Геоэкологические проблемы угледобывающих регионов и пути их решения на примере Кузбасса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат технических наук Фалькова, Галина Николаевна

• Фалькова, Галина Николаевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фалькова, Галина Николаевна

Введение.

Глава 1 Качество окружающей среды территории угледобывающего региона.

1.1 Понятийные подходы к определению качества окружающей среды.

1.2 Динамические аспекты качественного состояния окружающей среды угледобывающего региона.

1.2.1 Показатели качественного состояния атмосферного воздуха угледобывающего региона.

1.2.2 Показатели качественного состояния поверхностных вод угледобывающего региона.

1.2.3 Показатели качественного состояния почв угледобывающего региона.

Глава 2 Основы комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона.

2.1 Назначение, цели и задачи системы комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона.

2.2 Уровни, структура организации, виды геоэкологического мониторинга угледобывающего региона.

2.3 Обоснование перечня контролируемых показателей комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона.

2.4 Методические подходы к организации наблюдательной сети комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона.

2.5 Методы дистанционного зондирования и возможности их использования для решения задач мониторинга.

2.6 Рациональный комплекс методов геоэкологического мониторинга.

2.7 Предложение по организации информационно-аналитического обеспечения комплексного экологического мониторинга.

Глава 3 Влияние угледобывающей деятельности на окружающую среду Кузбасса.

3.1. Влияние угледобывающей деятельности на состояние массива горных пород и их свойства.

3.2 Влияние горнодобывающей деятельности промышленности на загрязнение атмосферы.

3.3 Влияние угольного производства на поверхностные и подземные воды.

3.4 Влияние угледобывающей деятельности на почвенно-земельные ресурсы.

-33.5 Влияние угледобывающей деятельности на растительность и животный мир.

3.6 Влияние угледобывающей деятельности на здоровье людей.

Глава 4 Пути и способы снижения негативных воздействий угледобывающей деятельности на окружающую среду.

4.1 Основные направления снижения отрицательных воздействий угледобывающей деятельности на окружающую среду.

4.2 Рациональные способы отработки месторождений и защитные мероприятия.

4.3 Защита водных систем от негативного влияния горного производства и использования шахтных вод.

4.4 Снижение влияния последствий разработки угольных месторождений на состояние земной поверхности и расположенных на ней сооружений.

4.5 Снижение техногенного загрязнения атмосферы пылевыми выбросами на угольных предприятиях.

4.6 Рациональное использование отходов добычи полезных ископаемых.

4.7 Рекультивация нарушенных земель.

Глава 5 Организационно - правовые основы охраны окружающей среды и управления природопользованием в Кузбасском угледобывающем регионе и пути их совершенствования.

5.1 Основы экологического законодательства, нормирования и стандартизации.

5.1.1 Основы экологического законодательства по регулированию природоохранной и природноресурсной деятельности в угледобывающем регионе.

5.1.2 Основы экологического нормирования и стандартизации для регулирования природоохранной и природоресурсной деятельности в угледобывающем регионе.

5.2 Эколого-правовой режим охраны и рациональное использование недр и земель в угледобывающем регионе.

5.2.1 Недра и правовой режим их использования.

5.2.2 Основания для прекращения права пользования недрами.

5.2.3 Основные права и обязанности пользования недр.

5.2.4 Основные требования по рациональному использованию и охране недр.

5.3 Структура регионального регулирования охраны окружающей среды и природопользования в Кемеровской области.

5.4 Система охраны окружающей среды и управления природопользованием в угледобывающем регионе.

-45.4.1 Основы экологического менеджмента и экологического маркетинга в системе охраны окружающей среды угледобывающего региона.

5.4.1.1 Совершенствование экологического менеджмента в системе охраны окружающей среды угледобывающего региона.

5.4.1.2 Методы экологического менеджмента в условиях угледобывающего региона.

5.4.1.3 Совершенствование экологического маркетинга в системе охраны окружающей среды угледобывающего региона.

5.4.2 Природные кадастры в информационной системе управления охраной окружающей среды.

5.4.2.1 Государственный земельный кадастр.

5.4.2.2 Государственный лесной кадастр.

5.4.2.3 Государственный водный кадастр.

5.4.3 Система природоохранных программ в управлении природопользованием в условиях Кемеровской области.

5.4.4 Экологическая экспертиза в управлении природопользованием в условиях Кемеровской области.

5.4.5 Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды и природопользования в условиях Кемеровской области.

5.4.6 Система непрерывного экологического образования и просвещения для решения задач охраны окружающей среды и природопользования в Кемеровской области.

