Екологічна безпека гірничопромислових комплексів західного регіону України

Ситуація в районі дії Яворівського сірчаного кар'єру почала змінюватись з травня 2002 року, коли згідно проекту відновлення ландшафту, розробленого інститутом “ГІРХІМПРОМ”, річка Шкло потекла в кар'єрну виїмку і розпочалось формування Яворівського озера. На цій території повинно утворитись Яворівське озеро з площею акваторії 10 км2 і довжиною берегової лінії 12 км.

На початковому етапі рекультивації кар'єру потрібно формувати безпечну рекреаційну зону на території майбутнього озера. Береги озера в більшості будуть стрімкі та обривисті, викладені слизькою глиною, глибина озера навіть біля берегів буде 20-25 м, а в найглибшому місці до 70 м. Для створення безпечних умов купання потрібно зробити штучні мілководні ділянки. Запропоновано відмовитись, в зв'язку із економією коштів на відновлювальні роботи, від спорудження дорогого водотривкого екрану на дні кар'єрної виробки, а для підвищення якості води в майбутньому озері передбачити: заповнення виїмки прісною водою з річок; тампонаж шляхів фільтрації сірководневих вод відходами збагачення. Також, передбачається рекультивація земель на сіркодобувних полях закритих Немирівського та Язівського рудників підземної виплавки сірки. Ліквідації підлягає 4380 свердловин. Після ліквідації свердловин ведеться очистка території.

Експлуатація кар'єру привела до значних деформацій земної поверхні та зміни напружено-деформованого стану гірських порід, які є джерелом розвитку негативних геологічних процесів. Зовнішній контур кар'єру представляє собою уступ, складений пухкими четвертинними відкладеннями, які розроблялись методом гідромеханізації. Вже це вказує на їх легку розмитість. Затоплення кар'єру без попереднього викладання бортів призведе до зсувів берегів і до їх хвильового розмивання. Борти кар'єру на деяких ділянках деформуються навіть в сухому стані. Освоєння сірчаного родовища поклало початок техногенному етапу розвитку карсту. Під впливом осушення кар'єру сформувалась депресійна воронка глибиною 90 м, швидкість фільтрації води збільшилась на порядок. Почалось масове обрушення порід над карстовими порожнинами, зумовлене як їх розширенням, так і збільшенням геостатичного тиску внаслідок осушення порід.

Основний сірковмісний забруднювач сіркодобувних комплексів - сірчаний газ і сірководень. Відомо, що попадання їх в атмосферу викликає підкислення атмосфери і ґрунтів, поширює процеси внутрішньогрунтового вивітрювання і суспензійного переносу, стимулює міграцію органічної речовини в ґрунтах, перешкоджає синтезу високомолекулярних органічних сполук, а в екстремальних випадках призводить до диспергування і виносу накопиченого раніше ґрунтового гумусу. Водні розчини сірчаного газу можуть суттєво впливати на міграцію різних мікроелементів в ґрунтових водах.

Отже, враховуючи проведений аналіз для подальшого дослідження процесів самовідновлення порушених земель, розробки заходів по підвищенню їх господарської цінності і екологічної безпеки необхідна програма науково-дослідних робіт на період відновлення та рекультивації земель, яка включала б наступні етапи:

дослідження змін гідрогеологічних умов території з метою попередження забруднення підземних вод, підтоплення території та інтенсифікації карсту;

дослідження геодинамічних процесів на берегах озера, схилах відвалів і дамбах;

вивчення параметрів порушених ґрунтів для уточнення норм внесення нейтралізаторів, мінеральних та органічних добрив;

оцінка рекреаційного потенціалу та формування рекомендацій з створення і удосконалення рекреаційної інфраструктури.

Процеси формування якості озерної води при затопленні кар'єру сумішшю річкових і підземних вод, а також процеси самовідновлення ландшафту дуже складні і потребують постійного контролю та додаткового вивчення. Тому, для усунення можливості виникнення непередбачуваних негативних явищ необхідно впроваджувати моніторинг природно-територіального комплексу.

У п'ятому розділі обґрунтовані, впровадженні методи керованого контролю екологічною безпекою гірничопромислових комплексів на стадії ліквідації та розроблені заходи для Яворівського та Калуського гірничих районів.

