геомониторинга.

7. Получены прогнозные оценки воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на компоненты окружающей среды. В перспективе при существующей природоохранной политике возможные уровни воздействия могут увеличиться в 5 - 6 раз, что требует разработки комплексных мероприятий.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007612817.

2. Ефимов В.И., Поляков В.В., Корчагина Т.В. «Роль и задачи природоохранных мероприятий в угледобывающей отрасли» //Экологические проблемы Кузбасса: Сб. статей Горного информационно- аналитического бюллетеня. М.: Издательство Московского государственного университета, 2003. .-№12.- 14с.

3. Ефимов В.И., Поляков В.В., Корчагина Т.В. «Экологические платежи как инструмент экономического механизма регулирования охраны окружающей среды (на примере ООО «НПО Прокопьевскуголь»)» //Экологические проблемы Кузбасса: Сб. Статей Горного информационно- аналитического бюллетеня. М.: Издательство Московского государственного университета, 2003. №12.- 14с.

4. Корчагина Т.В. «Обеспечение природоохранной деятельности в ООО «НПО «Прокопьевскуголь».//Вопросы повышения безопасности горных работ на шахтах: Материалы научно-практической конферен-ции.//Отв.ред.Егоро П.В ГУ Кузбасс.гос.тех.ун-т, филиал в г. Прокопьевске.- Кемерово: Кузбассвузиздат,2003.-1 Юс.

5. Корчагина Т.В «Оценка эффективности природоохранных мероприятий ООО «НПО «Прокопьевскуголь» за 2003г.»/ Соцально-экономические проблемы развития России. Регио-нальный аспект. Сборник трудов научно-практической конференцию) современные гуманитарные исследования в Сибири». Кемерово:КузГТУ,2004.-160с.

6. Корчагина Т.В. «Динамика показателей техногенного воздействия на окружающую среду предприятиями угольной отрасли Рос-сии»./Экономические и социально-политические исследо-вания. Кемерово, КузГТУ,2004.-Ч.З-79с.

7. Корчагина Т.В. «Проблемы оценки вредного воздействия на природную среду угледобывающими предприятиями»/ Проблемы теории, истории и практики в современных научных исследованиях. Экономика, государство и право, педагогика и психология. Материалы научно-практической конференции вузов Кузбасса.-Кемерово:000 «ИНТ», 2005.-Т.1.-214с.

8. Монография: Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л.,Вашлаева Н.Ю., Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. Новосибирск: Наука, 2005г.-660с.

9. Корчагина Т.В. «Загрязнение атмосферного воздуха как одна из острых проблем экологии Кузбасса.» Наука в 21 веке: опыт, традиции, инновации. Материалы научно-практической конференции. Кемерово: Представительство ТГУ в г. Кемерово, Изд-во «Глобус-пресс», 2006.-229с.

10. Степанов Ю.А., Корчагина Т.В.,Дмитриев Ю.В. «Оценка степени воздействия техногенеза для разработки природоохранных мероприятий.// Проблемы экономической теории и практики: Сборник научных трудов.- Кемерово: Изд-во «Глобус-пресс», 2006.- 115 с.

11. Поляков В.В., Ефимов В.И., Корчагина Т.В. «Эколого-экономический анализ воздействия предприятий угольной отрасли на окружающую

среду».- М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. - 172 с.

12. В.Г. Гридин, Ю.А. Степанов, Т.В. Корчагина. «Воздействие техногенных массивов угледобывающих предприятий на визуальный ландшафт»// Экологические проблемы Кузбасса: Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. - 2006.- №10.-81с,- М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006.

13. Счастливцев Е.Л., Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. «Оценка полноты и комплексности использования минерального сырья».// Вестник Куз-ГТУ, 2006, №6.С.68-70.

14. Счастливцев Е.Л., Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. «Влияние угледобычи на формирование техногенных ландшафтов». // Вестник КузГТУ, 2007, №1 .С.78-80.

