Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ эколого-экономической ситуации в угольной промышленности России .
1.1. Анализ угольной промышленности России 2
1.2. Анализ состояния экол о го-экономической ситуации в ОАО «Ростовуголь» . 23
1.3. Постановка цели и задач исследования 32
Глава 2. Систематизация мероприятий по ликвидации негативных экологических последствий закрытия шахт .
2.1. Анализ экологических последствий закрытия шахт 33
2.2 Систематизация факторов, влияющих на экологические последствия закрытия шахт 43
2.3 Анализ мероприятий по снижению экологических последствий загрязнения атмосферы после закрытия шахт 46
Глава 3. Разработка механизма обоснования мероприятий по снижению негативных экологических последствий закрытия шахт .
3.1. Критериальная основа оценки 65
3.2. Имитационная модель обоснования мероприятий 77
Глава 4. Разработка рекомендаций по снижению негативных экологических последствий закрытия шахт Восточного Донбасса .
4.1. Выбор объекта исследования и рекомендуемые мероприятия 83
4.2. Оценка эффективности выбранных мероприятий 101
Заключение 112
Литература 114
- Анализ угольной промышленности России
- Анализ экологических последствий закрытия шахт
- Критериальная основа оценки
- Выбор объекта исследования и рекомендуемые мероприятия
Анализ угольной промышленности России
Россия является одной из крупнейших минерально-сырьевых стран мира. Основу нашей экономики составляют отрасли добывающей промышленности, удельный вес которых в структуре народного хозяйства в 4-5 раза выше, чем в развитых странах с рыночной экономикой. Это свидетельствует о жесткой привязанности российской экономики к отраслям добывающей промышленности, о нерациональном использовании имеющихся природных ресурсов.
Благоприятными для рентабельной разработки в современных экономических условиях является 70% общего количества разведанных углей, или 140,2 млрд. т. При этом надо учитывать наличие неравномерного распределения разведанных запасов (90% их находится в азиатской части страны, 10% - в европейской, тогда как на последнюю приходится 40% потребления угля).
Угольный комплекс РФ состоит из 191 шахты, 67 разрезов и 78 обогатительных фабрик. Все предприятия имеют характерную для угледобычи специфику производства, повышенную потенциальную опасность, стесненные, затемненные и обводненные условия, с повышенным горным давлением, температурами и газодинамическими явлениями. Около 70% шахт опасные по взрывам метана и угольной пыли, 17,6% - опасные по выбросам угля и газа, 27,3 - опасные по горным ударам, 56,7 % - разрабатывают самовозгорающиеся пласты. Из шахт, расположенных на территории России, 38,9% добывают уголь с глубины 500-700 м, а 22,2% - с глубины более 700 м. Из 1068 действующих очистных забоев 123 - отрабатывают пласты мощностью до 1,2 м, в т.ч. 7 забоев - пласты мощностью до 0,7 м, 719 - добывают уголь с пластов мощностью более 1,8 м и только 477 (44,66%) из них оснащены механизированными комплексами.
Сократился экспорт угля из РФ с 50,3 млн. т. в 1990 году до 23,7 млн. т. в 1996 году. Существует проблема создания и внедрения экологически чистых технологий добычи, переработки и использования угля. За период с 1993 года прекращена добыча на 70 особо убыточных шахтах. В 1998 - 2000 г. г. ежегодно должно закрываться по 20-30 шахт в основном с тяжелыми и опасными условиями работы.
Важным результатом структурных преобразований является опережающее развитие наиболее эффективного открытого способа добычи, удельный вес которого в общем, производстве угля вырос до 61% при соответствующем решении экологических проблем. Осваиваются новые высокорентабельные угольные месторождения. На Ерунаковском месторождении в Кузбассе строятся шахты и разрезы по своим показателям не уступающие лучшим зарубежным аналогам.
По прогнозам к 2005 году удастся достичь уровня производительности труда развитых западноевропейских стран.
На начало XXI века угольная промышленность РФ должна быть полностью обновленной рентабельной отраслью экономики. Но, несмотря на снижение количества эксплуатационных шахт и объемов добычи угля, состояние промышленной безопасности остается неудовлетворительным. Закрытие нерентабельных и особо опасных шахт не привело к повышению безопасности, т.к. проводится с разного рода нарушениями, без серьезной проектной и научной проработки.