Екологічна безпека як найбільш дієвий критерій стану території визначає можливість появи екологічно екстремальних ситуацій, а традиційний напрям аналізу природно-техногенних систем полягає у вивченні закономірних тенденцій розвитку екстремальних ситуацій. На стадії ліквідації підприємства варто розглядати поєднання природного та штучного відновлення території, де кожне з них може привести до порушення стабільності екологічної ситуації і потребує певних етапів контролю.

Керований контроль станом ПТС представляє собою комплекс направлених заходів по накопиченню та ефективному використанню різнохарактерної інформації, яка використовується для оптимального нормування, раціонального планування та оперативного довгострокового прогнозування показників стану природно-техногенної системи, що дозволять запобігти розвитку небезпечних геологічних процесів.

Процедура оцінки стану довкілля в межах визначення стратегії керування базується на співставленні природних і техногенних умов і чинників, які дозволяють встановити параметри стійкості досліджуваної частини геологічного простору при існуючій техногенній ситуації. Картографічною базою для розробки стратегії керування є низки карт, що характеризують стан різноманітних елементів навколишнього середовища, так наприклад карта ураженості території екзогенними геологічними процесами, карта оцінки фонового техногенного навантаження на довкілля. Стратегія керованого контролю базується на постановці проблеми, яка відображає зміст задачі в межах досліджуваної частини довкілля. Основні стратегічні завдання контролю території впливу гірничопромислового комплексу є, зокрема, дослідження розвитку геодинамічних процесів, з виділенням зон напружено-деформованого стану гірських порід, оцінка стану поверхневої і підземної гідросфери, спостереження та оцінка геохімічних параметрів. Рішення тактичних завдань визначає деталізацію стратегічної оцінки системи до вибору обґрунтованих умов взаємодії або інформаційних комірок відповідного масштабу. Фактичним матеріалом, покладеним в основу розробки тактики керованого контролю, є результати геологічних, гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень.

Механізм керуючих дій екологічною безпекою ґрунтується на:

врахуванні вимог в межах державних законів і програмних документів;

використанні загальних та розробки нових наукових положень у формуванні і розвитку довкілля;

диференціації обмежень до регіональних обстановок;

визначенні економічної ефективності і екологічних наслідків впливу;

виділенні і локалізації найбільш процесонебезпечних територій, які потребують першочергової реалізації технічних методів впливу на довкілля.

Освоєння сірчаних та соляних родовищ в Передкарпатті кар'єрним методом привело до порушення екологічної рівноваги природного середовища, яке формувалось на протязі тривалого часу, і це стосується всіх сфер Землі. Для отримання інформації про ті процеси, які протікають в надрах, скористаємось одним з найбільш інформативних фізичних полів - електромагнітним полем. Дослідними ділянками для використання вказаного методу є зсувонебезпечні борти кар'єрів, дамби хвостосховищ, провалонебезпечні ділянки над підземними виробками та карстовими порожнинами.

Нами проводились експерименти в районі Калуського гірничого району, які включали дослідження борту Домбровського кар'єру (рис.4), дамби хвостосховища та стійкості вулиці Глібова (м.Калуш), що знаходиться над камерами підземних виробок методом природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ). Результати вимірювань представлялись у вигляді карт-схем та графіків зміни інтенсивності ПІЕМПЗ. Основними завданнями були: виявлення підземного фільтраційного потоку в районі дамби та оцінка напружено-деформованого стану вздовж борту кар'єру та на вулиці міста.

Еколого-геофізичні дослідження в районі Яворівського і Домбровського кар'єрів показали перспективність використання методу ПІЕМПЗ для виявлення та прогнозу екологічно небезпечних геологічних процесів. Для більш об'єктивної оцінки змін, що відбуваються, та побудови геомеханічної моделі потрібні режимні короткоперіодичні спостереження на середньомасштабному та детальному рівні.

З метою оцінки адекватності побудованої математичної моделі проводилась її апробація в умовах хвостосховищ ДП “Калійний завод” ВАТ “Оріана”. Метою апробації була оцінка точності прогнозних і фактичних даних з розповсюдження ареалів забруднень ґрунтів витоками із хвостосховищ. В першу чергу оцінювалась адекватність вертикальної фільтрації витоків. Такий підхід пояснюється тим, що величина горизонтальної швидкості фільтрації, викликана рухом ґрунтових вод, значно перевищує швидкість вертикальної фільтрації, що не дозволяє оцінити адекватність моделі.