15. Счастливцев ЕЖ, Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. «Оценка воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на атмосферу».// Вестник КузГГУ, 2007, №2 .С.56-58.

16. Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. «Экспертная система для экологического анализа и выработки природоохранных мероприятий». // Вестник КузГТУ, 2007, №3. С.26-28.

17. Счастливцев Е.Л., Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. Воздействие техно-генеза на состояние природных вод. Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-13-2007): Доклады (матералы) 13-й Международной научно-практической конференции г.Кемерово, 1-3 октября 2007г./0тв.ред. В.Н. Масленников. - Томск: САН ВШ; В-Спектр, 2007.-400С.

18. Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. «Общие показатели воздействия горного производства на окружающую среду в Российской Федерации».// Вестник КузГТУ, 2007, №6.С.80-86.

19. Степанов Ю.А., Корчагина Т.В., Дмитриев Ю.В. «Модель управления состоянием экосистемы при воздействии техногенеза». // Вестник КузГТУ, 2007, №6 .С.87-88.

20. Корчагина Т.В., Рыбак Л.В. «Оценка проблем вредного воздействия угледобывающих предприятий на природную среду» // Экология Кузбасса: Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. - 2007.- №12.-143с,- М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007.

21. Степанов Ю.А., Часовников С.Н., Корчагина Т.В. «Оценка экологической ситуации в Кемеровской области от воздействия техногенных массивов».// Вестник КузГТУ, 2008, №3. С.52-58

Им. лиц. ЛР 020300 от 12.02.97. Подписано в печагь/З, /АЛ? Формат бумаги 60*84Бумага офсетам. Усл. >кч. л. /Л'. Уч.-ии л /¡¡и . Тираж/Й^ЗП Заказ 03ч Тульский государспетшП университет 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Корчагина, Татьяна Викторовна

1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В РАЙОНАХ ИХ РАЗМЕЩЕНИЯ

1.1. Классификация видов воздействия горного производства на окружающую среду

1.2. Состояние окружающей среды в Кемеровской области

1.3. Анализ природы загрязнения техногенными массивами окружающей среды

ВЫВОДЫ

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ЭЛЕМЕНТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

2.1. Методологический подход к оценке загрязнения атмосферы в угледобывающих районах

2.2. Методология оценки состояния подземных и поверхностных вод

2.3. Критерии оценки почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов

ВЫВОДЫ

3 МЕТОДИКА И РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3.1 Воздействие техногенных массивов угледобывающих предприятий на компоненты экосистемы

3.2. Разработка структурно функциональной схемы прогнозирования параметров состояния экосистемы от воздействия техногене-за

3.3. Выбор и обоснование объекта исследования

3.4. Разработка программных средств компьютерной модели для количественной оценки параметров экосистемы

ВЫВОДЫ шафта L^

4.4. Прогноз показателей техногенного воздействия угледобывающих предприятий Кемеровской области на окружающую среду

4.5. Методические рекомендации по реабилитации техногенных массивов прилегающих территорий