5.4.7 Географические информационные системы в управлении охраной окружающей среды в угледобывающем регионе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоэкологические проблемы угледобывающих регионов и пути их решения на примере Кузбасса»

Актуальность темы. В соответствии со стратегией развития топливно-энергетического комплекса России доля угля в общем производстве топливных ресурсов взрастает до 20%. Сегодня в основных угледобывающих регионах помимо закрытия нерентабельных и технологически опасных шахт ведется реконструкция действующего шахтного и карьерного фонда, строительство новых предприятий.

Изъятие природных ресурсов, наращивание объемов по добыче каменного угля, других полезных ископаемых, особенно в 70-х и 80-х годах двадцатого столетия не сопровождалось адекватными мерами по сохранению, восстановлению и охране окружающей природной среды. Даже в последнее десятилетие при переходе предприятий и организаций к новым экономическим отношениям с изменением форм собственности, не снижались, а скорее увеличивались удельные показатели загрязненности атмосферы, водных и земельных ресурсов на единицу выпускаемой продукции. Экономия финансовых и материально-технических средств на природоресурсных и природоохранных мероприятиях в масштабе такого мощного угледобывающего региона, как Кузбасс, с течением времени может привести к весьма неблагоприятным экологическим и экономическим последствиям.

В горнопромышленном угледобывающем регионе остается нерешенным целый комплекс проблем, затрагивающих вопросы экологической безопасности. Практически никто не несет ответственности за технологическое и экологическое состояние брошенных шахт и карьеров, где продолжаются процессы изменения земной поверхности и окружающей среды в целом.

Вместе с тем, горное производство остается одним из самых экологически опасных производств. Воздействие горных работ на окружающую среду многопланово и комплексно. В первую очередь — это нарушение гидрологического режима, загрязнение водного (гидрохимическое) и воздушного бассейнов продуктами эрозии горных пород, уничтожение почвенного и растительного покрова на значительных территориях, существенно превышающих земельные отводы угольных предприятий. Все это превращает локальную экологическую проблему угледобывающего или углеперерабатывающего предприятия в региональную геоэкологическую проблему территории. Нередко бывает так, что каждое отдельное предприятие угледобывающего района укладывается в предписанные экологические нормативы, а в целом территорию по всем факторам можно отнести к зоне экологического кризиса. Это в полной мере относится к Кузбассу.

Поэтому тема диссертационной работы, рассматривающей геоэкологические проблемы угледобывающих регионов и пути их решения на примере Кузбасса, представляется актуальной и своевременной, позволяющей решать современные задачи охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является решение актуальной задачи обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды угледобывающего региона — Кузбасса в новых экологических условиях развития угледобывающего региона.

Достижение поставленной цели достигается выполнением следующего комплекса задач:

- рассмотреть и установить основные показатели качества окружающей среды территории угледобывающего региона; охарактеризовать социально-экономическую и экологическую обстановку угледобывающего региона;

- установить влияние основных факторов воздействия угледобывающей отрасли на окружающую среду;

- разработать концепцию комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона;

- обосновать основные направления и способы снижения отрицательных воздействий горнодобывающей деятельности на окружающую среду;

- провести анализ существующей системы охраны окружающей среды в угледобывающем регионе и определить основные пути совершенствования и управления природопользованием.

Таким образом, в диссертации рассматривается решение конкретной актуальной задачи прикладной геоэкологии, связанной с вопросами обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды в важнейшем угледобывающем регионе страны — Кузбассе.

Методы исследования. Методы исследования, примененные в работе, основаны на анализе и сравнительной оценке динамических процессов состояния окружающей среды в условиях функционирования угледобывающей отрасли. Они базируются на использовании современных технологий: дистанционного зондирования; геодезических измерений смещения горных пород и земной поверхности; режимных наблюдений за изменением уровней, температуры и расходом подземных вод в горных выработках и водозаборах, а также в поверхностных водоемах; отборе проб воздуха и воды для химического анализа и образцов горных пород для определения их прочностных свойств; геофизических исследований на опорных точках, профилях и площадях сейсмических наблюдений и визуальных геоэкологических обследований площадей шахтных полей и подземного пространства. Обработка полученных материалов производилась с использованием компьютерных программ, математического моделирования и геоинформационных систем.

