Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Обоснование темы и ее актуальность

Донецкая область является одной из самых экологически неблагополучных областей Украины. Шахты были основным источником нарушения и загрязнения окружающей среды. За последние 15 лет, многие шахты уже прекратили свою деятельность или определены для закрытия. Для многих шахт, закрытие происходит преждевременно: до полной выработки угольных запасов и без разработки необходимых планов по закрытию, которые учитывают вопросы безопасности, экологической и социальной ответственности [1].

Неудовлетворительное финансирование угольной отрасли привело к увеличению количества убыточных и неперспективных шахт области. Так в 2001 году половина шахт обеспечила лишь 13% общеобластной добычи топлива, тогда как другая половина — 87%. Каждую вторую тонну угля выдали на-гора в прошлом году 11 угледобывающих предприятий. Такая поляризация технических возможностей и очень большое отличие технико-экономических показателей производства угольной продукции требует упорядочения шахтного фонда путем закрытия наиболее неперспективных шахт [3].

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью данных исследований является разработка и обоснование направлений по обеспечению экологической безопасности при закрытии шахт. Объект исследования: система экологической безопасности при закрытии шахт.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

  1. Проанализировать исследования в области экологически безопасного закрытия шахт.
  2. Оценить экологическую ситуацию в зоне влияния объекта исследований.
  3. Обосновать направления пообеспечению экологической безопасности.

Предмет исследования: технологические решения по обеспечению экологической безопасности при закрытии шахт. Основные методы исследований: систематизация, аналитический метод, методы технико-экономических расчетов, метод моделирования, прогнозирования, статистической обработки данных.

Засыпка

Рисунок 1 — Засыпка выработок породой с отвала

3. Обзор исследований и разработок

Исследования в области безопасного закрытия шахт являются чрезвычайно важными для Донбасса. Процесс реструктуризации угольной промышленности предполагает закрытие множества убыточных и нерентабельных угольных шахт. Документом, который положил начало программы реструктуризации угольной промышленности, является Указ Президента Украины О структурной перестройке угольной промышленности от 07.02.1996 г. Этот указ был заменен Указом Президента Украины О мерах по улучшению государственного управления угольной промышленностью от 25.07.2005 г. Также важными нормативно-правовыми актами являются Постановление Кабинета Министров Украины О ходе структурной перестройки угольной промышленности № 280 от 28.03.1997 и Постановление КМУО мерах по улучшению работы предприятий угольной и торфодобывающей отраслей № 938 от 06.07.2002 [8–11].

В конце 1998 г. Донгипрошахт подготовил руководящий документ Проект ликвидации угольных шахт. Эталон, который был утвержден Минуглепромом Украины (письмо от 26.10.98 №3–7973/74). Эталон определил общие требования, структуру и содержание проекта ликвидации закрытых шахт. Кроме уже известных положений, изложенных в предыдущих нормативных документах, в Эталоне были даны ответы на некоторые проблемные вопросы, возникавшие ранее при ликвидации вертикальных стволов. В 2001 году, в Днепропетровском отделении УкрГГРИ были разработаны временные методические рекомендации По методам предварительной оценки изменений гидродинамической обстановки и оптимизации наблюдательной сети в системе мониторинга подземных вод в Донбассе при закрытии шахт. Была изучена гидродинамическая обстановка на территориях ликвидируемых шахт при изменении режима водоотлива.

Комплексный подход к рассмотрению проблем закрытия шахт Украины и Донбасса представлен в монографиях Ворхлика И. Г.,Питаленко Е. И. и Гавриленко Ю. Н. Монография Януковича В. Ф., Азарова Н. Я., Алексеева А. Д., Анциферова А. В., Питаленко Е. И. Решение геоэкологических и социальных проблем при эксплуатации и закрытии угольных шахт вышла в 2002 году. В ней изложены результаты многолетних исследований геоэкологических и геомеханических процессов при подземной разработке угольных пластов в Донбассе. Впервые приведены данные о механизме протекания процессов, которые сопровождают закрытие шахт. Выполненные исследования позволили разработать методы прогноза опасных явлений, которые могут возникнуть при затоплении выработанного пространства шахт при их мокрой консервации. Большое внимание уделено решению социальных вопросов, которые возникают при закрытии шахт в Донбассе [3].