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование методики оценки воздействия подземной добычи коксующихся 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.Горное производство оказывает мощное 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. м3 . 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, среди негативных последствий формирования которых 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 горно-геологических процессов и явлений, носящих порой катастрофический характер.Особую актуальность эта проблема приобретает применительно к подземному способу добычи коксующихся углей. Поэтому совершенствование методики комплексной оценки воздействия подземной угледобычи на окружающую среду является весьма актуальной для условий Кузбасса.Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами работы ЗАО «Холдинговая компания СДС-Уголь» и ООО «Прокопгипро-уголь».Научная новизна работы заключается в следующем: - получена зависимость интенсивности формирования пылегазовых выбросов от энергопотребления и производственной мощности угледобывающих предприятий; - определена зависимость объемов сбросов от энергопотребления и производственной мощности угледобывающих предприятий; - получена зависимость площадей нарушения земель от энергопотребления и производственной мощности предприятий по переработке минерального сырья.Методы исследований. В качестве основных методов исследований применялись: системный анализ источников и факторов загрязнения окружающей среды предприятиями по подземной добыче коксующихся углей; аналитические, геологические, гидрогеологические, ландшафтно-геохимические, экспериментальные работы в лабораторных и шахтных условиях; методы математического моделирования и вычислительные эксперименты.Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов подтверждается значительным объемом натурных наблюдений (отобрано и проанализировано более 10000 проб воздуха, воды и почвы), соответствием расчетных данных, полученных на основе разработанного методологического подхода с использованием программного комплекса, фактическим данным по исследуемым угледобывающим предприятиям Прокопьевского района Кузбасса.Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при разработке проектной документации для проектирования строительства и реконструкции шах, а также совершенствования механизма природопользования на угледобывающих предприятиях. Отдельные разделы могут быть использованы при проведении лекционньк и практических занятий для студентов горных специальностей по дисциплинам «Экология горного производства», «Экономика природопользования».Реализация результатов работы. Основные научные результаты использованы в разработке проектной документации ООО «Прокопгипроуголь».Практические рекомендации, приведенные в работе, использованы на предприятиях ООО УК «Прокопьевскуголь» и ООО «РОСА Кузбасса» в г. Прокопьевске для оценки ущерба окружающей среде от загрязнения исследуемых объек-тов. Научные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедрой экономики природопользования Московского государственного горного университета и кафедрой геотехнологий и строительства подземных сооружений Тульского государственного университета.Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Международной научно-практической конференции «Экономика России: проблемы и перспективы ее реформирования» 25 апреля 2003г. в г.Томске; на IV Всероссийской научно-практической конференции, проходящей 14-15 октября 2003 г. в г. Кемерово; на научно-практических конференциях «Социально-экономи-ческие проблемы развития России. Региональный аспект», Кемерово - 2004 г., «Экономические и социально-политические исследования в Сибири», Кемерово, 2004г., на научно-практических конференциях вузов Кузбасса «Проблемы теории, истории и практики в современных научных исследованиях.», Кемерово, 2005г; Томского государственного университета (г. Томск, 22 апреля 2006г.), 13-й Международной научно-практической конференции в г.Кемерово, 1-3 октября 2007г., на научных семинарах Тульского государственного университета (г. Тула, 2006 -2008 г.г.).Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в 19 статьях журналов, сборников научных трудов и материалах научно-практических конференций, 2 монографиях, получено свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007612817.Структура и объем работы. Диссертационная работа выполнена на 154 страницах машинописного текста, содержит введение, четыре главы, заключение, 37 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 142 наименований и три приложения.1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В РАЙОНАХ ИХ РАЗМЕЩЕНИЯ

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Корчагина, Татьяна Викторовна

ВЫВОДЫ

1. Разработан методологический подход к прогнозированию степени воздействия складированных в отвалы твердых отходов шахт и разрезов на окружающую природную среду.

2. Разработан программный комплекс для расчета степени воздействия техногенеза на элементы окружающей среды.

3. Получены количественные оценки воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на компоненты окружающей среды.

4. За исследуемый период увеличение добычи угля приводило к возрастанию объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. Полученные связи (объем добычи - объем выбросов загрязняющих веществ) отличаются высокими коэффициентами корреляции (0,822-0,945), что делает возможным их использование для предварительных прогнозов в эколого-экономических расчетах.

5. Угледобывающие предприятия ООО УК «Прокопьевскуголь», такие как, «Зенковская», «Ворошилова», «Дзержинского», «Тырганская», «Зиминка» осуществляют сброс загрязненных вод в реку Аба. По степени загрязненности природных вод - воды реки Аба в 1997г. можно характеризовать как грязные V класса, в 1998-1999гг. как загрязненные IV класса.

6. Результаты анализа техногенной нагрузки позволяют отнести техногенные ландшафты г. Прокопьевска по уровню загрязнения почв к району с критической экологической обстановкой.