Исходные материалы диссертации. В основу исходных материалов положены результаты научных исследований по прикладным аспектам изучаемой проблемы, нашедших отражение в научных трудах гидрогеологов (А.З. Зайцев, П.П. Клименко, В.А. Мироненко, Н.И. Плотников и др.), инженеров-геологов (В.И. Овденко, Т.Н. Кашковский, И.С. Комаров, В.А. Николаев, И.В. Попов и др.), горных инженеров (E.JI. Счастливцев, Л.А. Пучков, Ю.В. Шувалова, А.Н. Еременко, К.Н. Трубецкой, Д.Р. Каплунов, Н.Н. Чаплыгин и др.), экологов (Н.Ф. Реймерс), международных проектах «ЮНЕСКО» и «ЮНЕП» «Геология и окружающая среда». М. 1990 г. и материалах III Всемирного конгресса по экологии в горном деле (1999 г.). В работе также использованы результаты научно-исследовательских и опытно-производственных работ по экологическим проблемам угледобывающих районов (ВНИИГРИуголь, Кемеровский научный центр СО РАН) и производственных организаций (АО УК «Кузнецкуголь», ХК «Кузбассразрезуголь», шахты «Анжерская», «Черниченская», разрез «Бачатский» и др.), материалы Государственных докладов «О состоянии окружающей среды Кемеровской области в 2000-2001 гг.», а также другие источники, в том числе, результаты собственных исследований автора.

Научная новизна. Научная новизна исследований заключается в комплексном решении проблем охраны окружающей среды и рационального природопользования в угледобывающем регионе в условиях новых экономических отношений и возрастающей роли государственной концепции устойчивого развития, в разработке системы геоэкологического мониторинга угледобывающего региона, определении его назначения, цели, задач, уровней и видов исследований; обоснование контролируемых показателей и методики организации режимной сети и рационального комплексирования методов наблюдения.

Практическое значение. Предложения и рекомендации, выдвигаемые автором, могут быть использованы в практической работе администрации региона, руководителей предприятий угольной отрасли, а также федеральными, региональными и местными органами природопользования по совершенствованию системы охраны окружающей среды и повышению экологической безопасности населения угледобывающего региона. Кроме того, результаты исследований могут быть предложены для использования в геоэкологических работах на всех стадиях изучения и освоения угольных районов, а именно: на стадии регионального геологического изучения недр; поисков, оценки и разведки для организации наблюдательной сети геоэкологического мониторинга; на стадии строительства и эксплуатации угольных шахт для регулярного слежения за различными нарушениями окружающей среды; на стадии организации и выполнения природоохранных мероприятий и на стадии ликвидации угледобывающего предприятия для наблюдения, оценки и прогноза возможного изменения окружающей среды.

Отдельные материалы исследований по теме диссертации использованы автором при обучении специалистами угольной отрасли на курсах повышения квалификации.

Личный вклад автора в решение проблем, выдвигаемых в работе, заключается:

- в разработке проектов (программ) геоэкологического мониторинга (недра, воздух, вода, почвы) и последующей их реализации на участках угольных разрезов: «Тага-рышский», «Корчаколь», шахты ЗАО «Салек» и др.;

- в проведении совместных научных исследований с Сибирским отделением Российской академии наук по оценке воздействий угольных предприятий на территории населенных пунктов, прилегающих к горному отводу угольного разреза «Бачатский»;

- в подготовке материалов к Государственным докладам «О состоянии окружающей среды Кемеровской области (2000 — 2002 гг.)»;

- в организации и проведении Всероссийского тренинга «Совершенствование системы экологического контроля на угольных предприятиях Российской Федерации (2002,2003 гг.)».

Апробация работы. Основные результаты работы по теме диссертации опубликованы в 12 научных публикациях, пять из которых в соавторстве, а также доложены и обсуждены на ежегодных международных совещаниях «Устойчивое развитие регионов Российской Федерации (1997-2003 гг.)», секция - Прикладная экология; в Московском региональном отделении по экологическому мониторингу окружающей среды РАЕН (2002 и 2003 годы); на VII Межвузовском семинаре-конкурсе студентов, аспирантов и молодых ученых по проблемам экологической безопасности и рациональному природопользованию, проведенного в МИИГАиКе в апреле 2004 года. Работа доложена на заседании президиума Международной академии экологии и природопользования им. B.C. Алтунина в июле 2004 г. и рекомендована для защиты на Ученом Совете Московского государственного университета по землеустройству по специальности «Геоэкология».

Струюура и объем работы. Диссертация, объемом 208 страниц, состоит из введения, пяти глав и заключения. Список использованной литературы содержит 166 работ, из них 16 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Фалькова, Галина Николаевна

Заключение

В итоге выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1. Сложная экологическая обстановка в Кемеровской области является результатом кризисных явлений в её экономике, следствием накопления за многие годы структурных деформаций хозяйств, приведших к доминированию ресурсных и энергетических производств, а также чрезмерной их концентрации в отдельных районах.

