Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ

Розглянуто методологію вибору природоохоронних технологій в умовах функціонування гірничодобувних підприємств з відкритим способом розробки родовищ корисних копалини. Рассмотрено методологию выбора природоохранных технологий для условий функционирования горнодобывающих предприятий с открытым способо...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автор:	Копач, П.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут проблем природокористування та екології НАН України 2008
Теми:	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14420
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ / П.И. Копач // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 70-80. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14420
record_format	dspace
spelling	Копач, П.И. 2010-12-22T19:28:33Z 2010-12-22T19:28:33Z 2008 Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ / П.И. Копач // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 70-80. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14420 622.271:502.31 Розглянуто методологію вибору природоохоронних технологій в умовах функціонування гірничодобувних підприємств з відкритим способом розробки родовищ корисних копалини. Рассмотрено методологию выбора природоохранных технологий для условий функционирования горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки месторождений полезных ископаемых. Methodology of choice of nature protection technologies is considered in the conditions of mining enterprises with the opened method of mineral deposits mining functioning. ru Інститут проблем природокористування та екології НАН України Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ Features of nature protection technologies application in the conditions of the open mountain works Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
spellingShingle	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ Копач, П.И. Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
title_short	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
title_full	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
title_fullStr	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
title_full_unstemmed	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
title_sort	особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ
author	Копач, П.И.
author_facet	Копач, П.И.
topic	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
topic_facet	Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами
publishDate	2008
language	Russian
publisher	Інститут проблем природокористування та екології НАН України
format	Article
title_alt	Features of nature protection technologies application in the conditions of the open mountain works
description	Розглянуто методологію вибору природоохоронних технологій в умовах функціонування гірничодобувних підприємств з відкритим способом розробки родовищ корисних копалини. Рассмотрено методологию выбора природоохранных технологий для условий функционирования горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки месторождений полезных ископаемых. Methodology of choice of nature protection technologies is considered in the conditions of mining enterprises with the opened method of mineral deposits mining functioning.
issn	XXXX-0010
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14420
citation_txt	Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ / П.И. Копач // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 70-80. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT kopačpi osobennostivyboraprirodoohrannyhtehnologiidlâusloviiotkrytyhgornyhrabot AT kopačpi featuresofnatureprotectiontechnologiesapplicationintheconditionsoftheopenmountainworks
first_indexed	2025-11-25T23:46:45Z
last_indexed	2025-11-25T23:46:45Z
_version_	1850583988937162752
fulltext	ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 70 ЧАСТИНА 3. ЕКОЛОГО-ОРІЄНТОВАНІ ТА РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ, ПОВОДЖЕННЯ З ВІДХОДАМИ УДК 622.271:502.31 П.