У відповідності до закону Фіка, концентрація забруднень зв'язана з швидкістю фільтрації рівнянням

, (3)

де - швидкість фільтрації;- ефективний коефіцієнт дифузії; С - концентрація забруднень; х - лінійна координата.

Величина ефективного коефіцієнта дифузії визначена на основі експериментальних даних. Іншим методом, на основі закону Фіка концентрація солей визначена з рівняння

. (4)

Як свідчать дані про відносну похибку прогнозних і фактичних результатів, тільки близько поверхні землі ця похибка складає близько 10%. Очевидно, що причиною такої ситуації можуть бути відносно малі абсолютні значення концентрації. На решту горизонтах похибка коливається від мінімального значення 0.74% до максимального 4.13%, що є свідченням адекватності моделі.

Ліквідація гірничопромислового комплексу є складним процесом, який залежить від великої кількості факторів і потребує чіткого дотримання запроектованих дій. Ландшафти, змінені під впливом гірничодобувної діяльності, схильні до розвитку процесів самовідновлення території, які можуть супроводжуватись зсувами, провалами, затопленнями і т.п. Природа сама регулює напружено-деформований стан гірських порід, який на багатьох ділянках досягнув критичного стану. Прогнозування процесів самовідновлення повинно бути складовою ланкою програми ліквідації, що в деяких випадках дозволить зекономити кошти на рекультивацію, а в інших - передбачити розвиток небезпечних геологічних процесів. Система моніторингу, яка проводиться на завершальному етапі, повинна гарантувати визначення наявних екологічних втрат природно-техногенної системи та виділити втрати потенційні.

Основною проблемою гірничих підприємств на стадії ліквідації, на сьогоднішній день, є фінансування в повному об'ємі проведення рекультиваційних відновлювальних робіт. Отже, грамотний, правильний проект ліквідації не є повним гарантом забезпечення екологічної безпеки території порушеної гірничодобувною діяльністю без послідовності виконання запроектованих етапів, вчасного реагування на не плановані зміни елементів довкілля та аварійні ситуації.

Територія гірничого комплексу часто є зоною підвищеного ризику і перелік тих небезпек (ймовірність заподіяння шкоди народному господарству, матеріальним цінностям, здоров'ю людини), інформація про них, які вона несе повинні бути доступні для громадськості. Оптимізувати систему обміну інформацією можна шляхом створення інформаційно-довідкової системи гірничопромислового комплексу.

В дисертаційній роботі розроблена структура інформаційно-довідкової системи гірничого комплексу, яка дозволяє користуватись нею користувачам широкого загалу. Основними складовими системи є:

картографічна база: місцезнаходження гірничопромислового району, виділена площа гірничого відводу, техногенний ландшафт гірничодобувного підприємства, екологічні карти району (геомеханічні порушення, гідрогеологічні порушення, зони підвищеного екологічного ризику);

фотографії окремих складових техногенного ландшафту (відвали, кар'єр, хвостосховища, технологічний комплекс, стволи рудників, акумулюючі ємності із зонами екологічного ризику);

текстова інформація про складові техногенного ландшафту (час експлуатації, потужність, площі, об'єми об'єктів та перелік основних екологічних небезпек вказаного об'єкта).

Загальна система інформаційного забезпечення містить екологічні, географічні та інші інформаційні підсистеми. За роки становлення екологічного і природоохоронного законодавства ця структура набула свого правового визначення. Однак нормативні, методологічні, науково-технічні і організаційні засади створення та функціонування інформаційних систем у сфері екологічного управління в екологічному законодавстві поки не розвинуті.

Аналіз нормативно-правових актів, присвячених питанню ліквідації гірничопромислових комплексів та проведені теоретичні та практичні дослідження, дозволили внести для розгляду ряд доповнень та змін до законодавчих актів. Внесені доповнення до „Гірничого закону України” (стаття 45 „Порядок ліквідації або консервації гірничого підприємства”), „Кодексу України про надра” (стаття 54 „Ліквідація і консервація гірничодобувних об'єктів”) та проекту закону „Про ліквідацію гірничих підприємств” (стаття 14 „Заходи щодо охорони довкілля та забезпечення безпеки об'єктів, розташованих на прилеглих територіях”; стаття 15 „Розгляд результатів фізичного закриття та виконання робіт з охорони довкілля”; стаття 19 „Запобігання погіршенню стану довкілля”). Зміст вказаних доповнень наступний:

Проект ліквідації містить екологічний аналіз діяльності підприємства, екологічний прогноз, систему моніторингу території в процесі ліквідації та в післяліквідаційний період і завершується формуванням інформаційно-довідкової системи екологічного стану території впливу підприємства із забезпеченням вільного доступу до інформації.