Прошло 5 лет с начала реструктуризации российской угольной промышленности. К сожалению, в настоящее время реструктуризация угольной промышленности у многих отождествляется исключительно с массовым закрытием шахт. Но закрытие особо убыточных неперспективных шахт - только одна из составляющих процесса реструктуризации производственного потенциала отрасли. Другая, более значимая - это сооружение новых разрезов и шахт наиболее высокого, по мировым критериям, технико-технологического уровня, реконструкция и техническое перевооружение на базе новой техники наиболее перспективных угледобывающих предприятий.
Реструктуризация угольной промышленности привела к уменьшению добычи угля в 3 раза, резкому росту безработицы и созданию социально взрывоопасной ситуации в угольных регионах. Концепция, положенная в основу реструктуризации ведет к резкому увеличению потерь угля в недрах, ускоренной выработке небольшого числа удобных для выемки пластов и, в конечном счете, к ликвидации подземного способа добычи угля, резкому ухудшению экологической обстановки в угольных районах в результате ввода в эксплуатацию значительного числа небольших угольных разрезов, из которых уголь будет добываться всего несколько лет, а затем возникнет тупиковая ситуация с угольными ресурсами.
К началу реструктуризации отрасли (1993 г.) к группе перспективных предприятий было отнесено 47 шахт и 19 разрезов, обеспечивающих более 50% общей добычи угля, а к «неперспективным" - 87 предприятий с общим объемом добычи всего в 15,3 млн. т. (5,2% от общей угледобычи) и к «стабильным» -103 шахты и 45 разрезов.
В соответствии с разработанными программами в течение 5 лет - к 2000 году - было предусмотрено ввести более 40 млн. т., а к 2005 г. - 57 млн. т. производственных мощностей. Среднесуточная нагрузка на очистной забой на этих шахтах должна была составить 5-10 тыс. т., а производительность труда - 500 - 700 т/чел. мес, что не уступает аналогичным показателям шахт США и Австралии и существенно превышает эти показатели в западноевропейских странах.
Анализ экологических последствий закрытия шахт
Интенсивность хозяйственного воздействия на природную среду, степень ее нарушенности и устойчивости оценивается по отношению к первичному ее состоянию (т.е. не затронутой антропогенным воздействием).
Большая часть территории Ростовской области (60%) по экологическому потенциалу принадлежит к относительно благоприятным ландшафтам, остальные - к малоблагоприятным при недостатке влаги.
Интенсивное хозяйственное использование территории, где сельскохозяйственные угодья составляют 85% при средней распаханности 60%, развитые промышленность и транспорт нарушают связи между компонентами экосистемы и, активно воздействуя на них видоизменяют облик природных ландшафтов.
Районы размещения многих шахт приурочены к степному типу ландшафта (умеренно засушливый подтип).
Экологический потенциал и суммарная антропогенная нагрузка для данного типа характеризуется следующими показателями и величинами: - плотность населения - ] 8 чел/км ; - показатель биологической эффективности климата— 14; - распаханность-61%; - суммарная антропогенная нагрузка - 31 балл.
Сложное экономическое положение предприятий обостряет негативное воздействие на экологическую ситуацию района.
В местах расположения объектов шахт можно выделить следующие антропогенные ландшафты, полученные в результате хозяйственной деятельности человека: - сельскохозяйственный (распаханность территории); - промышленный (добыча антрацита отвалы, автодороги); - селитебный (город, поселки).
Экологическая обстановка в районе размещения шахт в соответствии с экологическим районированием Ростовской области, характеризуется в целом как кризисная. В баллах по основным критериям районирования это оценивается в следующем: - природные условия -2,5; - антропогенная нагрузка - 4,4; - загрязнение окружающей среды - 3,2; - состояние здоровья населения — 3,7.
Согласно «Экологическому атласу Ростовской области» площадное распределение загрязненности почв тяжелыми металлами ан территории области не обнаруживает какой-либо связи с наличием предприятий угледобычи. Участков со сверхнормативной загрязненностью почв радиоактивными веществами на территории не обнаружено.