И. Копач ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА ПРИРОДООХРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины, Днепропетровск Розглянуто методологію вибору природоохоронних технологій в умовах функціо- нування гірничодобувних підприємств з відкритим способом розробки родовищ корис- них копалини. Рассмотрено методологию выбора природоохранных технологий для условий функ- ционирования горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки ме- сторождений полезных ископаемых. Человечество перерабатывает примерно 100 миллиардов тонн сырья в год, при этом перемещает в процессе его добычи на порядок больше горной породы. При добыче и переработке сырья используется до 1000 миллиардов тонн воды. Все эти процессы не характерны для природы, они не вовлечены в современные естественные круговороты ве- щества, поэтому вызывают загрязнение ок- ружающей среды. А если учесть, что человек использует всего лишь 2% от массы извле- каемого им из недр сырья, а остальное идет в отвалы, внося свой вклад в разрушение эко- сферы, то неэффективность современного природопользования становится еще более очевидной. По сути дела, человечество про- изводит главным образом отходы и во все увеличивающейся степени. Особенно это от- носится к горнодобывающей деятельности, в результате которой активно изменяются ве- ками сложившиеся геохимические циклы, преобразуются или уничтожаются ландшаф- ты, гидрогеологические и поверхностные водные системы, биологические сообщества и многое другое. Именно технический прогресс является тем механизмом, который вызвал процессы деградации экосферы. Если объем совокуп- ного мирового продукта вырос в XX столе- тии более чем в 20 раз, то и масса и объем загрязнений возросли не в меньшей степени. Вместе с тем на технический прогресс © Копач П.И., 2008 возлагаются большие надежды по решению основных экологических проблем. В самом деле, внедряя природоохранные технологии можно решить (или смягчить) многие эколо- гические проблемы, добиться относительно быстрых результатов в управлении состояни- ем экосферы. Возникает естественный вопрос, почему до сих пор этот мощный ресурс не задейст- вован надлежащим образом для решения как экологических проблем природопользования в целом, так и экологических проблем, вы- званных горнодобывающей деятельностью? Можно ли с его помощью в условиях регио- нов с интенсивной горнодобывающей дея- тельностью снизить негативное влияние гор- ных технологий на природную среду до не- опасного для территории уровня? Как долж- но функционировать горнодобывающее предприятие, чтобы приносить максимум прибыли и оказывать минимально возможное негативное воздействие на окружающую среду? Исследованию этого и некоторых других вопросов посвящена настоящая ста- тья. Для правильного понимания излагаемой в статье методологии выбора природоохран- ных технологий в условиях функционирова- ния горнодобывающих предприятий с откры- тым способом разработки необходимо уточ- нить, что речь будет идти не только об опти- мизации природопользования на территории в пределах горного отвода предприятия, где происходит разрушение всех компонент ли- тосферы, и где осуществляются горнодобы- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 71 вающие технологические процессы. В каче- стве определяющих будут рассмотрены ус- ловия минимизации техногенного воздейст- вия на территории за пределами земельного отвода предприятия. При этом под оптими- зацией подразумевается процесс достижения такого уровня воздействия горных техноло- гий на окружающую среду, при котором природная среда сопредельных территорий будет сохранять способность ассимилировать эти воздействия, или адаптироваться к ним в течение определённого периода времени. Изучая и оптимизируя техногенную со- ставляющую природно-технологической сис- темы, очень важно знать степень устойчиво- сти к техногенным воздействиям природных составляющих окружающей среды. Экологи- ческое совершенство или несовершенство горнодобывающих технологий обуславлива- ется возможностью достижения минимума последствий их деятельности, выражаемых в виде различного рода повреждений компо- нентов окружающей среды (выбросы и сбро- сы, изменение ландшафта и гидрогеологиче- ского режима, невозобновляемое уничтоже- ние части минеральных, почвенных, лесных, водных и других ресурсов). Учитывая чрез- мерно широкий спектр влияющих факторов (горно-геологических, технологических, эко- логических) нами, для осуществления выбора способов экологической гармонизации тех- нологий горных работ, выполнена система- тизация природных условий залегания ме- сторождений полезных ископаемых. Наиболее общая классификация способов добычи минерального сырья по степени не- гативного воздействия на окружающую сре- ду представлена в таблице 1. Принципиаль- ным различием открытого и подземного спо- собов добычи являются особенности выемки полезного ископаемого из массива горных пород. При подземном способе добычи из массива горных пород извлекается только полезное ископаемое, что обуславливает ми- нимальное нарушение породного массива, а, следовательно, и