Програма ліквідації враховує особливості природних ландшафтів, географічне районування території та напрямки майбутнього використання території гірничопромислового комплексу.

Інформаційно - довідкова система гірничого комплексу формується на завершення експлуатації гірничодобувного об'єкту, що ліквідується містить інформацію про стан довкілля, зони екологічного ризику і є доступною для зацікавлених підприємств, органів, громадян.

Фізичне закриття гірничого підприємства включає роботи по утилізації або нейтралізації відходів гірничого виробництва та забезпечує фізичну та хімічну стабільності місць накопичення гірничих відходів.

Після завершення експлуатації гірничого підприємства проводити реєстр підземних та наземних сховищ зберігання гірничих відходів та прогнозну екологічну оцінку стану довкілля, яка передбачає вивчення процесів самовідновлення складових довкілля для випадку припинення або затримки фінансування програми ліквідації.

Інженерна підготовка території гірничопромислового комплексу включає в себе комплекс заходів, які забезпечують приведення порушених гірничими роботами ділянок до стану, придатного для промислового та цивільного будівництва, сільськогосподарського, народногосподарського або рекреаційного користування.

Всі природоохоронні заходи можна розділити на три групи: технологічні, профілактичні і локалізаційні. Технологічні заходи повинні бути орієнтовані на зменшення кількості і утилізації рідких і твердих відходів, стічних дренажних і водовідвідних вод і розсолів, а також на зменшення розвитку небезпечних процесів. Одним із основних природоохоронних технологічних заходів є підземне скидання надлишкових розсолів в глибоко залягаючі, надійно ізольовані поглинаючі горизонти. Захоронення рідких відходів (розсолів) в глибокі водоносні горизонти і підземні гірничі виробки дозволяє скоротити площі земельних угідь, відчужених під будівництво солевідвалів, хвостосховищ, акумулючих басейнів та нейтралізувати небезпеку, яку несуть місця накопичення відходів виробництва.

До захисно-профілактичних заходів слід віднести технічну і біологічну рекультивація відроблених секцій хвостосховищ і солевідвалів; організацію системи моніторингу якості підземних вод; спостереження за гідрохімічним режимом підземних вод, виявлення ареалів засолонення. Локалізації і відновлюючі заходи: локалізація утворених ареалів засолонення підземних вод за допомогою баражних стінок ін'єкційних і гідродинамічних завіс; очищення окремих складових довкілля.

Специфіка виробництва і стан основних засобів підприємства при припиненні діяльності і повному закритті обумовлюють розгляд і вирішення двох завдань:

ліквідація будівель і споруд, які знаходяться в незадовільному стані і утворюють небезпеку для оточення;

усунення або зменшення впливу негативних техногенних наслідків діяльності підприємства.

Поряд з розробкою нових більш вдосконалених заходів захисту складових довкілля від забруднення, на кожному підприємстві повинна діяти ефективна система моніторингу, система керованого контролю повинна тісно пов'язуватись з конкретними заходами охорони довкілля.

У додатках наведені алгоритм знаходження закону розподілу забруднень ґрунтів, програма розрахунку ареалу забруднень від хвостосховищ, результати вимірювань імпульсного електромагнітного поля Землі в промисловій зоні Калуського гірничопромислового комплексу, інформаційно-довідкова система гірничопромислового комплексу та акти впровадження результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

В результаті виконання дисертаційної роботи вирішена важлива науково-прикладна проблема по розробці та впровадженню наукових та методологічних основ екологічної безпеки гірничопромислових комплексів на стадії ліквідації, зокрема набула подальшого розвитку методологія геоекологічного аналізу гірничого комплексу, удосконалені принципи та методи контролю екологічної безпеки гірничодобувних районів, розроблені нові способи моделювання та прогнозування забруднень довкілля відходами гірничого виробництва, запропоновані методи керованого контролю станом природно-техногенної системи гірничопромислового комплексу, запропоновані заходи відновлення території впливу гірничих підприємств порушених гірничодобувною діяльністю після завершення експлуатації родовищ.