Столбчатая диаграмма характеризует средние показатели экологической обстановки в районе: 1. Экологический потенциал природных ландшафтов - критический; 2. Устойчивость экосистемы - критическая; 3. Сельскохозяйственная нагрузка - кризисная; 4. Промышленная нагрузка - кризисная; 5. Транспортная нагрузка - критическая; 6. Загрязнение почв и сельхозпродукции - кризисные; 7. Загрязнение воздуха - относительно напряженное; 8. Загрязнение питьевой воды - напряженное; 9. Состояние здоровья населения - кризисное.
Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.
В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются пространства, нарушенные горными выработками, отвалами пород и отходов переработки и представляющие собой бесплодные поверхности, отрицательное влияние которых распространяется на окружающие территории.
В связи с осушением месторождений и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоемы и водотоки резко изменяются гидрогеологические условия в районе месторождения, ухудшается качество подземных и поверхностных вод. Атмосфера загрязняется пылегазовыми организованными и неорганизованными выбросами и выделениями различных источников, в том числе горных выработок, отвалов, перерабатывающих цехов и фабрик. В результате комплексного воздействия на указанные элементы биосферы существенно ухудшаются условия произрастания растений, обитания животных, жизни человека. Недра, являясь объектом и операционным базисом горного производства, подвергаются наибольшему воздействию. Так как недра относятся к элементам биосферы, не обладающим способностью к естественному возобновлению в обозримом будущем, охрана их должна предусматривать обеспечение научно обоснованной и экономически оправданной полноты и комплексности использования.
Цель проведения работ по рекультивации земель - восстановление первоначального рельефа местности и нанесение плодородного слоя почвы на земельных участках свободных от застройки. В соответствии с характером дальнейшего использования восстановленной территории, принято сельскохозяйственное направление рекультивации. Все рекультивационные работы по промплощадкам выполняются в сроки, установленные графиком ликвидации шахты.
Критериальная основа оценки
Существует общий системный подход к решению вопросов по защите атмосферы. При таком системном подходе важно соблюдать последовательность каждого этапа работы. Для того чтобы объективно определить и решить наиболее серьезные проблемы необходимо следующее:
1. Прежде всего, требуется изучить современное состояние окружающей среды в районе (постановка диагноза), а значит, определить степень загрязнения всех главных элементов окружающей среды, которые важно оценить по единым экологическим критериям.
2. На основе анализа современного состояния необходимо разработать прогноз предотвращения загрязнения окружающей среды.
3. Сравнение сложившейся ситуации и прогнозов с допустимыми нормами (ПДВ), используя их в качестве критериев. Если отмечается превышение этих норм и показателей, приступают к конкретным мерам.
4. Если возможно, то на этом этапе устраняются причины загрязнения, чтобы затем не бороться с его последствиями. Это должно непосредственно отражаться в показателях оценки экономической эффективности новых капитальных вложений.
5. После экономической оценки в систему вводятся правовые нормы, которые должны на всех уровнях управления способствовать внедрению проектируемой системы. При помощи экономических и правовых норм следует создать систему инструментов управления.
6. На следующем этапе доказывается целесообразность выбранного подхода к решению проблем зашиты окружающей среды.
7. Конечный этап включает в себя внедрение проектируемой системы. Разработанный таким образом проект содержит комплекс мер по решению проблем защиты окружающей среды.
Обсуждение проблем выбора при неопределенности цели начинается с условий ЗПР, формализованных с использованием терминов критериального языка. Для оценивания предъявленных к выбору альтернатив применяется множество количественных критериев
Указанная выше неопределенность, порожденная многокритериаяьно-стъю, может быть снята за счет сведения задачи к однокритериалъной. Ниже представлены наиболее распространенные методы, реализующие такой подход.
Метод свертки критериев, предусматривает построение суперкритерия - скалярной функции следующего вида:
Модификацией метода условной оптимизации можно считать метод уступок. Данный метод предполагает наличие линейного порядка среди элементов множества F с позиции их важности. После определения лучшей альтернативы по первому (важнейшему) критерию, устанавливается величина уступки (величина, на которую возможно уменьшить значение оценки по критерию). Далее с учетом величины уступки осуществляется попытка найти альтернативу, имеющую лучшую оценку по второму (с позиции важности) критерию, по сравнению с уже найденной и т.д.
