авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

В железорудной провинции курскоймагнитной аномалии (проблемы и пути ихрешения)

-- [ Страница 6 ] --

Третий ареал снапряженной геоэкологической ситуацией приурочен к Яковлевскомужелезорудному месторождению, где добыча богатойжелезной руды осуществляется шахтнымспособом в сложных гидрогеологическихусловиях.Яковлеское месторождение – одно изкрупнейших железорудных месторождений бассейнаКМА. Богатые железные руды залегают наглубине от 460до 630 м. Сложность освоения заключается вналичии нескольких водоносных горизонтови комплексов, обводняющих рудную залежь.Главные геоэкологические проблемы в зоне влиянияЯковлевского рудника– это нарушение естественного режимаподземных и поверхностных вод и ихзагрязнение. Осушение руднойзалежи уже сейчас привело к снижениюуровня воды в них и образованию обширнойдепрессионной воронки с радиусом влиянияот 50 до 75 км. Шахтные воды сбрасываются впруд-отстойник, вода из которого черезводовыпускпоступает в нижележащие пруды, а затем в р.Ворскла. Сбрасываемые шахтные воды рудникахлоридно-натриевого состава сминерализацией от 3,3 до 3,9 г/л, со слабощелочной средой, повышенной жесткостью (8,0 – 9,3 мг-экв/л),высоким содержанием железа общего (до 2,4 г/л),хлоридов (до
1790 мг/л),натрия (до 1085 мг/л), меди (до 0,09 мг/л),свинца (до0,015 мг/л), фтора (до 5,4-9,5 мг/л), бора (до 3,3 мг/л),никеля (до 0,03 мг/л), кобальта (до 9,022 мг/л),стронция (до 0,6 мг/л) и взвешенных веществ(до 70 мг/л),превышаютнормативы для водоемов рыбохозяйственногоназначения в 6-90 раз. Загрязнение воды р.Ворсклы такими компонентами как фтор,хлориды, натрий прослеживается на десяткикилометров вниз по течению.

Преимущественнолокальный характер воздействия на объектыживотного и растительного мира позволяетнаметить мероприятия по компенсациинегативных воздействий, степеньадекватности которых может бытьопределенатолько в процессе многолетнегобиомониторинга.

Четвертый ареал сотносительно удовлетворительнойгеоэкологической ситуациейприурочен к Гостищевскому месторождениюбогатых железных руд Белгородскогожелезорудного района, где извлечениежелезной руды осуществляется методомскважинной гидродобычи (СГД). ВоздействиеСГД на воздушный бассейн, поверхностьземли, почвенный покров, флору и фаунувесьма незначительное и ограничиваетсятолько территорией горного отвода, общей площадью в несколькогектаров. На подземные водывлияние СГД – среднее, а на недра (добычноепространство) – сильное. В последнем случае этообусловлено неизбежными измененияминапряженно-деформа­ционного состояния горногомассива, а также гидрогеологическойгазодинамической обстановкой в нем. В связис этим в процессе скважинной гидродобычи необходимпостоянно действующий мониторингсостояния недр различными методами наблюдений,особенно за зоной развития добычногопространства, посколькунеконтролируемый, самопроизвольныйпроцесс обрушения кровли может привести ккатастрофической просадке и обрушениювышележащихслоев горных пород, нарушениюгидрогеологического режима подземных вод.

Таким образом,проведенная комплексная геоэкологическаяоценка показала, что при освоении иэксплуатации железорудных месторожденийКМА происходит нарушение природных системи активизация деструктивных природных итехногенных процессов, характер иинтенсивность которых зависит применяемыхспособов добычи железорудного сырья:карьерного,шахтного и скважинной гидродобычи.

Глава 5.Методологические, информационные итехнологические пути обеспеченияэкологической безопасности и рациональногоосвоениянедр

Одним из главныхтребований, реализуемых в отечественномнедропользовании, является обеспечениерационального использования недр исодержащихся в них минеральныхресурсов. Под рациональным использованиемнедр большинство исследователей понимаютсистему мероприятий научного,производственно-технического иорганизационного характера,обеспечивающих полное и комплексноеиспользование ресурсов недр дляудовлетворения материальных идуховных потребностей общества.

Усиливающаяся хозяйственнаядеятельность на активно разрабатываемых железорудныхместорождениях КМА оказывает негативноевлияние на окружающую среду, вызывая еезагрязнение и деградацию. Поэтому дальнейшее хозяйственное освоениеминерально-сырьевых ресурсоврассматриваемого региона необходимоосуществлять с учетом всех экологическихпроблем и причин их вызывающих. Этоневозможно сделать только «устранениемэкологических угроз», т.е. закрыть,переместить, перепрофилировать многиеэкологически небезопасныепроизводства. Основой развитияэкологической безопасности региона должна выступатьтакая траектория развития экономики,котораямаксимально соответствовала быприродно-хозяйственным иэкологическим условиям. Дляэтого требуется создание в регионеэффективного эколого-экономическогомеханизма, отвечающего требованиямоптимального использования природных ресурсов иодновременно – природоохранным требованиям, направленнымна снижение или стабилизациюэкологических рисков, обусловленныхвероятностью появления сверхнормативныхвоздействий и нагрузок на природные системы.