Монография Ворхлика И. Г, Стрельникова В. И. и Ярембаша И. Ф. Технология закрытия (ликвидации) угольных шахт вышла в 2004 году. В ней рассмотрен полный круг вопросов с момента принятия решения о закрытии угольной шахты до завершения всех ликвидационных работ. Изложены концептуальные основы, принципы и особенности закрытия шахт в нынешних условиях, способы закрытия, содержание проектов, технология ликвидации горных выработок и объектов поверхностного комплекса, вопросы технологической безопасности при ликвидации шахт и экологической — в постликвидационный период, социально-экономические последствия закрытия шахт и пути их преодоления [6].

Также в 2004 году была выпущена монография Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины под редакцией Гавриленко Ю. Н. и Ермакова В. Н. В монографии обобщены результаты исследований, связанных с решением технических проблем при ликвидации угольных шахт, обеспечением охраны окружающей среды, безопасности соседних действующих шахт, нормального функционирования шахтерских городов и поселков после закрытия шахт. Рассматриваются вопросы нарушения земной поверхности над закрытыми шахтами, экогидробезопасности, защиты территорий от выделения шахтных газов. Отдельное внимание уделено проблеме ликвидации стволов шахт и влиянию породных отвалов угольных шахт на ОПС. Детально рассмотрено состояние как отдельных зданий и сооружений, так и целых городов и поселков в районе ликвидации шахт [4].

Проблемы угольной промышленности Украины часто освещаются научными периодическими изданиями, такими как, например Уголь Украины, и интернет порталами (УкрРудПром, likshaht.ru, Уголь Донбасса). Среди зарубежных исследований по заданной тематике следует отметить отчетОценка рисков в Донецком бассейне. Данный документ представляет структурированный обзор рисков, связанных с эксплуатацией шахт и их закрытием; представлены варианты выполнения работ, направленных на снижение уровня рисков. Данный отчет может оказать помощь и предложить новые идеи для продолжающегося процесса по закрытию шахт в Донецкой области, Украина. Он разработан таким образом, чтобы оказать помощь в проведении работ, связанных с пересмотром, усовершенствованием и внедрением регуляторных рамок, для обеспечения экономической выгоды угольной отрасли [1]. Проблеме закрытия шахт в целом и оценке рисков, связанных с их ликвидацией посвящено электронное издание Mine closure, авторами которого являются Dr. A. Robertson & S. Shaw.

4. Оценка ситуации в зоне влияния объекта исследования

Массовое закрытие шахт в Донбассе не имеет аналогов в мире по структурно-геологическим, технологическим, экономическим и экологическим параметрам.

К основным техническим, экологическим, экономическим и социальным проблемам, возникающим при закрытии шахт, следует отнести:

  1. Изменение гидрогеологического режима ранее осушенного горными работами породного массива. В результате этого возникает реальная угроза безопасности соседним работающим шахтам, подтопления и затопления застроенных территорий и сельскохозяйственных земель, изменения химического состава подземных и поверхностных вод;
  2. Изменение характера деформирования массива горных пород и земной поверхности над выработанным пространством закрывающихся шахт. В результате затопления горных выработок и массива горных работ происходит изменение физико-механических свойств пород, активизация геомеханических процессов, что вызывает дополнительные сдвижения земной поверхности, а в некоторых случаях приводит к образованию на поверхности воронок над сохранившимися пустотами в подземном пространстве;
  3. Надежность ликвидации шахтных стволов закрываемых шахт, которая должна обеспечивать возможность безопасного ведения хозяйственной деятельности в районе устьев ликвидированных стволов, управление и контроль движения подземных вод и шахтных газов;
  4. Проникновение шахтных газов на земную поверхность, в здания и сооружения, которое при закрытии шахт существенно увеличивается из-за прекращения проветривания горных выработок и их затопления подземными водами;
  5. Обеспечение нормального функционирования шахтерских городов и поселков, которые на момент закрытия шахт многократно подработаны горными работами и получили определенные повреждения. Прогрессирование этих повреждений может явиться следствием активизации процессов сдвижения, подтопления и изменения свойств грунтов оснований;
  6. Большое количество породных отвалов, образовавшихся за период работы шахт и оказывающих негативное влияние на окружающую природную среду. Основными факторами этого влияния являются пылегазовое загрязнение атмосферы, нарушение гидрогеологического режима прилегающих территорий, химическое и радиологическое загрязнение грунтов и вод [4].

