1.4 Экологические мероприятия на горно-перерабатывающих предприятиях
В последнее время среди других проблем, связанных с использованием минеральных ресурсов, всё большее внимание уделяется проблеме влияния добычи и использования минеральных ресурсов на окружающую среду, что объясняется рядом причин, в том числе:
1 Крупными нарушениями состояний биосферы в ряде горнопромышленных регионов, ставящими под угрозу здоровье проживающих там людей.
2 Возможностью пополнения резервов многих видов минеральных ресурсов в ряде стран только за счёт экологически «грязных» источников, таких, как нефтяные пески, битуминозные сланцы, бедные руды, и др., разработка которых серьёзно угрожает природной среде.
3 Перестройкой в настоящее время или в ближайшей перспективе ряда технологических процессов (из-за энергетических затруднений), которая может существенно ухудшить состояние окружающей среды.
4 Наглядностью отрицательного воздействия горного производства на окружающую среду ( создание техногенного ландшафта, нарушение водного и воздушного режимов в горнопромышленных районах и др.).
5 «Ответственностью» минеральных ресурсов, используемых в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве, за экологическую чистоту последующей производственной цепочки [18].
Следует констатировать, что в проблеме охраны окружающей среды от вредного воздействия горно-перерабатывающего производства имеется ещё много нерешённых вопросов, обусловленных рядом причин объективного и субъективного характера:
- недостаточным обоснованием экологических ограничений в технологии добычи и переработки ископаемых;
- качественными различиями кругооборота вещества и энергии в искусственных (хозяйственных) системах по сравнению с естественными (экологическими);
- противоречиями между требованиями улучшения техникоэкономических показателей горного производства и необходимостью сохранения биосферы в оптимальном состоянии;
- недостаточной разработанностью методов экономической оценки природных ресурсов и ущерба, наносимого горным производством элементам биосферы;
- ведомственным подходом к охране и рациональному использованию природных ресурсов;
- недостаточной эрудицией работников горного производства в вопросах экологии.
Если раньше охрана окружающей среды предполагала разработку и реализацию мероприятий только защитного характера, то теперь уровень развития производства (и горного производства в частности) требует расширения этого понятия с включением в него и планового управления природными ресурсами.
Важнейшей стороной проблемы взаимодействия горного производства с окружающей средой в современных условиях является и всё более усиливающаяся обратная связь, т.е. влияние условий окружающей среды на выбор решений при проектировании, строительстве горных предприятий и их эксплуатации (способ осушения месторождения, вид рекультивации, способ отбойки горной массы, размещение внешних отвалов и др.).
Для разработки и успешной реализации долгосрочной программы рационального и эффективного использования минеральных ресурсов в сочетании с охраной окружающей среды необходимо под иным углом зрения рассматривать деятельность горного предприятия и интенсивно развивать научные исследования в этом направлении [19].
Наше время характеризуется возникновением, развитием и становлением новых наук и научных направлений. Они рождаются тогда, когда уровень научных знаний и разработанности методов исследований позволяют вскрыть фундаментальную общность процессов и явлений, казавшихся ранее далекими друг от друга. В прикладных науках, к числу которых относятся и горная наука, создания нового направления может
диктоваться также и насущными проблемами практики разработки месторождений полезных ископаемых, тем более что мероприятия по охране и рациональному использованию природных ресурсов, которые разрабатываются и внедряются различными министерствами и ведомствами, не имеют пока единой теоретической и методической основы, а потому являются недостаточно комплексными и эффективными.
Горно-экологические исследования направлены на решение следующих ключевых вопросов:
1 Создание научных основ горно-экологического мониторинга (наблюдения, контроля, управления) той части биосферы, которая подвергается воздействию со стороны горного производства:
- для элементов биосферы и экологических систем, способных к самоочищению, самовосстановлению и развитию, большое значение приобретает создание сети контрольных пунктов с целью получения информации о допустимом уровне воздействия, о естественных ресурсах этих систем и уровне их эффективного использования;
- для элементов биосферы и экологических систем, не обладающих способностью к самоочищению и самовосстановлению, особое значение имеет их охрана и рациональное использование.