2. Для решения комплекса задач по управлению природопользованием и охраны окружающей среды разработаны концептуально-методические основы системы комплексного геоэкологического мониторинга угледобывающего региона (КГЭМУР) применительно к оценке изменений геологической среды, природной и горнотехнической обстановки. Назначена цель, определены задачи, уровни исследований и виды (подсистемы) мониторинга.

Обоснован перечень контролируемых показателей, которые относятся к измерению физико-географических, геолого-структурных, гидролого-гидрологических, инженерно-геологических, горнотехнических условий, а также состояния атмосферы и биоты.

Определены методические подходы к созданию режимной наблюдательной сети: постов, опорных скважин, профилей, опытных площадок и полигонов.

Сделаны рекомендации по рациональному комплексированию различных методов оценки техногенных изменений геологической среды и природной обстановки, включая аэрокосмические методы, инструментальные наблюдения и измерения её параметров геодезическими, геофизическими и экспрессными химико-аналитическими методами.

Сделаны предложения по организации информационно-аналитического обеспечения КГЭМУР и взаимодействия различных организаций по его выполнению.

3. Проведено комплексное изучение влияния угледобывающей деятельности в Кузбассе на различные компоненты окружающей среды: горные породы, поверхностные и подземные воды, почвенно-земельные ресурсы, растительность и животный мир. Определены масштабы изменений этих компонентов, что позволяет более рационально контролировать техногенную нагрузку, а также планировать природоохранные мероприятия в данном и в аналогичных регионах.

4. Определены пути и рекомендован ряд способов и технологий снижения негативных воздействий угледобывающей деятельности на окружающую среду, включающих: рациональные способы отработки и осушения месторождений; методы предупреждения оседаний земной поверхности; рациональное использование отходов добычи полезных ископаемых, защиту водных систем от негативного влияния горного производства и использование шахтных вод, рекультивацию нарушенных земель.

5. Сделаны предложения по совершенствованию системы управления охраны окружающей среды угледобывающего региона и определены основные направления природоохранной деятельности в области: использование земель; поверхностных и подземных вод; растительности и животного мира; рекреационных ресурсов и особо охраняемых территорий.

Выполненные исследования позволяют рассматривать Кузнецкий угледобывающий регион как типовой и рекомендовать использовать имеющуюся по этому объекту обширную информацию при разработке соответствующих предприятий в аналогичной обстановке. Учитывая перспективы развития минерально-сырьевой базы в Восточном Кузбассе, на Северном Урале, Приморье и других районах страны, возможности подобных сопоставлений достаточно реальны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фалькова, Галина Николаевна, 2005 год

1. Адам A.M. Тория и методы обеспечения экологической безопасности технологических объектов и территорий в целях устойчивого природопользования на примере Западной Сибири. Диссертация на соискание научной степени д. т. н. Томск, 2003. 316 с.

2. Адам A.M., Мамин Р.Г. Методы воздействия на экологическую ситуацию. М.: Экономист, № 4,2000. С. 92-93.

3. Адам A.M., Мамин Р.Г. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири. М.: ПОЛТЕКС, 2000. 142 с.

4. Адам A.M., Мамин Р.Г. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири. Издание второе, переработанное и дополненное. М.: НИА-Природа, 2001. 172 с.

5. Адам A.M., Нехорошее О.Г., Миловидов С.П. Животный мир и охотничье-промысловые ресурсы. Материалы международной конференции «Экология и рациональное природопользование на рубеже веков. Итоги и перспективы». Томск, 2000. С. 12-15.

6. Адам A.M., Тухватулин Р.Т. Система управления природопользованием. Материалы международной конференции «Экология и рациональное природопользование на рубеже веков. Итоги и перспективы». Томск, 2000. С. 5-7.

7. Айруни А.А. Оценка ущерба от загрязнения окружающей среды угольной промышленностью за рубежом. Обзор. ЦНИЭИУголь, М.: 1983. 54 с.

8. Айруни А.Т., Иофис М.А. Влияние подземной разработки на состояние земной поверхности и сохранность наземных объектов. Труды Международного семинара «Влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду». М.: Внешторгиз-дат, 1989.

9. Айруни А.Т., Иофис М.А., Зенович JT.M. Инженерные методы прогноза деформаций горных пород во времени. Архивум Гурниства, ПНР, том 30. 1985.

10. Андрианов В. Данные дистанционного зондирования — интеграция. Arc View современные геоинформационные технологии № 3,2002. С. 1-2.

11. И. Ашихмина Т.Я. Комплексный экологических мониторинг объектов хранения и уничтожения химического оружия. Киров; Вятка, 2002. 544 с.

12. Баранник Л.П., Куприянов А.Н., Сергиеев В.Е., Счастливцев Е.Л. Проблемы сохранения биологического разнообразия и биопродуктивности в Кемеровской области.13