В условияхсуществующего экологического риска инегативных последствий освоенияминерально-сырьевых ресурсов КМАпроблема рационального недропользованияприобретает особую актуальность. Для решенияэтой проблемы необходима координацияусилий исполнительной, законодательной иприродоохранной власти, а также всехзаинтересованных организаций и специалистов,занимающихся вопросами экологии, охраныокружающей среды, природопользования,разработкой мероприятий экономического исоциального развития региона,промышленной безопасности, гражданскойобороны и чрезвычайных ситуаций. Основныенаправления по рационализациинедропользования в железорудной провинции КМАотраженны в предложенной нижесхеме(рис 6).

Важнейшимнаправлением рациональногонедропользования в железорудной провинцииКМА, обеспечения экологическойбезопасности в регионе и принятияэффективных управленческих решенийявляется создание системы постояннодействующего комплексногогеоэкологического мониторинга природно-техническихсистем.

Комплексныйгеоэкологический мониторинграссматривается как инструмент реализациимеханизмов обеспечения геоэкологическойбезопасности освоения железорудных месторожденийКМА.

Мониторингместорождений твердых полезных ископаемых(ММТПИ) является подсистемойГосударственный мониторинга состояниянедр или геологической среды (ГМСН). СистемаГМСН служит для информационного обеспеченияуправления государственным фондомнедр. Функционально она представляетсобой систему регулярных наблюдений,сбора, накопления, обработки и анализа информации,оценки состояния геологической среды и прогноза ее измененийпод влиянием естественных природныхфакторов, недропользования и антропогеннойдеятельности горнопромышленных районов. Всвою очередь, ГМСН является подсистемойЕдиной государственной системыэкологического мониторинга (ЕГСЭМ). Государственныймониторинг состояния недр осуществляется нафедеральном, региональном,территориальном и локальном (объектном)уровнях.

В соответствии снашими разработками (Петин, Яницкий, 2007)комплексныйгеоэкологический мониторингприродно-технических систем горнодобывающегокомплекса КМА базируется на детальноманализе критериев техногенеза исовременных информационныхтехнологий, позволяющихв условиях возрастающих темповосвоения железорудных месторожденийрассматриваемого регионаминимизировать негативные последствиявоздействия на окружающую природную среду.

Региональнуюсистему геоэкологического мониторингаможно укрупненно представить в видесовокупности отдельных взаимосвязанныхподсистем, отображенных на рис. 7.

 Рис. 6. Схемарационального недропользования вжелезорудной-4

Рис. 6. Схемарационального недропользования вжелезорудной провинции КМА

Ядром системыгеоэкологического мониторинга,обеспечивающим согласованноефункционирование указанных в схемеподсистем, является автоматизированнаяинформационная система и база данных,получаемая с наблюдательной сетилокального и регионального уровней.

 Рис. 7. Структурная схемакомплексного геоэкологическогомониторинга-5

Рис. 7. Структурная схемакомплексного геоэкологическогомониторинга
природно-технических системгорнопромышленных районов КМА

При создании системыгеоэкологического мониторингагорнопромышленного региона помимо сетиназемных, подземных, аэрологическихизмеренийчрезвычайно эффективным являетсяприменение средств и методов аэрокосмическогозондирования поверхности Земли для целейсовременного и ретроспективного анализа состояниякомпонентов и геосистем окружающейприродной среды.

Среди многообразияГИС перечисленным выше требованиям,чрезвычайноважным для обработки космическойинформации отвечает система обработкиизображений ERDFS (ERDASIne), которая наряду с системамивекторногоформата (например, ARC/INFOфирмы ESRI) может составить ГИС – основу системгеоэкологического мониторингагорнопромышленного региона.

В рамках повышениянаучно-технического уровня добычи ипереработкиполезных ископаемых, помимотрадиционных мер по снижениютехногеннойнагрузки горного производства наприродную среду необходимо шире использовать разработанные сучастием автора диссертации технологииплощадногопылеподавления, защиты подземныхвод от загрязнения, новые технологии по скважинной гидродобыче богатыхжелезных руд и другиетехнологии,подтверженные патентами,а такжевнедрить мероприятия по оптимизации структурыземлепользования в пределах горногоотвода и наприлегающихк нему территорий с целью рационального размещениявскрышных пород и отходов обогащения руд безэкстенсивного расширения земель.