Важное место должно занимать изучение состояния окружающей среды с точки зрения её влияния на здоровье человека. Необходимо иметь в виду, что процессы и явления, происходящие в окружающей среде при разработке месторождений полезных ископаемых, достаточно разнообразны. В своих предельных значениях скорость этих процессов и явлений может быть катастрофически высокой или едва отличающейся от нуля. Соответственно этому в состоянии здоровья человека могут иметь место резкие сдвиги или менее заметные изменения, которые, однако, могут привести к хроническим заболеваниям.
2 Разработку принципов экономической оценки изменения биосферы под воздействием горного производства и общей природоохранной эффективности всех мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов и их охране.
3 Разработку принципов и путей оптимизации воздействия горного производства на окружающую среду.
При этом резко возрастает важность учёта экологических факторов при планировании развития производительных сил в регионах. Промышленные и сельскохозяйственные объекты должны проектироваться и размещаться так, чтобы обеспечивалась экономическая целесообразность переработки и использования отходов горного производства (применение шахтных вод для орошения сельскохозяйственных земель и в металлургических процессах, утилизация продуктов, аккумулирующихся в пыле- и газоочистных установках, и др.).
Мероприятия по охране окружающей среды, научные и практические работы по оптимизации воздействия горного производства должны основываться на концепции интенсификации, предполагающей в качестве
обязательного условия интенсивный путь развития горно-перерабатывающей промышленности и горно-экологической концепции, базирующейся на единстве проблем рационального использования и охраны недр и рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
Анализ состояния биосферы в зоне расположения предприятий горнодобывающей промышленности показывает, что проведение эффективных мероприятий по минимизации воздействия горноперерабатывающего производства на окружающую среду не представляется возможным без разработки и промышленной реализации горноэкологического мониторинга специальной информационно аналитической системы контроля для оценки состояния окружающей среды в зоне деятельности горно-перерабатывающей промышленности.
Система горно-экологического мониторинга основывается на ряде базовых положений.
1 Система должна быть открытой для использования ее в качестве элемента системы более высокого уровня, т.е. Единой государственной системы экологического мониторинга. В то же время система горноэкологического мониторинга должна допускать использование в своем составе подсистем более низкого уровня, в том числе достаточно автономных.
2 Система должна охватывать все горно-перерабатывающие предприятия, находящиеся в пределах административно-территориальной единицы района, Это дает ряд преимуществ как в организации сбора необходимой информации о суммарном воздействии этих предприятий на окружающую среду, так и в эффективности реализуемых природоохранных мероприятий.
3 Информационной основой системы горно-экологического мониторинга должен быть банк данных о природно-климатических условиях горнопромышленного региона (с выделением тех элементов, которые определяют экологическую обстановку на территории региона) и характере воздействия горного производства на окружающую среду.
4 Система горно-экологического мониторинга должна включать четыре подсистемы наблюдений.
I подсистема, предусматривающая организацию (построение) сети
стационарных постов наблюдений, укомплектованных приборами для метео и гидрологических измерений: температуры, давления, влажности
атмосферного воздуха, скорости и направления ветра, колебаний уровня грунтовых вод, скорости и направления водных потоков, изменения дебита подземных и наземных коллекторов, температуры воды и поверхности грунта и др.
II подсистема - сеть стационарных постов наблюдений, укомплектованных приборами для измерения характеристик окружающей природной среды еще не подвергшейся техногенному воздействию, с целью оценки ее исходного состояния, на фоне которого осуществляется
техногенное воздействие горного производства. Система включает приборы для измерения газового состава и запыленности атмосферного воздуха, химического состава почв и элементов водного бассейна (грунтовых вод, наземных водоемов, донных отложений), приборы для измерения содержания твердых взвесей в водной среде и содержания влаги в почвах, радиометрические приборы (для оценки радиационного фона), приборы для измерения напряженности состояния массива пород.
