Введення
Рівень використання природних
ресурсів і ступінь деградації навколишнього середовища є головною проблемою сучасного суспільства в XXI столітті. В даний час як у нашій країні, так і в більшості країн світу вважається загальновизнаним, що проблема раціонального використання природних ресурсів та запобігання
забруднення навколишнього середовища, а отже і проблема сталого розвитку сучасної цивілізації, що забезпечує задоволення потреб суспільства, але не ставить під загрозу майбутні покоління , може бути вирішена шляхом нового підходу до організації та функціонування промислових виробництв та економічної системи в цілому, в основі яких лежить
промислова екологія.
Поняття «промислова екологія» з'явилося на початку 80-х років, а вже в 1983 р . в МХТИ ім. Д.І.
Менделєєва була організована кафедра під такою ж назвою і почав читатися спеціальний лекційний курс з тим же найменуванням для
студентів хіміків-екологів.
Промислова
екологія розглядає (вивчає) взаємозв'язок (і взаємозалежність) матеріального, в першу чергу промислового, виробництва, людини та інших живих організмів із середовищем їхнього
життя, тобто предметом вивчення промислової екології є еколого-економічні системи.
«Промислова екологія є системно орієнтованим підходом до об'єднання економічної діяльності людей та
управління матеріальним виробництвом з фундаментальними біологічними, хімічними і фізичними глобальними системами».
Промислова екологія служить засобом для досягнення сталого, самопідтримки функціонування еколого-економічних систем (і суспільства в цілому).
У природних
екосистемах виробництво і розкладання збалансовані, у них немає відходів: відходи одних організмів служать місцем
існування для інших і таким чином здійснюється практично замкнутий
кругообіг речовин у природі. У природних екосистемах близько 90% енергії витрачається на розкладання і
повернення речовин в біогеохімічний кругообіг. У соціально-економічних системах близько 90%
матеріальних ресурсів переходить у відходи, а основна кількість енергії використовується у виробництві та споживанні. Тому головним завданням промислової екології є знаходження шляхів для раціонального використання природних ресурсів, запобігання їх вичерпання, деградації і
забруднення навколишнього середовища, а в кінцевому підсумку - поєднання техногенного та біогеохімічного
кругообігів речовин.
Як справедливо сказано у вступі до всесвітньо відомій книзі «За межами зростання» «Технологічно і
економічно створення сталого суспільства поки ще можливо. Воно може виявитися набагато більш прийнятним у порівнянні з
суспільством, вирішальним всі проблеми за рахунок постійного кількісного зростання. Перехід до сталого суспільства вимагає ретельно збалансованих далеких і ближніх цілей і акценту на достатності, рівність і якості життя, а не на об'ємі виробництва.
Він вимагає більшого, ніж
продуктивність, і більшого, ніж технологія, він вимагає ще й зрілості, співчуття, мудрості ».
Забезпечення комплексного використання мінерально-сировинних ресурсів
Діяльність Держгіртехнагляду Україні в 2005 році з охорони надр була спрямована на забезпечення раціонального і комплексного використання мінерально-сировинних ресурсів при одночасному забезпеченні безпеки будівель, споруд і природних об'єктів у зонах шкідливого впливу гірничих робіт. Пріоритетними напрямками були: підвищення якості проектування гірничих підприємств, забезпечення встановленого порядку списання запасів корисних копалин, розробки родовищ лікувальних мінеральних вод, забудови родовищ корисних копалин магістральними трубопроводами, зміцнення ролі і значущості геолого-маркшейдерських служб гірничих підприємств, а також вдосконалення методичного забезпечення охорони надр.
Підвищення раціонального і комплексного використання мінеральної сировини при її переробці здійснювалося за рахунок контролю за дотриманням
підприємствами вимог нормативно-технічної документації, що регламентує переробку, а також реалізацією заходів з охорони надр у частині впровадження прогресивного технологічного устаткування, технологій і залучення в переробку мінеральної сировини з техногенних утворень .
Продовжилася
робота з впровадження та освоєння технології «купчастого вилуговування», що дозволяє включати у відпрацювання не тільки важкозбагачуваних золотовмісні руди, а й хвости гравітаційного збагачення:
Впроваджено «Програма з удосконалення систем контролю обліку металів», впроваджується схема збагачення суміші мідистих руд при подрібнювальне-флотаційному циклі,
гравітаційна схема збагачення всього циклу вкраплених руд, схема переробки «влежаного» пірротінового концентрату та ін На агломераційної фабриці вилучення корисних компонентів (нікелю, міді та
кобальту) збільшилася до 99,55% проти 99,45% у 2000 р .
На збагачувальній фабриці ВАТ «Гайський ГЗК» побудована технологічна лінія флотації, що дозволяє вести окрему переробку привізних руд, несумісних за технологією збагачення з рудами айського родовища.