Ликвидация угольных шахт осуществляется в соответствии с требованиямиКодекса Украины о недрах и Горного закона Украины, которыми определены основные положения по закрытию предприятия: выработки должны быть приведены в состояние, гарантирующее безопасность людей, имущества и окружающей среды, а принятые в проекте технические решения направлены на предотвращение опасного воздействия на другие предприятия [6]. К факторам, которые увеличивают вероятность проявления неблагоприятных последствий закрытия шахты, относят: затопление шахты, прекращение вентиляции, изменение гидрологических условий, выбросы породных отвалов, не обеспечение социальных гарантий работникам шахты, предоставление неполной информации о состоянии окружающей среды на территории предприятия и др.

Выводы

Экстенсивный путь развития добычи полезных ископаемых, относительная доступность и дешевизна природных ресурсов привели к экономически необоснованным нарушениям экологической ситуации в Донецком регионе. Крупномасштабное горное производство, создание индустриальных гигантов привели к серьезным нарушениям природных экосистем и к глобальным нарушениям устанавливающихся веками равновесных экологических взаимосвязей.

В ходе проделанной работы проведены исследования направлений по обеспечению экологической безопасности при закрытии шахт. В работе проанализированы исследования в области экологически безопасного закрытия шахт, проведена оценка экологической ситуации в зоне влияния объекта исследований, обоснованы направления по обеспечению экологической безопасности.

Список источников

  1. Основи технології гірничих робіт. Учбовий посібник під редакцією проф. Сапіцького К.Ф. - Київ, Міністерство освіти України, 1995. 196с.
  2. Вибір та обгрунтування на основі експертної оцінки перспективних напрямків технологічних рішень під час екологічно безпечного закриття вугільних шахт / Геотехнологии и управление производством ХХІ века. Монография в 2 т., т.2., Донецк.: ДонНТУ, 2006. — с.227–231.
  3. Оценка рисков в Донецком бассейне. Закрытие шахт и породные отвалы./ Филипп Пек/ Подготовлено для ЮНЕП, ГРИД Арендал. — 2009. — 171 с.
  4. Ветошкин А. Г. Надежность технических систем и техногенный риск. — Пенза: Изд-во ПГУАиС, 2003. — 154 с.: ил.: 24, библиогр.
  5. Решение геоэкологических и социальных проблем во время эксплуатации и закрытия угольных шахт / Янукович В. Ф., Азаров Н. Я., Алексеев А. Д., Анциферов А. В., Питаленко Е. И. — Донецк, ООО АЛАН, 2002. — 480 с.
  6. Техногенные последствия закрытия угольных шахт: Монография / Под.ред. Ю. Н. Гавриленко, В. Н. Ермакова. — Донецк, 2004. — 631 с.
  7. Надежность технических систем и техногенный риск: учебное пособие к курсовой работе/ А. В. Хашковский. — 2-e изд., доп. и перераб. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. — 55 с.
  8. Технология закрытия (ликвидации) угольных шахт: Учеб. Пособие для вузов /под редакцией докт. техн. наук проф. Ярембаша И. Ф., — Донецк: ДонНТУ. 2004, — 238 с.: ил. 53
  9. Хэнли Э. Дж., Кумамото Х. — Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. В. С. Сыромятникова, Г. С. Деминой. Под.общ. ред. В. С. Сыромятникова. — М.: Машиностроение, 1984. — 528 с., ил.
  10. Указ президента Украины О структурной перестройке угольной промышленности от 7 февраля 1996 г. № 116/96
  11. Указ президента Украины О мерах по улучшению государственного управления угольной промышленностью от 25 июля 2005 г. № 1123/2005
  12. Постановление КМУ О ходе структурной перестройки угольной промышленности №280 от 28.03.1997
  13. Постановление КМУ О мерах по улучшению работы предприятий угольной и торфодобывающей отраслей № 938 от 06.07.2002
  14. Умнов В. А. Экономическая оценка и рациональное использование ресурсов подземного пространства. — М: изд. МГГУ, 1999. — 204 с.