Проведений аналіз методів та засобів оцінки техногенних впливів гірничих підприємств на стан довкілля та способів відновлення території впливу з врахуванням особливостей функціонування гірничопромислових комплексів, причинно - наслідкових схем формування порушень складових навколишнього середовища та світового досвіду подолання екологічних наслідків гірничодобувної діяльності, показав, що важливою складовою забезпечення екологічної безпеки території є оцінка напружено-деформованого стану порід в місцях розвитку геомеханічних та інженерно-геологічних порушень і аналіз геохімічних змін в місцях накопичення гірничих відходів, тому існує необхідність використання аналітичних та експериментальних досліджень для прогнозування стану довкілля в межах впливу гірничих підприємств. Виконані дослідження використовуються в навчальному процесі.

Розроблено наукові основи геоекологічного аналізу гірничопромислового комплексу на різних стадіях функціонування, які базуються на розгляді природно-техногенної системи гірничого комплексу з точки зору ієрархічної, функціональної, компонентної структур з визначеними функціональними характеристиками антропогенних змін складових довкілля і дозволяють розробляти, впроваджувати ефективні методи та засоби моніторингу територій, порушених гірничодобувною діяльністю, а також проводити оцінку ризику території гірничодобувного комплексу та прогнозування стану довкілля після завершення експлуатації, що в свою чергу є основою для розробки плану ліквідації та технічної рекультивації території впливу гірничого підприємства.

Обґрунтовані принципи екологічної безпеки та запропонована методологія оцінки екологічної безпеки території впливу гірничодобувних комплексів на стадії ліквідації підприємства, які полягають у вивченні зон техногенного впливу, що формуються навколо кожного технологічного об'єкту (кар'єр, шахта, відвал, хвостосховище) та забезпеченні фізичної, хімічної стабільності відходів гірничого виробництва, а їх коректне застосування дозволить виключити появу екологічно екстремальної ситуації після завершення експлуатації родовища і в майбутньому використанні порушених територій.

Проведений комплексний екологічний аналіз соляних та сірчаних комплексів Передкарпаття з переліком та характеристикою геохімічних, гідрогеологічних, інженерно - геологічних порушень досліджуваних територій, що дозволив виділити зони з розвитком небезпечних геологічних процесів та запропонувати заходи щодо керованого контролю та управління екологічною безпекою Яворівського та Калуського гірничопромислового районів на стадії завершення експлуатації родовищ корисних копалин. На основі виконаних досліджень створена інформаційно-довідкова система Калуського гірничопромислового району, яка використовується державним управлінням екології та природних ресурсів в Івано-Франківській області для інформування зацікавлених підприємств, органів, громадян про стан довкілля вказаного району.

Розроблено метод прогнозування гідрохімічної ситуації в зоні впливу відходів гірничого виробництва на основі створеної математичної моделі гідродинамічних процесів фільтрації рідини в пористому середовищі через розв'язок задачі про дію плоского джерела в масиві ґрунту, що вважався практично неможливим внаслідок складності аналітичного розв'язку просторової моделі. Встановлено закономірності фільтрації шкідливих витоків з хвостосховищ в процесі формування ареалу забруднення ґрунтових вод, де джерелом шкідливих витоків вважається площа дна хвостосховища, яка моделюється множиною паралельних ліній, розташованих в одній площині з деяким кроком, на відміну від відомих раніше досліджень, що нехтували вивченням першоджерела формування ареалів розсіювання. Проведена апробація моделі в промислових умовах і доведена адекватність моделі.

Запропоновані методи контролю напружено-деформованого стану гірських порід і аналізу геохімічної ситуації навколо місць накопичення гірничих відходів та заходи керованого контролю екологічною безпекою природно-техногенних систем гірничопромислових комплексів, які діляться на технологічні, профілактичні і локалізаційні і служать для усунення техногенних наслідків діяльності підприємств, контролю екологічним станом довкілля, реалізовані на прикладі ДП “Калійний завод” та рекреаційної зони на базі озера Яворівського. Проведені еколого-геофізичні дослідження методом природного імпульсного електромагнітного поля Землі в районах розробок відкритим методом калійних та сірчаних родовищ дозволили визначити напружено-деформований стан гірських порід в зонах впливу гірничих підприємств та виділити небезпечні ділянки.