Выводы

Основные выводы,отражающие теоретическую и практическуюзначимостьработы,сводятся к следующему:

1. В результатепроведенного комплексного анализаресурсной функции геологической средыпоказано, что подготовленная и интенсивно используемая минерально-сырьевая база железоруднойпровинции Курской магнитной аномалии составляетоснову крупнейшего горнопромышленногокомплексаЕвропейской территории России, с которымсвязано усиление техногенной нагрузки наприродную среду. В основу оценки и прогнозаэкологических последствий освоенияминерально-сырьевых ресурсов положенаимитационно-информационная модель,позволяющая осуществлять системный анализрезультатовгеоэкологических исследований в регионе.

2. Установлено, что широкомасштабное освоение железных рудбассейнаКМА, начавшееся в начале 60-х годов прошлоговека, привело к усилению техногеннойнагрузки на геологическую среду вгорнодобывающих районах и дестабилизацииих экогеосистем. Для горнопромышленныхрайонов КМА как территориальнойсовокупности предприятий по добыче ипереработке железных руд, а также потребителейминерального сырья – металлургических заводов исопутствующих им предприятийэнергетического комплекса и стройиндустрии,характерно многостороннее икрупномасштабное воздействие инженерно-хозяйственной деятельности и технологических процессовна все сферы окружающейсреды: литосферу, атмосферу,гидросферу ибиосферу.

3. Основными источниками техногенноговоздействия на геологическую среду, ипрежде всего недра, являются предприятия иобъекты, связанные с добычей и обогащениемполезных ископаемых: шахты, рудники,карьеры, отвалы пустых пород, складыполуфабрикатов и готовой продукции, шламо-и хвостохранилища, пруды-отстойники,гидроотвалы; водозаборы подземных вод идренажные системы горных выработок,водоотливные установки, трубопроводы и каналысбора рудничных, шахтных и дренажных вод;горнодобывающие механизмы, транспорт,взрывныеработы и др.

4. Горнодобывающая отрасль являетсяважнейшим фактором современногорельефообразования территории КМА. В процессетехногенеза на месте естественных формрельефа возникли новые, не существовавшиеранее, специфические формы – карьеры,отвалы,подземные пустоты и т.д. Три главныхследствия горных работ: перемещение горныхмасс, изменение местного базиса эрозии иразрушение горных массивов с образованиемдисперсных обломочных фракций с большой удельнойповерхностью – определяют скорость и направлениеэкзоморфодинамическихпроцессов (эрозия, дефляция,оползни, суффозия, карст, обвалы исдвижения горных масс, горные удары,прорывы плывунов и др.).Указанные процессы представляют собойестественную реакцию природной системы на техногенноевоздействие и могут негативно влиять на условияпроживания и хозяйственную деятельностьнаселения горнопромышленных районов.

5. Установлено, что вгорнопромышленных районах КМА происходитне только загрязнение и истощение подземных вод, но иобразование новыхгидрогеологических тел, получивших название вгидрогеологической практике«техногенных водоносныхгоризонтов».Отличаются ониот естественных водоносныхгоризонтов особыми свойствами техногенныхводовмещающих пород, особенностямигидрохимического и гидродинамическогорежимов. Типизация техногенных водоносныхгоризонтов в пределах изучаемого региона позволила выделить четыреосновных типа техногенных водоносныхгоризонтов: промышленный,гидротехнический, отвальный ишахтный, ав населенных пунктах, примыкающих кгорнопромышленным объектам–коммунальный тип.

Существенноеизменение претерпели поверхностные водныеисточники. В зоне влияния водопонизителных систем некоторыереки оказались в подвешенном состоянии,а их питание осуществляется за счет сбросав них дренажных и карьерных вод с высокимсодержанием загрязняющих веществ.

6. Степеньэкологической опасности предприятийгорно-металлурги­ческого цикла во многомопределяется их геохимическимвоздействием на атмосферный воздух.Загрязнение атмосферноговоздуха газами и пылевыми выбросами происходит прибуровзрывных, погрузочно-разгрузочных работах; при дроблении руды и еепеределе; атакже при пылении отвалов, хвостохранилищ, складовготовой продукции и т. д. Приэтом,наиболее весомый вклад в валовоезагрязнение атмосферы горнопромышленного районавносят,периодически осуществляемые массовые взрывы в карьерах сбольшой мощностью зарядов. Онизагрязняют воздухмелкодисперсной пылью,аэрозолями и газами.Средние многолетние газопылевые выбросыЛебединского и Стойленскогогорнообогатительных комбинатовоцениваются примерно в 30 тыс. т/год. При массовомвзрыве основная масса пыли и газов объемом15-20 млн. м3выбрасывается на высоту до 300 м ираспространяется далеко за контурыкарьеров. За их пределами через 15 часовпосле взрыва в радиусе до 4 км имеет местопревышение ПДК содержания пыли – в 2-10, СО – в 2-5, N02 – 1,5-2 раза. Примерный радиусустойчивой зоны запыленности воздуха вконтуре
1 ПДК достигает 20-30км.