природной среды. Открытый способ разработки характери- зуется выемкой как полезного ископаемого, так и вмещающих пород. В данном случае степень нарушенности природной среды в наиболее общем случае может быть опреде- лена по соотношению средних и текущих коэффициентов вскрыши. По среднему ко- эффициенту вскрыши устанавливается оцен- ка воздействия на массив пород для всего месторождения, по текущему – для конкрет- ного периода его эксплуатации. При подзем- ных работах объем извлекаемых пород для всего месторождения определяется объемом горно-капитальных работ, которые включают проходку стволов, квершлагов, штреков по пустым породам. Для расчета текущего ко- эффициента берутся объемы, выполняемые за определенный период эксплуатации. Ин- тенсивность технологического воздействия на окружающую среду обусловлена произво- дительностью способов добычи по горной массе. Градация негативного воздействия харак- теризуется балльной оценкой, которая при- ведена в таблице 1 и имеет следующие зна- чения: воздействия отсутствуют – 0 баллов; незначительные воздействия – 1 балл; сла- бые воздействия – 2 балла; средние воздей- ствия – 3 балла; мощные воздействия – 4 балла; очень мощные воздействия – 5 бал- лов. Балльная оценка воздействия выполнена по результатам использования комбинации экспертного метода и метода математиче- ского моделирования. Метод экспертных оценок использован при выборе критериев оценки и установления балльности по от- дельным воздействиям горнодобывающего предприятия на природную среду. Метод математического моделирования – при све- дении систем локальных оценок в единую комплексную оценочную систему [1,2]. Из таблицы 1 видно, что в общем виде диапазон оценок воздействия на окружаю- щую среду той или иной технологии на- столько широк, что они могут иметь какое- либо практическое значение только при наиболее грубой сравнительной оценке от- крытого и подземного способов разработки. Разброс оценочных значений объясняется как большим разнообразием природных ус- ловий залегания месторождений, так и имеющимся у горняков диапазоном техно- логических возможностей. В этой связи, для конкретизации оценок и сравнений целесо- образно выполнить систематизацию при- родных условий залегания месторождений полезных ископаемых с точки зрения слож- ности их разработки и ценности нарушае- мых при разработке ландшафтов. При оценке природных условий залега- ния месторождений полезных ископаемых ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 72 рассмотрены только те факторы, от которых в наибольшей степени зависят параметры техногенного воздействия на природную среду (таблица 2). Они объединены в пять групп, при этом с возрастанием номера группы возрастают отрицательные экологи- ческие последствия горнодобывающих ра- бот. Таблица 1- Оценка степени негативного воздействия на окружающую среду способов и технологий разработки месторождений полезных ископаемых Условия залегания Способ раз- работки Технология произ- водства работ Компоненты природной среды, подвергающиеся воздействию Бальная оценка воздействия Земли 4 - 5 Подземные воды 2 - 3 Поверхностные воды 2 - 5 Транспортная с внешним отвалообразованием Воздух 3 - 5 Земли 2 - 3 Подземные воды 2 - 3 Поверхностные воды 2 - 3 Открытые горные работы Транспортная с внутренним отвалообразованием Воздух 2 - 3 Земли 2 - 4 Подземные воды 2 - 4 Поверхностные воды 1 - 3 Без закладки выработанного пространства Воздух 0 - 2 Земли 0 - 1 Подземные воды 0 - 1 Поверхностные воды 0 Круто- падающие Подземные горные работы С закладкой выработанного пространства Воздух 0 - 2 Земли 3 - 4 Подземные воды 2 - 5 Поверхностные воды 1 - 3 Бестранспортная Транспортно- отвальная Воздух 1 - 2 Земли 3 - 4 Подземные воды 2 - 5 Поверхностные воды 2 - 3 Открытые горные работы Транспортная Комбинированная Воздух 1 - 3 Земли 0 - 5 Подземные воды 2 - 4 Поверхностные воды 1 - 3 Без закладки выработанного пространства Воздух 0 - 1 Земли 0 - 1 Подземные воды 0 - 1 Поверхностные воды 0 - 1 Горизон- тальные Подземные горные работы С закладкой выработанного пространства Воздух 0 - 1 Как следует из таблицы 2, для открытых горных работ в большинстве случаев, чем сложнее природные условия залегания пла- ста полезного ископаемого, тем значитель- нее негативное воздействие горнодобываю- щей деятельности, и, следовательно, суще- ственнее затраты материальных, энергетиче- ских и природных ресурсов, которые необ- ходимо расходовать для снижения техно- генного воздействия на окружающую среду. И, наоборот, при простых горно- геологических условиях залегания эти