Внесені для розгляду доповнення та зміни до законодавчих актів: Гірничого закону України, Кодексу України про надра, проекту закону “Про ліквідацію гірничих підприємств” та запропоновані способи інформатизації громадськості про стан довкілля території впливу гірничопромислового комплексу в результаті обґрунтування стратегії, тактики і дослідження методів керованого контролю техногенно-екологічною безпекою гірничопромислових комплексів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографія

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Екологічна безпека та раціональне природокористування в межах гірничопромислових і нафтових комплексів. -К.: ЗАТ “Нічлава”, 2001. - 528с.

Статті у наукових фахових виданнях з технічних наук

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Шляхи вирішення екологічних проблем гірничих комплексів України з врахуванням досвіду Франції // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2001. - №1. - C.27-31.

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Техногенно-екологічна безпека солевидобувних гірничопромислових комплексів Передкарпаття // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. - 2001. - № 5-6. - C.68-71.

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Системний підхід до вирішення природоохоронних завдань в межах гірничопромислових комплексів // Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу. - 2002. - №2(3). - C.152-155.

Рудько Г.І., Шкица Л.Є. Техногенно - экологическая безопасность горнопромышленных комплексов серной промышленности Прикарпатья на стадии ликвидации // Разработка рудных месторождений. - 2002. - №79. - С.136-140.

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Моделювання геологічних процесів ліквідації гірничопромислових комплексів та проблема моніторингу // Тр. Одес. Политех. ун-та. - 2002. - спецвыпуск. - С.52-54.

Rudko G., Shkitsa L. Ecological consequences of the activity of Western Ukraine mining complexes // Rocznik AGH „Wiertnictwo Nafta Gaz”. - 2002. - T. 19/2. - P.415-418.

Шкіца Л.Є. Екологічна безпека гірничопромислових комплексів на стадії ліквідації // Вісник нац. ун-ту „Львівська політехніка”. - 2002. - №461. - C.287-291.

Шкіца Л.Є. Математична модель формування ареалу забруднень довкілля шкідливими витоками // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2002. - №4(5). - C.65-66.

Shkitsa L. Rehabilitation de la mine de soufre dans un contexte hydrologeologique karstique difficile // Buletin stiintific al Universitatii de Nord Baia Mare. - 2002. - Seria D. - Vol.XVI. - P.35-38.

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є., Шута Р.З. Концепція регіонального прогнозування зсувів та селів Карпатського регіону України // Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу. - 2002. - №3(4). - C.197-200.

Шкіца Л.Є., Саломатін М.В. Механоелектричні перетворення в твердих тілах із дефектною структурою та можливе рішення за їх допомогою геолого-екологічних задач // Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу. - 2003. - №1(5). - C.96-98.

Shkitsa L. Analytical investigation of the filtration process of harmful leakage from tailing dumps // Buletin stiintific al Universitatii de Nord Baia Mare. - 2003. - Seria D. - Vol.XVII. - P.45-48.

Шкіца Л.Є. Закономірності формування ареалу забруднень в процесі створення і експлуатації хвостосховищ // Наук. вісник нац. гірничого університету. - 2003. - №12. - С.74-77.

Шкіца Л.Є. Методика прогнозування формування ареалу забруднень шкідливими витоками з сховищ // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2003. - №1(6). - C.116-118.

Шкіца Л.Є., Бакунін Є.М. Математичне моделювання розтікання рідини в поровому просторі за наявності точкового джерела // Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу, Ів.-Фр. - 2004. - №3(9). - C.151-152.

Семчук Я.М., Шкіца Л.Є. Вплив систем розробки калійних родовищ на геологічне середовище // Уголь Украины. - 2004. - №3. - С.10-11.

Семчук Я.М., Шкіца Л.Є. Екологічні проблеми при відкритій розробці калійних родовищ на Прикарпатті // Экотехнологии и ресурсосбережение. -2004. - №2. - С.52-55.

Шкица Л.Е., Саломатин М.В. Оценка устойчивости территории в районах разработок калийных и серных месторождений в Предкарпатье // Горный журнал.- 2005. - №5. - С.64-65.

Шкіца Л.Є. Методологія геоекологічного аналізу гірничопромислових комплексів // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2006. - №1. - С.53-55.

Шкіца Л.Є. Трансформація гірничих комплексів після завершення експлуатації // Вісник Кременчуцького політехнічного університету. - 2006.- Випуск 2 (37) частина 2. - С.113-115.

Матеріали конференцій

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Екологічні аварії пов'язані із діяльністю гірничопромислових комплексів // Матер. V-го Севаст. Межд. сем. „Фундаментальные и прикладные проблемы мониторинга и прогноза природных, техногенных и соц. катастроф”, „Стихия-2002” Севастополь, 14-22 сентября 2002 года. - C.21-23.