126

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании теоретических и экспериментальных исследований были установлены новые закономерности формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при подземной добыче коксующихся углей, позволившие усовершенствовать методику оценки экологических последствий развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне и осуществить прогноз загрязнения окружающей среды, что имеет важное значение для Российских регионов с интенсивной разработкой месторождений коксующихся углей.

Основные научные и практические результаты исследований заключаются в следующем:

1. Усовершенствована методика оценки воздействия подземной добычи коксующихся углей на окружающую среду на основе новых закономерностей формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель, и их взаимосвязи с производственной мощностью шахт и величиной электропотребления

2. Доказано, что интенсивность формирования пылегазовых выбросов, сбросов и нарушения земель при добыче коксующихся углей подземным способом зависит от энергопотребления и производственной мощности шахт. При этом пылегазовые выбросы составляют 33,4 тыс. т/год, сбросы 17,6 млн. м3 , нарушения земель 29,5 га, а энергопотребление для такого уровня воздействия составляет 452496 кВт/т.

3. Обосновано, что в соответствии с формулой V-Wert ценность ландшафта г. Прокопьевска составляет 3,12 балла, а уровень техногенной нагрузки на ландшафт г. Прокопьевска соответствует ландшафту, находящемуся в критическом состоянии.

4. Установлена обобщенная линейная закономерность для величины мощности пылегазовых выбросов, объема сбросов и площади нарушенных земель от производственной мощности шахт и электропотребления.

5. Анализ статистических данных показывает, что нарушение земель, пы-легазовые выбросы в атмосферу, в том числе, выбросы твердых веществ, газообразные выбросы; выбросы сернистого ангидрида, оксида углерода, диоксида азота и прочих веществ, а также сбросы жидких загрязнителей линейно зависят от производственной мощности шахт, электропотребления и времени. Коэффициент регрессии этих зависимостей изменяется в пределах от 0,61 до 0,96, a F -критерий изменяется от 1,1 до 18,8.

6. Разработан комплекс программных средств, позволяющий прогнозировать степень воздействия подземной добычи на окружающую среду, имеющий возможность поднастройки модели на основе актуализированных данных геомониторинга.

7. Получены прогнозные оценки воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на компоненты окружающей среды. В перспективе при существующей природоохранной политике возможные уровни воздействия могут увеличиться в 5 - 6 раз, что требует разработки комплексных мероприятий нового технологического уровня.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Корчагина, Татьяна Викторовна, Тула

1. Андроханов, В.А. Почвы техногенных ландшафтов: генезис и эволюция / В.А. Андроханов, Е.Д. Куляпина, В.М. Курачев. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004.- 151с.

2. Артюхов В.Г. Основные итоги работы и перспективы развития природоре-сурсного комплекса России. // Природные ресурсы России: управление, экономика, финансы. 2004.- №2. - С.7-23.

3. Арустамов Э.А. Природопользование./ Э.А. Арустамов. М.: ИД. "Дашков и К", 2000.- 284с.

4. Арустамов Э.А. Экологические основы природопользования. / Э.А. Арустамов, И.В. Левакова, Н.В. Баркалова. М.: ИД. "Дашков и К", 2001,- 236с.

5. Астахов А. Проблемы реструктуризации угольной промышленности России./ Вопросы экономики, 1997. № 6. - С. 119.

6. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / под ред. Ньистадта Ф.Т.М., Ван-Допа X. Л.: Гидрометеоиздат, 1985 — 350с.

7. Безуглая, Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах.-Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -200с.

8. Берлянд, М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы.- Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 272с.

9. Бобылев Ю. Проблемы топливно-энергетического комплекса России // Экономист. 1992. - №2. - С.34-36.

10. Ю.Быстраков Ю.И. Экономика и экология/ Ю.И. Быстраков. М.: Агропром-издат, 1998.- 200с.