Приборы I и II подсистем должны работать в автоматическом режиме, частота выдачи показаний прибора (периодичность замеров) устанавливается для каждого показателя методикой измерений, учитывающей свойства наблюдаемого объекта и конкретные местные условия (определяющие естественную возможную частоту изменения данного показателя). Диапазон измерения применяемых приборов должен периодически перекрывать пределы возможного изменения величин каждого показателя, а в случае отсутствия такого прибора наблюдательный пост должен быть оснащен двумя (или более) приборами с разным диапазоном измерений.
III подсистема, включающая две сети постов наблюдений:
Первая сеть стационарных постов, оснащенных приборами для оценки выбросов непосредственно на источниках. Сюда входят приборы для измерения концентрации вредных веществ и приборы (типа расходомеров) для измерения потока выброса (объемов выброса в единицу времени), поскольку количество попадающих в окружающую среду вредных веществ и их накопление в осадках (или во взвешенном состоянии в локальных точках пространства) определяется не только их концентрацией, но и величиной выбросного потока (мощностью выброса).
Вторая сеть передвижных станций, оснащенных приборами для измерения концентраций вредных веществ на различных расстояниях от источника в зоне преобладающего (господствующего) направления выбросного потока и в местах вероятного накопления компонентов выброса,
Приборы первой сети работают в автоматическом режиме круглосуточно, приборы второй сети применяют выборочно с периодичностью, установленной методикой наблюдений для конкретных условий объекта, в случае выявления особо опасных мест накопления вредных веществ или длительного поддержания их опасных концентраций возможна установка в этих местах на какое-то время стационарных постов наблюдений с помощью приборов второй сети.
IV подсистема, в которую входит сеть стационарных постов, укомплектованных приборами и другими средствами наблюдений за такими изменениями состояния отдельных элементов природной среды, которые, сами по себе не являясь в данный момент экологически опасными, позволяют прогнозировать существенные техногенные нарушения (аварийные ситуации, залповые выбросы и т.п.).
Приборы этой подсистемы должны работать в автоматическом режиме круглосуточно.
При производстве горных работ, как и при эксплуатации объектов горно-промышленного комплекса, нарушения природной среды практически неизбежны.
Сложность горного производства — основная причина относительно меньшего уровня механизации и автоматизации горно-технологических процессов. В настоящее время нет полностью автоматизированных технологических процессов; автоматизированы отдельные технические системы и звенья, например, шахтный подъем, конвейерный транспорт, вентиляция подготовительной выработки.
Общешахтные — это такие горнотехнологические процессы, которые выполняются одновременно во всех (или в основных) выработках.
Для общешахтных процессов характерны: наличие разветвленной сети, в которой они протекают, централизованного механизма снабжения (подстанция, главный вентилятор, компрессор) и соответственно возможности централизованного управления процессом, а также иерархическая структура процесса, возможность расчленения процесса по нескольким составным частям и уровням управления, высокий уровень механизации процесса, высокая надежность.
Экологическая задача сводится к тому, чтобы всегда находить средства и технические возможности для устранения таких нарушений. Для этого в проекты строительства и на период эксплуатации горноперерабатывающих предприятий следует закладывать природопользовательные факторы, с помощью которых можно либо не допускать, либо сводить до минимума нарушения природной среды. Природоохранные мероприятия необходимо разрабатывать на основе опыта переработки полезных ископаемых, прогноза динамики развития и изменения земной поверхности в силу природных и техногенных факторов.
Горно-перерабатывающие предприятия должны относиться к охране природы, как к важнейшей своей служебной обязанности, быть организатором и руководителем всех природоохранительных работ. Предварительно следует оценивать степень будущего нарушения природы. Важным мероприятием по охране природы объектами горноперерабатывающего комплекса является борьба с запылением воздуха.