воз- действия, как и затраты ресурсов, незначи- тельны. В этой связи можно утверждать, что су- ществуют территории, в пределах которых ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 73 воздействия от применения открытых гор- ных работ или несущественны, или в ре- зультате этих воздействий происходит по- вышение качества природной среды. Поэто- му имеется возможность, например, повы- сить показатель уникальности ландшафта за счет создания нетрадиционных для данной территории элементов ландшафта, способ- ствующих увеличению биоразнообразия природной среды территории и др. Таблица 2 - Оценка природных условий залегания месторождений полезных ископаемых при их разработке открытым способом Класс месторождения Показатель I II III IV V Горизонтальные и пологозалегающие месторождения Мощность вскрыши, м 10 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 100 Более 100 Средняя мощность пласта, м Более 5 5 - 3 3 - 2 2 - 1 Менее 1 Объем запасов, млн. т Более 100 100 - 60 60 - 40 40 - 20 Менее 20 Количество водоносных горизонтов, шт. Отсутствуют 1 2 3 Более 3 Интенсивность водопритока, м3/ч До 100 100 - 200 200 - 1000 1000 - 5000 Более 5000 Крутопадающие месторождения Мощность покрывающих пород, м Менее 40 40 - 60 60 - 80 80 - 100 Более 100 Средняя мощность пласта, м Более 500 300 - 500 100 - 300 50 - 100 Менее 50 Крепость горных пород по шкале прочности, ед. 8 - 10 5 - 8 3 - 5 2 - 3 0,3 – 2 Размер запасов, млн. т Более 500 500 - 100 50 - 100 20 - 50 Менее 20 Количество водоносных горизонтов, шт. 0 1 2 3 Более 3 Интенсивность водопритока, м 3/ч До 100 100 - 200 200 - 1000 1000 - 5000 Более 5000 Основным стратегическим направлением гармонизации открытых горных работ с природной средой при разработке месторо- ждений III-V класса является локализация нарушений компонентов природной среды путем использования природоохранных тех- нологий, научное обоснование параметров их внедрения при освоении месторождений, и, таким образом, реализация известной концепции замкнутого производства. Весь арсенал применяемых для этих целей спосо- бов, мероприятий и технологий целесооб- разно разделить на две группы. Первая группа включает собственно ре- сурсосберегающие технологии, под которы- ми подразумевается технология добычи ми- неральных ресурсов с минимальным расхо- дом вещества и энергии на всех этапах про- изводственного цикла и с наименьшим воз- действием на природные системы и челове- ка. Такие технологии обладают как прямым, так и опосредованным природоохранным эффектом. Например, технология разработ- ки месторождений с внутренним отвалооб- разованием является ресурсосберегающей технологией за счет экономии энергоресур- сов при перемещении вскрышных пород. При этом она обладает и прямым природо- охранным эффектом, в связи с исключением необходимости использования дополни- тельных земельных ресурсов для размеще- ния вскрышных пород за пределами карьера. Ко второй группе природоохранных тех- нологий относятся применяемые для сохра- нения компонентов природной среды специ- альные технологии, которые не имеют не- посредственного отношения к добыче по- лезного ископаемого. К ним относятся ши- роко применяемые в строительстве проти- вофильтрационные устройства «стена в грунте» и другие барражные системы, спе- циальные устройства для подавления пыле- газового облака при взрыве, устройства для очистки вод внутрикарьерного водоотлива, специально созданные пыле- и газозащит- ные древесно-кустарниковые насаждения и др. ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 74 При внедрении природоохранных техно- логий второй группы необходимо учиты- вать, что при любых горно-геологических условиях разработки на конкретный момент времени существует свой оптимальный уро- вень снижения техногенного воздействия на природную среду, обусловливаемый, в пер- вую очередь, уровнем развития науки и тех- ники, технологическими особенностями производства, полнотой внедрения новей- ших технологических решений, ресурсоем- костью реализации природоохранных тех- нологий и нормативно-правовой базой при- родопользования. Отклонение от него в одну или другую сторону увеличивает суммарное техногенное воздействие на природную сре- ду. Это объясняется следующим образом. Недостаточное, по отношению к оптималь- ному, вложение средств на природоохран- ные цели вызывает существенные потери природных ресурсов сопредельных террито- рий. Избыточное (по отношению к опти- мальному) вложение средств в конкретную природоохранную технологию, несомненно, вызовет дополнительное улучшение эколо- гического состояния территории, однако выход продукции на единицу затрачиваемых природных ресурсов в этом случае снижает- ся, так как часть природных ресурсов изы- мается из сферы производства продукции и расходуется на создание и эксплуатацию систем зашиты природной среды. Суммар- ное количество ресурсов, приходящееся на единицу выпускаемой продукции, в этом случае увеличивается, следовательно, обоб- щенная эффективность природопользования снижается. Таким образом, теоретически можно ут- верждать, что горнодобывающая деятель- ность всегда сопряжена с наличием эколо- гического ущерба. Удовлетворение интере- сов сторон в существующем конфликте ме- жду экономическим ростом и необходимо- стью сохранения качества окружающей сре- ды в принципе невозможно. В этих случаях приходится говорить о поиске рационально- го или оптимального решения, которое бы обеспечило в допустимой мере удовлетво- рение интересов как экологии, так и эконо- мики. Эта ситуация в самом общем (теоретиче- ском) виде, для различных этапов развития техники и технологии добычи полезных ис- копаемых представлена на рисунке 1. Опти- мальные решения, наилучшим возможным образом удовлетворяющие как экологиче- ские, так и экономические интересы, нахо- дятся на кривой, обозначенной сплошной линией. Менее выгодные решения находятся внутри области, ограниченной этой линией и осями координат, а решения в области, ограниченной линией оптимума и точкой с координатами (1,1), невозможны. Рисунок 1 - Определение области компромиссных решений в природоохранной деятельности для открытых горных работ ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 75 Для обоснования уровня затрат на реали- зацию природоохранных технологий второй группы в условиях открытых горных работ необходимо разработать методологию, ко- торая позволила бы за счет использования специальных критериев, получать показате- ли ресурсопотребления, максимально адек- ватные реальным экологическим и техноло- гическим процессам. Приведенная в работах [1-3] система эко- логических оценок применительно к оценке природоохранных технологий требует неко- торых уточнений. Для этих целей в наи- большей степени подходит методика, бази- рующаяся на критерии интегральной эколо- гической ресурсоемкости, однако и для этой методики необходимо ввести дополнения, касающиеся изложенного выше понятия «оптимального уровня техногенного воздей- ствия». При оценке природоохранных техноло- гий второй группы важным является уста- новление зависимости «расход ресурсов – экологический эффект». Для определения данной зависимости необходимо оценить как затраты ресурсов, которые необходимы для функционирования природоохранных технологий, так и прогноз предотвращенно- го экологического ущерба. Прогнозирование максимального, остаточного и предотвра- щенного экологических ущербов может быть осуществлено моделированием про- цессов полного цикла освоения месторож- дения. Основные принципы моделирования приведены в работе [4]. Предотвращенный экологический ущерб от внедрения природоохранного мероприя- тия по конкретному компоненту природной среды iЭ определятся из выражения: остпр UUU −= max , (1) где прU – предотвращенный экологический ущерб; maxU – максимальный экологиче- ский ущерб; остU – остаточный экологиче- ский ущерб. Максимальный экологический ущерб, вызванный горнодобывающей деятельно- стью по i-му компоненту природной среды iUmaxотображает возможные экономические и социальные потери, возникающие в ре- зультате повреждения данного компонента в случае отсутствия природоохранных ме- роприятий в применяемых технологиях до- бычи полезных ископаемых. Он определяет- ся с учетом продолжительности строитель- ства, эксплуатации, ликвидации горнодобы- вающего предприятия, периодов устранения последствий горнодобывающей деятельно- сти и контролируемого самовосстановления природных компонентов территории. Остаточный экологический ущерб по i- му компоненту природной среды i остU возникает в случае невозможности полной ликвидации последствий, обусловленных горнодобывающей деятельностью, внедре- нием природоохранных мероприятий. Он зависит от эффективности природоохранно- го мероприятия, которая, в свою очередь, обусловлена величиной потребления мате- риальных и энергетических ресурсов на природоохранные нужды. При внедрении природоохранного меро- приятия положительный экологический эф- фект может наблюдаться по нескольким компонентам природной среды. Например, снижение объема откачивания подземных вод, кроме сохранения подземных водонос- ных горизонтов, предотвращает воздействие на поверхностные водные системы, земель- ные ресурсы и биоту в пределах депресси- онной воронки. Нами принята оценка состояния окру- жающей среды по пяти компонентам. Графическая интерпретация процедуры оценки и выбора способов и средств защиты природной среды может быть представлена графиком комплексной оценки эффективно- сти (рисунок 2). При этом каждому j-му ва- рианту комплектации природоохранных технологий соответствует точка jN , абс- цисса которой равна величине интегральной экологической ресурсоемкости реализации данного варианта jІ , ордината – показа- телю экологической эффективности вне- дрения j-й природоохранной технологии, определяемой по формуле (2). ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 76 А Аj Арац A1 A2 A3 N1 N2 N3 l 1 2l l 3 І1 І2 І3 Ірац Іj. І Nрац l j • • • • • Nj Рисунок 2 - Графическая интерпретация выбора природоохранной технологии Положение точки jN по отношению к точке .рацN («идеальный» вариант) опре- деляется величиной jl , значение которой рассчитывается по формуле: ( ) ( )[ ] 212 0 2 . jjрацj ІNAN −+−=l , (2) где ( )1;1.рацN – координаты «идеальной» точки; ( )i утji KІN .; – координаты точки jN . Путем сравнения поочередно каждого конкретного варианта 1N , 2N , 3N ,…, jN с оА устанавливается его предпочти- тельность и выбирается наилучший вариант. Условием предпочтительности при этом яв- ляется: jопт ll min. = . (3) Базовая точка .рацN , по отношению к которой устанавливаются преимущества и недостатки конкретного варианта, является важной для излагаемого в статье подхода. Поэтому необходимо уточнить принципы установления ее параметров применительно к следующим природным компонентам: не- драм, почвогрунтам, подземным водам, по- верхностным водам, атмосфере. Показатель экологической эффективно- сти внедрения j-го природоохранного меро- приятия jА задается в безразмерном виде и определяется по формуле: ( ) ∑ ∑ = = − = 5 1 max 5 1 max i i i i ост i j U UU А . (4) ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 77 Значение jА изменяется от нуля (пре- дотвращенный ущерб отсутствует) до еди- ницы (остаточный ущерб отсутствует). Для установления оптимальных парамет- ров внедрения природоохранных технологий (полноты ликвидации последствий техно- генного воздействия) ценным является уста- новление зависимости: ( )jj Іf=η , (5) где jІ – интегральная экологическая ресур- соемкость j-ой природоохранной техноло- гии; jη – показатель, отражающий степень восстановления природного компонента, %. Определение оптимального уровня оста- точного техногенного воздействия на при- родную среду осуществляется с использова- нием моделей и методик оценки экологиче- ских ущербов и ресурсоемкости технологий природопользования [5], которые можно успешно применить и к оценке природо- охранных технологий. Экологический ущерб от загрязнения окружающей среды возрастает по мере увеличения нагрузки на нее (рисунок 3). Рисунок 3 - Установление величины рационального остаточного техногенного воздействия на компоненты природной среды При этом первые порции загрязнения по- глощаются окружающей средой, и ущерб природе, хотя и существует, обычно не учи- тывается в экономических показателях. Ка- ждая последующая порция загрязнения обычно приносит непропорционально боль- ший ущерб, так что зависимость ущерба среде от загрязнения (1) нелинейная. Ущерб можно предотвратить, если задействовать ресурсы на реализацию технологических мероприятий, снижающих техногенные воз- действия. Функция этих издержек также нелинейная, потому что затраты на техноло- гические улучшения возрастают непропор- ционально быстро по сравнению со сниже- нием выбросов. Ясно, что добиться полной ликвидации загрязнения можно только за счет бесконечно больших расходов, то есть это практически невозможно. На рисунке 3 по оси ординат представ- лены значения величины экологической эф- фективности А и экологической ресурсо- емкости І . По оси абсцисс – показатель η , обозна- чающий степень устранения экологических последствий при внедрении природоохран- ной технологии, который выражается в про- центах. Исходя из приведенных на рис. 3 зависимостей, рациональная степень устра- нения экологических последствий равняется рацη при величине ресурсных затрат рацІ и ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 78 экологической эффективности рацА , опре- деляемой величиной остаточного ущерба остU (1). Нахождение рационального зна- чения рацη осуществляется при выполнении условия равенства дополнительных затрат І∆ и величины предотвращенного ущерба U∆ (рисунок 4), выраженных в единицах интегральной экологической ресурсоемко- сти. а) б) в) г) д) Рисунок 4 - К определению рационального уровня остаточного техногенного воздействия (а) на недра, (б) на почвогрунты, (в) на подземную гидросферу, (г) на поверхностную гидросферу, (д) на атмосферу ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 79 При оценке величин I∆ и U∆ для каж- дого из пяти компонентов природной среды необходимо учесть как особенности внедре- ния и функционирования природоохранной технологии второй группы, так и особенно- сти подлежащей защите природной компо- ненты. Определение рационального уровня оста- точного техногенного воздействия на ком- поненты природной среды осуществляются: • для недр – с учетом нормативов потерь, разубоживания полезного компонента, за- трат на сверхнормативное его извлечение и экологического эффекта, получаемого при уменьшении повреждения компонентов природных ресурсов (рисунок 4а); • для почвогрунтов – с учетом возмож- ности достижения первоначальной структу- ры породного массива (в том числе восста- новления первого от поверхности водонос- ного горизонта), качественных параметров почвообразующего и почворастительного слоя, наличия возможности использования данной территории для других экологически приемлемых целей (рисунок 4б); • для подземных вод (рисунок 4в) – с учетом возможности восстановления гидро- динамических параметров водоносного пла- ста, качественных и потребительских свойств подземных вод; • для поверхностных вод – с учетом воз- можности восстановления существовавшей на данной территории орогидросистемы и эффективности хозяйственного, рыбохозяй- ственного или рекреационного использова- ния поверхностных вод (рисунок 4г); • для атмосферы (рисунок 4д) – возмож- ности ликвидации (в рамках предельно- допустимых концентраций) загрязнения ат- мосферного воздуха без изменения сущест- вовавшего микроклимата. Из рисунка 4 следует, что рациональные параметры функционирования природо- охранных технологий для различных компо- нентов природной среды отличны друг от друга. Диапазоны изменения рациональных па- раметров техногенного воздействия откры- тых горных работ на компоненты природной среды приведены в таблице 3. Таблица 3 - Рациональные уровни техногенного воздействия открытых горных работ на компоненты природной среды Компоненты природной среды Степень устранения техногенного воздействия, % Недра 90-97 Почвогрунты 65-90 Подземные воды 65-85 Поверхностные воды 75-90 Атмосфера 92-98 Рассмотренный выше подход к выбору структуры параметров функционирования природоохранных технологий в условиях открытых горных работ позволяет выпол- нить их сравнение на объективной основе, используя для этого численные показатели. Процедура и аппарат установления экологи- ческой эффективности существующих тех- нологических решений открытых горных работ могут служить инструментом как для решения многих задач, связанных с охраной окружающей среды, так и для текущих, оперативных задач горнодобывающего про- изводства. Перечень ссылок 1. Копач П.И. Экологическая оценка технологий природопользования // Препринт АН Ук- раины / Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины, - Днепропетровск, 1993. 2. Шапарь А.Г., Копач П.И., Радивилов Ю.В. Интегральная экспертная оценка влияния пред- приятий на окружающую среду // - Днепропетровск: ИППЭ НАН Украины. – 1996. – 42 с. 3. Копач П.И. Использование критерия интегральной экологической ресурсоемкости при оп- ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11 80 тимизации горнодобывающего производства. // Сб. научных трудов «Проблемы комплексного освоения недр» НГАУ № 2. – Днепропетровск. – 1998. 4. Шапарь А.Г., Копач П.И. Влияние экологических критериев эффективности освоения ме- сторождений на выбор способа разработки // Горный информационно-аналитический бюлле- тень. – М.: - 2002. - № 1. – С. 124-129. 5. Шапарь А.Г., Копач П.И. Исчерпаемость минеральных ресурсов, целесообразность и ус- ловия их ввода в эксплуатацию // Открытые горные работы. М.: - 2000. - № 4. – С. 57-62. P.I. Kopach FEATURES OF NATURE PROTECTION TECHNOLOGIES APPLICATION IN THE CONDITIONS OF THE OPEN MOUNTAIN WORKS Institute of Problems on Nature Management & Ecology, National Academy of Sciences of Ukrain, Dniepropetrovsk Methodology of choice of nature protection technologies is considered in the conditions of mining enterprises with the opened method of mineral deposits mining functioning. Надійшла до редколегії 12 вересня 2008 р. Рекомендована членом редколегії канд.техн наук М.А Ємцем

Особенности выбора природоохранных технологий для условий открытых горных работ

Репозитарії

Схожі ресурси