11. П.Бурцев Н.П., Алиев Э.Д., Шарикова Т.М. Финансирование природоохранной деятельности.// Финансы. М., 1994. - № 8. - С.76-79.

12. Временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов / НИПИОТ-строй. Новороссийск, 1985.

13. И.Выварец А.Д., Федоренко О.В., Корелов С.В. Экономика природопользования: учебное пособие. Уральский Государственный Технический Университет. М., 1994. - С.67-69.

14. Гальперин А.М.Техногенные массивы и охрана окружающей среды / A.M. Гальперин, В.Ферстер, Х.-Ю. Шеф / МГГУ. М., 1995. С.130-133.

15. Гальперин В.И. Защита атмосферы от пылегазовых выбросов горнохимических предприятий, М.: Недра, 1984. С.56-60.

16. Гегальчий Н.Е. Эколого-экономические последствия деятельности промышленных предприятий. г.Кемерово. / Н.Е.Гегальчий // Сборник научных трудов "Социально-экономические проблемы Кузбасса в условиях перехода к рынку".- Кемерово, 1993. С.45-49.

17. Глазьев С.А. Ключевые аспекты экологической безопасности // Экономика и жизнь. 1996. № 33. - С.44-50.

18. Быков, А.А. Разработка и применение математических моделей для управления чистотой атмосферы по среднегодовым показателям: автореферат канд. дисс. / Лаборатория мониторинга природной среды и климата Госком-гидромета и АН СССР М., 1988. - 22с.

19. Бурлаков С.Д., Шувалов Ю.В. Оценка влияния условий среды и труда на безопасность жизнедеятельности человека при освоении минерально-сырьевых ресурсов Крайнего Севера. — СПб. Изд-во СПГГИ(ТУ), 2002. -С. 16-21.

20. Выварец А.Д., Федоренко О.В., Корелов С.В. Экономика природопользования: учебное пособие. Уральский Государственный Технический Университет. М., 1994. - С.78-82.

21. Вольберг, Н.Ш. Метрологические характеристики фотометрических методов анализа загрязнения атмосферы / Н.Ш. Вольберг, Е.Д. Егорова, Т.А. Кузьмина // Тр. ГГО. 1982. № 450.- С. 107-111.

22. Вопросы охраны атмосферы от загрязнения: информационный бюллетень №1.- Спб.: Издательство НПК «Атмосфера», 1996. 75 с.

23. Временные указания по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов и установления предельно допустимых выбросов.- М.: Гидрометеоиздат,1981.-52 с.

24. Гаджиев, И.М. Стратегия и перспективы решения проблем рекультивации нарушенных земель / И.М. Гаджиев, В.М. Курачев, В.А. Андроханов. Новосибирск: ЦЭРИС, 2001. - 36 с.

25. Гальперин A.M.Техногенные массивы и охрана окружающей среды / A.M. Гальперин, В.Ферстер, Х.-Ю. Шеф / МГГУ. М., 1995. С.66-69.

26. Гальперин В.И. Защита атмосферы от пылегазовых выбросов горнохимических предприятий, М.: Недра, 1984. С.78-85.

27. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: СанПиН 2.1.4.1074 01 / Минздрав РФ.- М., 2001.-70 с.

28. Гигиенические требования к охране поверхностных вод: СанПиН 2.1.5.980 — 00 / Минздрав РФ.- М., 2001. 85 с.

29. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест: СанПиН 2.1.6.1032-01.- М., 2001.

30. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. -М.: Издательство стандартов, 1979.

31. Государственный водный кадастр. Т.1, вып. 10. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. (За 1989 — 2000 гг.).- Новосибирск: Госкомгидромет.

32. Государственный водный кадастр. Т.1, вып. 10; 11. Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши. (За 1985 2000 гг.).- Новосибирск: Госкомгидромет.

33. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2000 году"/ Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Кемеровской области. Кемерово: Издательский дом "Азия", 2001. — 342с.

34. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2001 году"/ Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Кемеровской области. Кемерово: Издательский дом "Азия", 2002. - 342с.

35. 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.

36. 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

37. 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.

38. Государственная статистическая отчетность форма 2ТП (воздух) за 1997 -2004 года

39. Государственная статистическая отчетность форма 2ТП (водхоз) 19972004 года

40. Голиков В.П., Дьяченко T.JI. / Условия труда и профессиональная заболеваемость./ Прокопьевск, 2003. С. 135.

41. Грицко Г.И. Региональные аспекты устойчивого развития./ Экология и экономика: региональные проблемы перехода к устойчивому развитию. Взглядв XXI век. Всероссийская научно-практическая конференция Кемерово: Кузбассвузиздат,1997.- том.1 - 232 с.

42. Диколенко Е.Я. Экологические проблемы угольной отрасли и пути их ре-шения.//Уголь.-2003.- №1. С.25-27.

43. Думнов А.Д. Комплексный анализ экологических затрат в Российской Федерации: основные элементы и направления.// Вопросы статистики. 2005.-№1. С.35-39.

44. Думнов А.Д. «Статистические оценки вредного воздействия на окружающую природную среду»/ Вопросы статистики. №10/2005. С.96-99.

45. Ежегодники качества поверхностных вод и эффективности проведения водоохранных мероприятий по территории Западно-Сибирского УГМС за 1990 1996 гг. - Новосибирск: ЗапСибУГИС, 1997.

46. Ельчанинов Е.А., Беляев Е.В., Бесков М.И. и др. Охрана окружающей среды при подземной разработке угольных месторождений.- М.: Наука, 1995.-240с. :ил.

47. Измалков В.И. Техногенная и экологическая безопасность и управление риском / В.И. Измалков, А.В .Измалков / НИЦЕБ РАН. СПб, 1998. С. 100110.

48. Израэль, Ю.А. Система наблюдений и контроля загрязнения природной среды в СССР / Ю.А. Израэль, Н.К. Гасилина, Ф.Я. Ровинский // Метеорология и гидрология. 1978.- № 10.- С. 5-12.

49. Инвестиции в России.2003: Стат. сб./ Госкомстат России

50. Капишевский В.Н. Эффективность совместного складирования отходов обогащения и вскрышных пород // Горный журнал. 1981. № 2. - С.33-39.

51. Каплунов Ю.В., Климов С.Л., Красавин А.П. Экология угольной промышленности России на рубеже 21 века: Под общей ред. C.JI. Климова. М.: Издатальство Академии Горных наук, 2001 . - 295 е.: илл. - ISBN 5-78920066-4.

52. Келлер А.А., Кувакин В.И. Медицинская экология. СПб.: «Петроградский и Ко», 1998. - С.39-44.

53. Конституция Российской Федерации. Ст. 72, п.1.

54. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды / Под ред. JI.K. Исаева; Эколого-аналитический информационный центр "Союз".СПб, 1988.

55. Концептуальные основы экологии в угольной промышленности на 2000 -2002 годы. / Ю.В. Каплунов, С.Л. Климов, А.П. Красавин, А.А. Харионов-ский. // Уголь.- №1. С. 66-72.

56. Концепция развития угольной промышленности России до 2010 г.

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

58. Корчагина Т.В. Оценка эффективности природоохранных мероприятий ООО «НПО «Прокопьевскуголь» за 2003г. С. 68-70.

59. Коптюг В.А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992г.): Информационный обзор / В.А. Коптюг. М.: ТЕИС, 1992.- 239с.

60. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. — М. Недра, 1991.-221с.

61. Красавин А.П., Кукушкин В.М. Совершенствование природоохранных работ в угольной промышленности: Обзор. -М.: ЦНИЭИуголь, 1993. 66с.

62. Краткие итоги работы угольной промышленности России в 2004г./ Уголь. №3.-2005.