7. Впервые выявлено своеобразие формированиякарьерно-отвальных ландшафтов кактехногенных ландшафтно-геохимическихсистем. Предложено разделениекарьерно-отвальных ландшафтов на четырекатегории пространственно-сопряженныхтехногенных ландшафтно-геохимическихсистем – отландшафтно-геохимической арены (карьера сотвалами и хвостохранилищами) доэлементарного техногенногогеохимического ландшафта.

8.Оценена роль природных(повышенногогеомагнитного поля Земли) и техногенныхфакторов, определяющихвысокий уровень суммарного санитарно-эпидемиологическогонеблагополучия в горнодобывающих районахКМА и как следствие этого – высокий уровеньзаболеваемости населения профессиональными и общимиболезнями.

9. На основанииполученной геолого-экологическойинформации впервые составлена «Картаэкологического состояния геологическойсреды Белгородской области» (масштаба 1:500000) икарта экологических ситуаций Белгородской области(масштаба1:200000) с выделением на них ареалов сразличнойстепенью экологической напряженности.

10. Наоснове ретроспективного анализаматериалов дистанционного зондированияземной поверхности (аэро- икосмоснимков) на примереСтарооскольско-Губкинскогогорнопромышленного района выявлены тенденции изменения техногенно нарушенных земель под объектамигорнодобывающего комплекса за период с 1982 по 2000 годы.

11.Разработана и реализованана железорудных месторождениях концепциякомплексного геоэкологическогомониторинга объектов ГДК, система которогорассматривается какнормативно-методическая основа управлениясостоянием природно-технических систем,позволяющая контролировать геоэкологическуюситуацию территории освоения и сводитьк минимуму экологические и технические риски приосвоении железорудного сырья КМА.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах,рекомендованных ВАК дляопубликования

основных результатовдокторской диссертации

1. Петин, А.Н. Природнаясреда и экологическая ситуация вБелгородской области / А.Н.Петин, В.И.Петина// Научные труды Федеральн. научн. центрагигиены им. Ф.Ф.Эрисмана / под ред. акад.А.И.Потапова: Региональные проблемы охраныздоровья населения ЦентральногоЧерноземья. – Белгород, 2000. – С. 233-237.

2. Петин,А.Н. Опытгеолого-экологического изучения икартографирования территорииБелгородской области / А.Н. Петин, А.И.Спиридонов //Проблемы региональной экологии, 2001, № 5.– С.7-16.

3. Климентов,М.Н. Особенности выполнения исовершенствования противооползневыхинженерных мероприятий с применениемлучевых систем в осложненных горных игидрогеологических условиях / М.Н.Климентов, А.Н. Петин Ю.В. Юдина и др // Южнороссийскийвестник геологии, географии и глобальнойэнергии. Научно-технический журнал. – 2003, № 3. – С. 127-130.

4. Петин,А.Н. Геоэкологическиепоследствия освоения железорудныхместорождений КМА и проблемы оптимальногонедропользования в регионе /А.Н. Петин //Научные труды Федерального научногоцентра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана:Региональные гигиенические проблемы истратегия охраны здоровья населения.– 2004, Вып. 10.–С.149-158.

5. Петин,А.Н. Противофильтрационныезавес-экраны для решения геоэкологическихпроблем / А.Н.Петин, М.Н. Климентов // Проблемы региональной экологии.– 2004, №5.– С.64-68.

6. Петин,А.Н. Актуальные аспектыиспользования трансграничных подземныхвод региона Курской магнитной аномалии/А.Н.Петин // Вестник Воронежского ун-та. Сер.Геологиия, 2004, №2. – С 215- 217.

7. Корнилов, А.Г.Антропофункциональный анализ территориикак основа эколого-географическогорайонирования Белгородской области/ А.Г.Корнилов, А.Н. Петин, Н.В. Назаренко // Проблемы региональной экологии.– № 1, 2005.–С.21-27.

8. Петин,А.Н. Современное состояниересурсов питьевых вод в зоне влиянияСтарооскольско-Губкинскогогорнопромышленного узла КМА/ А.Н. Петин, В.Н. Квачев. // Проблемырегиональной экологии. – № 2, 2005. – с.114 – 118.

9. Петин,А.Н. Перспективы развитиягеологического образования в регионе КМА /А.Н.Петин, С.В. Сергеев //ВестникВоронежского университета. Сер. Геология,2005, №1 – С.198-200.

10. Шилова, В.С.Социально-экологическое образованиеучащихся как основа экологическойбезопасности региона: сущность и принципыфункционирования / В.С. Шилова, А.Н. Петин// Проблемы региональнойэкологии. –2005, №6. – С.111-118.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.