Shkitsa L. Influence des travaux miniers sur le developpement du karst de sulfate a l'ouest de l'Ukraine // Simpozionul international „Mediul - cercetare protectie si gestiune”. - Cluj-Napoca, Romanya, 25-26 octombrie 2002. - 4p.

Шкица Л., Саломатин М. Эколого-геофизические исследования в районах разработок открытым способом калийных и серных месторождений в Предкарпатье // 14-th International Scientific and Technical Conference, Zakopane 11-13 june 2003. - Р.72.

Рудько Г.І., Шкіца Л.Є. Екологічний стан геологічного та суміжних середовищ в межах залізо-марганцевого регіону України // Матер. конф. „Сучасний стан навкол. прир. серед. промислових та гірничопромислових регіонів. Проблеми та шляхи вирішення”, Алушта 2004. - С.67-70.

Семчук Я.М., Шкіца Л.Є. Особливості геологічного середовища калійних родовищ // Матер. ІІІ Всеукр. науково-метод. конф. „Безпека життя і діяльності людини - освіта, наука, практика”, Рівне 2004. - С.242-244.

Шкіца Л.Є. Екологічний аналіз та трансформація природно-техногенних систем гірничопромислових комплексів // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Розвиток наукових досліджень'2005”, Полтава 2005. - С.94-96.

АНОТАЦІЯ

Шкіца Л.Є. Екологічна безпека гірничопромислових комплексів Західного регіону України. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.01 - екологічна безпека. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2006.

Розширено і конкретизовано наукові основи екологічної безпеки гірничопромислових комплексів. Розроблено методологічні засади геоекологічного аналізу територій порушених гірничодобувною діяльністю. Обґрунтовані принципи екологічної безпеки територій гірничого підприємства на стадії ліквідації та запропоновані методики контролю напружено-деформованого стану гірських порід та аналізу геохімічної ситуації навколо місць накопичення гірничих відходів. Проведений комплексний екологічний аналіз соляних та сірчаних комплексів Передкарпаття з переліком основних порушень досліджуваних територій. Створено математичну модель процесів фільтрації витоків із хвостосховищ в ґрунті, яка дозволяє встановити основні закономірності процесу формування ареалу забруднень, а розв'язок задачі виражає залежність швидкості фільтрації від просторових координат і часу та дозволяє реалізувати задачу про дію плоского джерела. Запропоновані методи та заходи керованого контролю екологічною безпекою природно-техногенних систем гірничопромислових комплексів та впроваджені на території Яворівського та Калуського гірничорудних районів для усунення техногенних наслідків діяльності підприємств та контролю за екологічним станом довкілля під час відновлення території.

Ключові слова: екологічна безпека, гірничопромисловий комплекс, природно-техногенна система, кар'єр, відходи, хвостосховище, керований контроль.

АННОТАЦИЯ

Шкица Л.Е. Экологическая безопасность горнопромышленных комплексов Западного региона Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 21.06.01 - экологическая безопасность. Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, Ивано-Франковск, 2006.

Диссертационная работа посвящена решению важной научно-прикладной проблемы по разработке и внедрению научных и методологических основ экологической безопасности горнопромышленных комплексов на стадии ликвидации.

Разработаны научные основы геоэкологического анализа горнопромышленного комплекса на разных стадиях функционирования, которые базируются на рассмотрении природно-техногенной системы горного комплекса с точки зрения иерархической, функциональной, компонентной структур с определенными функциональными характеристиками антропогенных изменений элементов окружающей среды.

Обоснованы принципы и предложена методология оценки экологической безопасности территории, которая находится под влияния горнодобывающих комплексов на стадии ликвидации предприятия, что базируются на изучении зон техногенного влияния от каждого технологического объекта и обеспечении физической, химической стабильности отходов горного производства. Для обеспечения экологической безопасности территории необходима оценка напряженно-деформированного состояния горных пород в местах развития геомеханических и инженерно-геологических нарушений и анализ геохимических изменений в зоне влияния отходов горнопромышленного предприятия, которые проводятся с использованием аналитических и экспериментальных исследований составляющих окружающей среды.