Еще один метод, реализующий идею сведения многокритериальной задачи к однокритериальной, носит название метода поиска альтернативы с заданными свойствами. В основе метода лежит предположение о возможности задания альтернативы с заданными свойствами. В основе метода лежит предположение о возможности задания альтернативы с желательными оценками по всем критериям, что приводит к определению в критериальном пространстве, так называемой цели (опорной и идеальной точки). Введение числовой меры близости d между любой рассматриваемой точкой (альтернативой) х и идеальной точкой хл обеспечивает однокрите-риальиуго оценку альтернатив:
Выбор объекта исследования и рекомендуемые мероприятия
Специфика поля шахты «Глубокая» является существенной с точки зрения последствий ее закрытия. Она заключается в том, что с тога, запада и севера от нее располагается действующая шахта им. Октябрьской революции, а также поля ранее ликвидированных шахт им. Артема, газеты «Комсомольская правда», Пролетарской Диктатуры и др. Горные выработки перечисленных шахт, располагающихся в обрамлении шахты «Глубокая» на протяжении более 100 лет практически не отделены ни друг от друга, ни от шахты «Глубокой» барьерными целиками и на момент закрытия последней составляют совместно с ней единое, огромное по объему и сложное по конфигурации выработанное пространство. Поэтому прекращение водоотлива из шахты «Глубокой», намечаемое схемой ее ликвидации, приведет к широкомасштабным изменениям в подземной гидросфере и подземной атмосфере, что обусловит возможность возникновения экологически опасных ситуаций на значительной части территории города Шахты и в его окрестностях, на площади порядка 100 кв. км.
Сооружения технологического комплекса шахты «Глубокой» размещаются в пределах восточных границ города Шахты и на прилегающих землях птицефабрики Маркинская Октябрьского района. В таблице приведено распределение площадей в границах земельного отвода по назначению и видам нарушений.
В соответствии с характером дальнейшего использования восстановленной территории, принято сельскохозяйственное направление рекультивации.
В связи с тем, что большая часть зданий и сооружений существующего поверхностного комплекса промплощадки шахты «Глубокая» находятся в технически удовлетворительном состоянии и разборке не подлежат, предусматривается техническая рекультивация части свободной от застройки территории, на которой производится разборка только ветхих зданий и сооружений, а также пути узкой колеи. Аналогичное решение в проекте принято по площадкам вент стволов №1 и №2.
На промплощадках вентиляционного ствола №2 и воздухоподающего ствола №3, на которых поверхностный комплекс и территории промышленных объектов находятся в удовлетворительном состоянии, проведение рекультивациоиных работ не требуется.
На породном отвале в балке Футбольная, имеющем отдельные мелкие очаги горения, в настоящее время проводятся работы по их ликвидации методом инъектирования породы 3% известковой суспензией, с последующим переформированием и рекультивацией породного отвала. К моменту ликвидации шахты, работы на породном отвале будут практически завершены и он будет передан в управление экологии «Шахтострой-механизация» ОАО «Ростовуголь».
Не горящие породные отвалы бывших шахт №46 и «Комсомольская правда» - озеленены. Дополнительных затрат на рекультивацию - не предусмотрено.
Действующий плоский породный отвал шахты предполагается передать на баланс ГОФ им. Артема для складирования отходов обогащения.
Недействующий негорящий породный отвал в балке Шахтерская после ликвидации шахты передается в управление экологии «Шахтостройме-ханнзация» ОАО «Ростовуголь».
Все рекультивационные работы по промплощадкам выполняются в сроки, установленные графиком ликвидации шахты.
К нарушенным при подземной добыче угля землям относятся земли, утратившие свою хозяйственную ценность или являющиеся источниками отрицательного воздействия на окружающую природную среду в связи с нарушениями почвенного покрова, гидрологического режима и образованием техногенного рельефа, в том числе; промплощадки шахты, породные отвалы, а также земли, занятые под различного рода коммуникациями и нагорными канавами.
Ликвидация шахт после прекращения добычи угля, демонтажа и выдачи на поверхность оборудования и материалов предусматривается путем естественного затопления выработанного пространства при последовательном прекращении работы главных водоотливных установок.
На центральной промплощадке шахты «Глубокой» имеются следующие системы водоснабжения и канализации:
