Защита окружающей среды при добыче руд в условиях рудников Северного Кавказа

Одной из актуальных проблем современной экологии является ограничение негативного влияния. техносферы на окружающую природную среду. Стокгольмская конференция ООН по защите окружающей среды, а также Всемирный экологический форум РИО-92 определили стратегию развития человеческого общества на Земле в современных условиях, наметили пути выхода из создавшегося противоречия между развитием жизни и емкостью биосферы. В этой связи исследования, направленные на снижение негативного воздействия производственной деятельности объектов народного хозяйство, особенно в добывающих отраслях, заслуживают повышенного внимания .

Горно-рудная промышленность, деятельность которой связана с разрушением литосферы, является одним из основных загрязнителей биосферы.

Традиционные способы добычи минерального сырья и ее обогащение характеризуются большим объемом отходов производства, занимающих, как правило, значительные территории, остающиеся длительное время источником загрязнения и разрушения окружающей природной среды. В условиях гористого рельефа проблема обостряется из-за ограниченности и замкнутости пространства. Деятельность горных предприятий полиметаллического профиля (Са-донские рудники, рудники «Молибден», «Урупский», Квайсы), размещенных в условиях высокогорья в зоне близкого расположения вечных снегов по обеспечению экологической стабильности, является сложной научной ж технической задачей, поскольку факторы, влияющие на состояние окружающей среды, их взаимодействие, в отличие от обычных равнинных условий, носят перманентный характер из-за особых признаков их размещения, включая ландшафтные, территориальные и географические.

Большие объемы размещаемых в стесненных условиях отходов добычи и переработки, а также сточные воды обогатительных фабрик и шахтных стоков образуют экологически напряженную обстановку в этих регионах, деградируют функциональные компоненты природной среды, включая человека.

Для обеспечения экологической безопасности районов в рассматриваемых условиях целесообразно исследовать уровень взаимодействия и взаимовлияния источников разрушения и деградации окружающей среды и на базе научного анализа и моделирования влияющих факторов установить устойчивое развитие этих территорий .

Вопросам нормализации атмосферы на горных работах и снижению загрязнения воздушного бассейна посвящены исследования академиков Скочинского A.A., Ржевского В. В., Ушакова К. З., Силаева В. В., Журавлева В. П., Михайлова В. А., Битколова Н. З., Минько В. А., Чаплыгина H.H., Чекизова E.H., Алборова И. Д., кандидатов технических наук Беланогова И. Н., Медведева В. Г., Мартышкина В. И., Ускова В. И., Ивашкина B.C., Гокманова М. А. и др.

В результате проведенных исследований создана научная база проектирования систем пьшегазонейтрализации при функционировании природно-техногенной системы промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая среда.

В условиях рудников Северного Кавказа проблема создания экологически безопасных условий при их функционировании остается нерешенной, что ставит под угрозу сохранение основных свойств биосферы в регионе, и приводит к дальнейшей деградации и разрушению окружающей среды.

Актуальность проблемы. Всемирный форум в Рио-де-Жанейро определил пути устойчивого развития природно-технических комплексов и наметил способы согласованного их сосуществования.

В решении этой проблемы приоритетное значение отводится сохранению экологических систем горным регионам с ослабленным экологоресурсным потенциалом, где техногенное воздействие приобретает масштабный характер, особенно в районах добычи рудных минералов — рудников и карьерных разработок. Поэтому научное обоснование нейтрализации загрязнений и разрушений в отдельных составляющих системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекскарьер — окружающая среда, представляется актуальной.

Большой процент отходов при традиционных методах добычи руд способствует опасному загрязнению и разрушению прилегающей к горным разработкам окружающей среды непрерывно деградирует и напрягает все геосферы. Дальнейшее воздействие техносферы на эти регионы может привести к непредсказуемым последствиям. Экологическая емкость биосферы горных систем более ограничена по сравнению с равнинными территориями, поэтому техногенное вмешательство в эту систему горных ландшафтов требует высокой осторожности и взвешенного подхода.

При добыче рудных минералов подземным, открытым и комбинированным способами загрязнение и разрушение окружающей среды достигает значительных масштабов, а в условиях высокогорных территорий, подобных рудникам Северного Кавказа (Садонский свинцо-во-цинковый комбинат, рудники «Молибден», Тырныаузского ВМК, Урупский и Квайсинский), проблема обостряется из-за сильной расчлененности высокогорного рельефа, ограниченности территорий, естественной замкнутости и изоляции.

В районах деятельности рудников загрязненность атмосферного воздуха, воды и почвы значительно превышает установленные санитарными нормами допустимые концентрации, а суммарный индекс загрязнения приближается к критическому уровню.

Диссертационная работа выполнена в рамках федеральных научно-технических программ «Экология России» и «Экологическая безопасность Северной Осетии» .

Цель работы. Научное обоснование нейтрализации загрязнений и разрушений в отдельных составляющих системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая среда для обеспечения экологической безопасности региона и охраны окружающей природной среды.

Идея работы. Обеспечение принятия научно обоснованного решения по охране окружающей среды в районе деятельности горнопромышленных комплексов в зависимости от конкретного источника загрязнения системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая среда.

Методы исследований. Применен комплексный метод исследований, включающий обобщение и анализ ранее выполненных работ, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях, разработку устройств, способов и методов снижения загрязнения всех геосфер. Обработка и анализ экспериментальных данных проведены методами математической статистики с использованием ЭВМ.

Защищаемые научные положения:

1. Воздействие техногенных и природных факторов в районе деятельности горно-промышленного комплекса на экологическую безопасность региона оценивается уровнем загрязнения и разрушения системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекскарьер — окружающая среда.

2. Эффективность природопользования в системе: промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая среда зависит от степени интенсификации производства и определяется как отношение размеров платы за загрязнение окружающей среды к объемам производства.

3. Величина экологического риска деятельности горнопромышленного комплекса зависит от технико-экономических показателей и определяется по уровню риска отдельных его составляющих.

4. Управление экологической безопасностью окружающей среды в районе деятельности горно-техно-логического комплекса проводится в дискретной системе сопоставлением фактического уровня загрязнения с допустимым.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований и результатами испытаний в промышленных масштабах.

Научная новизна:

1. Предложено оценивать экологическую безопасность регионов добычи руд (включая высокогорные) по совокупному влиянию источников загрязнения системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая среда.

2. Оценивать эколого-социально-экономическую результативность использования природных ресурсов и эксплуатации природной среды не по абсолютным объемам загрязнения производства, а по удельным значениям на единицу продукции.

3. Уровень экологической безопасности горного производства определять по сохранности компонентов биосферы (территории ландшафта, бонитете и др.) в процессе функционирования производственной системы: промплощадка рудника — поверхностный комплекскарьер — окружающая среда.

4. Регулирование качеством окружающей природной среды в районе деятельности горно-технологического комплекса при наличии баз данных мониторинга биосферы с использованием средств и способов снижения загрязнения всех геосфер.

Научное значение:

1. Методология оценки интенсификации производства на основе платного природопользования позволяет экономически обеспечивать приоритетность применения ресурсосберегающих природоохранных технологий, особенно при разработке руд.

2. Теоретические зависимости определения уровня экологической безопасности при функционировании горно-промышленного комплекса, особенно в условиях высокогорья, дали возможность ранжировать производство по экологическому риску.

3. Эффективная технология управления охраны окружающей среды с использованием баз данных мониторинга всех геосфер горного региона позволила создать алгоритм экологической безопасности территории .

Практическое значение работы:

Разработаны и освоены в производственных масштабах технологии профилактики разрушенных территорий, подавления и нейтрализации пылегазовых составляющих в системе: промплощадка рудникаповерхностный комплекс — карьер — окружающая среда.

Освоены новые для науки и практики методы измерения и регулирования процессов защиты всех геосфер, направленное использование которых обеспечивает эффективное управление экологической безопасностью и охраной природной среды района деятельности горно-промышленного комплекса. Созданы методические указания, инструкции и разработаны технологические нормативы и проектно-техническая документация, выданы эффективные решения с полным использованием добываемой природной массы.

Реализация работы:

Результаты диссертационных исследований использованы институтом Кавказцветметпроект при проектировании комплексной системы защиты и охраны окружающей природной среды Садонских рудников и горных объектов Тырныаузского вольфрамомолибденового комбината.

Апробация работы:

Результаты исследования по работе были доложены и получили одобрение на кафедре экологии Северо-Кавказского государственного технологического университета (г. Владикавказ), в Министерствах охраны окружающей среды и природных ресурсов Республики Северная Осетия-Алания и Кабардино-Балкарской Республикина научно-технических конференциях СКГТУ, НТС института Кавказцветметпроект, НТС Тырныаузского ВМК, на заседании секции СевероКавказского отделения Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, на НТС Владикавказского центра.

Российской академии естественных наук, на заседании НТС Садон-ского свинцово-цинкового комбината, на НТС АО Югцветметавтомати-ка, на НТС при Северо-Осетинском Республиканском обществе охраны природы, а также на III международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий». Владикавказ. 1998.

Публикации:

Научные положения диссертации опубликованы в шести печатных работах.

Объем и структура работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на {30 стр. машинописного текста. Содержит 22 рисунка и 33 таблицы, список литературы из- 7 6 наименований.

121 Выводы.

Предложено осуществить оценку воздействия производства на окружающую среду по степени его интенсификации.

Экологичность продукции разных предприятий и технический уровень производства оценивается по отношению платы за лимит выбросов к объемам производства.

Ущерб, нанесенный окружающей природной среде, зависит от технологии разработки по критерию экологического риска. Предложена методика определения уровня экологического риска от функционирования горно-промышленного объекта и установлены критерии оценки каждого фактора.

Установлены граничные значения экологического риска для горного производства, который варьирует в пр. еделах 0−500 и разработана классификация предприятий по указанному фактору. Разработана методика обоснования платежей в системе рационального природопользования. — Доказано, что экологическое состояние окружающей среды зависит от взаимодействия и расположения источников загрязнения и объектов разрушения.

Разработан алгоритм управления экологией окружающей среды и показана эффективность его применения в горных регионах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В приведенной защищаемой работе впервые изложены и решены научно обоснованные технические и технологические задачи по за-щите^всех геосфер в районе деятельности горно-промышленного ком- ^ плекса и управления экологической безопасностью в условиях горных территорий, включающие выявление взаимосвязей загрязняющих и разрушающих биосферу факторов, установлению механизма формирования опасного загрязнения и деградации окружающей среды в регионах добычи руд в зависимости от совокупности природных и технических факторов, обоснованию параметров пылегазонейтрализации источников загрязнения на основе направленного использования технических решений и технологии, внедрение которых вносит существенный природоохранный вклад в обеспечение устойчивого развития горных экосистем. Основные теоретические выводы, практические результаты и рекомендации:

1. Разрушение и деградация окружающей среды в районе деятельности горното предприятия зависит от технологии добычи руд, степени отходности и организованности источников загрязнения, уровня контакта вредных составляющих со средой обитания, продолжительности действия загрязнителя, вида ландшафта и метеорологических факторов местности.

2. Существующий способ добычи руд в горных условиях и сопровождающая его инфраструктура приводят к опасному загрязнению и разрушению окружающей природной среды местности, дальнейшее функционирование которого может привести к необратимым процессам в микробиосфере горного региона.

3. Установлены закономерности загрязнения атмосферного воздуха от функционирования системы промплощадка рудника — поверхностный комплекс — карьер — окружающая Среда.

4. Повышение экологической безопасности окружающей среды регионов добычи руд, особенно в высокогорной местности, достигается использованием комплекса разработанных средств и способов пы-легазоподавления на всех объектах, загрязняющих биосферу.

5. Установлены количественные зависимости между пылепадав-ляющими свойствами водных растворов и параметрами пылевыделения в окружающую среду.

6. Предложены методы утилизации и обезвреживания отходов горного производства, включая хвосты обогащения и шахтные воды.

7. Предложена принципиально новая методика оценки воздействия производства на окружающую среду.

8. Разработана методика оценки уровня риска от функционирования предприятия, включая горное производство и предложена классификация предприятий по этому показателю.

9. Результаты диссертационной работы использованы при составлении методик по расчету параметров пылегазоподавления, технологических регламентов и других инструктивных документов, регламентирующих технологию комплексного газопылеподавления на горных предприятиях.