63. Критерии оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Методика, Министерство природных ресурсов РФ, 1992, (НЦПИ).

64. Лазаренко С.И., Овденко В.И. «Об экологических проблемах угольной отрасли»/ ТЭК и ресурсы Кузбасса . -№2. 2001г. - С.38-43.

65. Лукашев К.И. Геохимия зоны гипергенеза / К.И. Лукашев, В.К.Лукашев. Минск: Наука и техника, 1975. С. 167-170.

66. Львовская К.Б. Окружающая среда и рыночная экономика: проблемы регионального управления / К.Б. Львовская, Г.С. Ронкин // Экономика и математические методы.- 191.- Выпуск 4 С.34-37.

67. Мазикин В.П. Угольщики Кузбасса на верном пути.// Региональный научно-производственный и социально-экономический журнал ТЭК и ресурсы Кузбасса.- 2003. - № 1/10. - С. 3-8.

68. Мазикин В.П. Угольная отрасль Кузбасса динамичное поступательное развитие.// Уголь.-2003. - № 6 - С.5-9.

69. Мазикин В.П. Угольный Кузбасс: этапы развития.// Уголь. №1-2003/923/ С.3-8.

70. Мазур И.И. Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии. М., высшая школа,2001. С.110-111.

71. Малахов С.М. Экологические проблемы угледобывающей отрасли в регионе при переходе к устойчивому развитию. Кемерово, 1999. С. 124-130.

72. Макунина Г.С. Экотоны в ландшафтной структуре поверхности суши// Вестник МГУ. Сер. 5, География. 1999. - № 6. - С. 16 - 20.

73. Мамай И.И.Системный подход в ландшафтоведении: приобретения и потери// Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов: Тез. Докл. X ландшафтной конф. СПб., 1997. - С. 27 - 28.

74. Map ков Ю.Г. Природные ресурсы в современной системе ценностей.// Труды IV международной научно-практической конференции в 2-х томах. Т1-Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2003. 648с., ил.

75. Мекуш Г.Е. Индикаторы устойчивого развития Кемеровской области/Г.Е. Мекуш, Е.В. Перфильева.-Новокузнецк: РОО «ИнЭкА», 2004.- 20 е.,

76. Мероприятия по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов на 2000 2003 года по ООО НПО "Прокопьевскуголь"

77. Методика расчета полей концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: ОНД-86 / Госкомгид-ромет. Д.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

78. Мирзаев Г.Г., Иванов Б.Б., Щербаков В.М., Проскуряков Н.М. Экология горного производства: Учебник для вузов.- М.:Недра, 1991. 320с. :ил.

79. Методика экологической экспертизы предпроектных и проектных материалов по охране атмосферного воздуха. М.: Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, 1995. - 51с.

80. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. СПб.: НИИ Атмосфера МПР РФ, 2002.

81. Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. -М.: Госкомгидромет, 1988. 9 с.

82. Основные направления реструктуризации угольной промышленности России/ Уголь, 1995. № 11. - С.3-7.

83. Отраслевая методика расчета отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля / ВНИИОсуголь. Пермь, 1988.

84. Охрана окружающей среды при подземной разработке угольных месторождений / Е.А. Ельчанинов и др.М.:Наука, 1995.

85. Очередные задачи? Доклад рабочей группы: состояние окружающей среды в РФ ухудшается //Экология и жизнь.-2003. №5(34) .- С. 17-20.

86. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду / Санкт-Петербургский горный ин-туг. СПб, 2000. 230 с. ISBN5-94211-001-8.

87. Певзнер М.Е.Достовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра, 1990. С.134-138.

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

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

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

91. Перечень ПДК и ОБУВ вредных веществ для воды рыбохо-зяйственных водоемов. Комитет РФ по рыбоводству. — М.: Мединор, 1995. 110 с.

92. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: ГН 2.1.5.1315 03 / Минздрав РФ,- М., 2003.- 120 с.