Реализация предложенных методологических принципов разрешает разрабатывать, внедрять эффективные методы и средства мониторинга территорий, нарушенных горнодобывающей деятельностью, а также проводить оценку риска территории горнодобывающего комплекса и прогнозирование состояния окружающей среды после завершения эксплуатации, что является основой для разработки плана ликвидации и технической рекультивации территории предприятия.

Проведен комплексный экологический анализ соляных и серных комплексов Предкарпатья с перечнем и характеристикой геохимических, гидрогеологических, инженерно - геологических нарушений исследуемых территорий. Выделены зоны с развитием опасных геологических процессов и предложены мероприятия по управляемому контролю и управлению экологической безопасностью Яворовского и Калушского горнопромышленных районов на стадии завершения эксплуатации месторождений полезных ископаемых. На основе выполненных исследований создана информационно-справочная система горнопромышленного района, которая используется государственным управлением экологии и природных ресурсов в Ивано-Франковской области для информирования заинтересованных предприятий, органов, граждан о состоянии окружающей среды горнопромышленных предприятий на стадии ликвидации.

Разработан метод прогнозирования гидрохимической ситуации в зоне накопления отходов горного производства на основе созданной математической модели гидродинамических процессов фильтрации жидкости в пористой среде с помощью решения задачи о действии плоского источника в массиве грунта. Установлены закономерности фильтрации вредных веществ из хвостохранилищ в процессе формирования ареала загрязнения грунтовых вод, где источником вредных веществ считается площадь дна хвостохранилища, которая моделируется множеством параллельных линий, расположенных в одной плоскости с некоторым шагом. Проведена апробация модели в промышленных условиях и доведена ее адекватность.

Предложены методы контроля напряженно-деформированного состояния горных пород и анализа геохимической ситуации вокруг мест накопления горных отходов. Разработаны мероприятия управляемого контроля экологической безопасностью природно-техногенных систем горнопромышленных комплексов, которые делятся на технологические, профилактические и служат для устранения техногенных последствий деятельности предприятий, контроля экологического состояния окружающей среды реализованы на предприятиях Западного региона Украины. Проведены эколого-геофизические исследования методом естественного импульсного электромагнитного поля Земли в районах разработок открытым методом калийных и серных месторождений разрешили определить напряженно-деформированное состояние горных пород в зонах влияния горнодобывающих предприятий и выделить участки с развитием опасных геологических процессов.

Внесены для рассмотрения дополнения и изменения в законодательные акты: „Горного закона Украины”, „Кодекса Украины о недрах”, проекта закона “О ликвидации горных предприятий” и предложены способы информатизации общественности о состоянии окружающей среды территории горнопромышленного комплекса в результате обоснования стратегии, тактики, использования методов управляемого контроля техногенно-экологической безопасностью горнопромышленных комплексов.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе для студентов специальности „Экология и охрана окружающей среды”.

Ключевые слова: экологическая безопасность, горнопромышленный комплекс, природно-техногенная система, карьер, отходы, хвостохранилище, управляемый контроль.

ANNOTATION

Shkitsa L.Y. Ecological Safety of Industrial Mining Complexes of Western Region of Ukraine - Manuscript.

Thesis for a Doctor Degree in Technical Sciences, Speciality 21.06.01 - Ecological Safety. Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, 2006.

The thesis deals with the expanded and specified scientific background of the ecological safety of industrial mining complexes at the stage of liquidation. The Methodological principals have been developed for geoecological analysis of the territories destroyed by mining activity. There have been asserted the principals of ecological safety of the territories under mining industry at the stage of liquidation and methods have been offered to control the deformation mode of rocks and analysis of geochemical situation round the places of mining wastes accumulation. A complex ecological analysis has been conducted of the saline and sulfur complexes of the Precarpathia which included a list of main troubles found on the investigated areas. A mathematical model of the leakage filtration processes from tailing dumps in soil makes it possible to determine the main regularities of the process of pollution areal formation. The solution of the problem shows the dependence of filtration velocity on spatial values and time and permits to consider the problem about the influence of plane source in soil massif. In the thesis there have been offered the methods and measures for the regulated control of ecological safety of natural-technogenic systems of industrial mining complexes. They were successfully applied on the territory of Yavoriv and Kalush mining territories to eliminate the technogenic consequences of enterprises' activity and to control the ecological state of the environment during the process of territory renewal.

Key words: ecological safety, industrial mining complex, natural-technogenic system, open-cast mine, wastes, tailing dump, regulated control.

Размещено на Allbest.ru