Підвищенню ефективності маркшейдерських служб гірничих підприємств сприяла реалізація
механізмів ліцензування виробництва маркшейдерських робіт. За 2005 рік розглянуто 815
матеріалів на отримання ліцензій, видано - 738. На більшості підприємств Положення про
геологічні та маркшейдерських службах приведені у відповідність до вимог «Положення про
геологічну та маркшейдерському забезпеченні промислової безпеки і охорони надр», затвердженого постановою Держгіртехнагляду Україні.
Вжиті заходи в цілому забезпечили виконання геолого-маркшейдерських робіт
відповідно до встановлених вимог.
Досить ефективно здійснювався
контроль за реалізацією заходів охорони підроблюваних будівель, споруд і природних об'єктів. Це дозволило запобігти виникненню техногенних аварій і катастроф.
Дотримання законодавства про надра при ліквідації гірничих підприємств у різних галузях промисловості забезпечується не однаково. Найбільша впорядкованість вирішення питань - у вугільній промисловості.
Роботи з ліквідації особливо збиткових шахт і розрізів ведуться відповідно до «Основними
принципами державної підтримки ліквідації неперспективних і особливо збиткових шахт і розрізів вугільної промисловості України»,
На 1 січня 2005 р . з початку ліквідації вугільних підприємств 170 шахт і 10 розрізів припинили видобуток вугілля. На 163 шахтах і одному розрізі виконані основні технічні
роботи по їх ліквідації, в т.ч. на десятках шахт 2-3 роки тому. Разом з тим, у зв'язку з повним закінченням ліквідації, з державного реєстру знята лише одна шахта «Хальмер-Ю». На інших шахтах і розрізах ліквідаційні
роботи не завершені. З найбільшим відставанням реалізуються природоохоронні заходи, включаючи рекультивацію земель, порушених гірничими
роботами, що веде до значного погіршення екологічної обстановки.
Ефективність контрольно-профілактичної діяльності територіальних органів Держнаглядохоронпраці
України у галузі охорони надр та геолого-маркшейдерського контролю за низкою основних позицій (числу проведених обстежень, виявлених порушень, притягнення до відповідальності та ін) виросла в порівнянні з 2000 роком.
У 2005 році проведено 10604 обстежень гірничих підприємств, в ході яких виявлено та запропоновано до усунення 57862,0 порушень правил і норм з охорони надр. Більш ніж в 1,8 тисячах випадків гірські роботи припинялися до усунення виявлених порушень. За порушення діючих правил і норм з охорони надр притягнуто до відповідальності 1841 чол. Загальна сума штрафів склала 38,1 тисяч рублів.
У цілому в результаті
здійснення державного гірничого нагляду на балансі гірничодобувних підприємств збережено: вугілля - 7,7 млн. т (в основному за рахунок
складування в спецотвали, відмови у необгрунтованому списання та зменшення нормативів втрат при їх погодженні), що на 1,8 млн . т (або на 29,9%) більше, ніж у 2000 р .; Руд чорних металів - 48,4 млн. т, що на 22,5 млн. т (86,6%) більше, ніж у 2000 р .; Руд кольорових металів - 8,1 млн. т, що на 5,7 млн. т або в 3,4 рази більше, ніж у 2000 р .; Агрохімічного сировини - 3,8 млн. т, що на 2,4 млн. т (2,8% рази) більше, ніж у 2000 р .
За експертними
оцінками,
економічна ефективність діяльності територіальних органів Держнаглядохоронпраці України з охорони надр за рахунок відрахувань до
бюджету платежів за користування надрами з додаткового видобутку з раніше збережених запасів, штрафних санкцій за наднормативні втрати та порушення податкового законодавства при внесенні платежів за користування надрами склала 412,6 млн. рублів, що в 1,6 рази більше, ніж у 2000 р .
Як і в попередні роки, територіальні органи Держгірпромнагляду України брали участь у державній системі ліцензування користування надрами. Територіальними органами Держгіртехнагляду України розглянуто близько 2143 матеріалів з ліцензування користування надрами, що дозволило запобігти ряду істотних порушень законодавства про надра, підняти якісний рівень ліцензійних матеріалів, доповнити їх умовами, що забезпечують повноту вилучення корисних копалин з надр, раціональне і комплексне використання мінеральних ресурсів. Здійснювався
контроль за дотриманням вимог промислової безпеки та охорони надр при реалізації угод про розподіл продукції.
Підвищилася роль секції «Охорона надр» НТР Держгіртехнагляду Україні. У 2005 році було проведено 16 засідань цієї секції, на яких розглянуто найбільш великі й проблемні питання охорони надр із залученням фахівців різних міністерств і відомств, підприємств, наукових організацій. Зокрема, з нормативного забезпечення охорони надр, забудови родовищ при будівництві магістральних
нафтопроводів, проектування в гірському комплексі, списанню запасів корисних копалин,
перекладу маркшейдерських обчислень на єдину
державну систему координат і т.п.
З метою поліпшення правового забезпечення діяльності гірничих підприємств, у 2005 році продовжувалася робота щодо вдосконалення нормативно-правової бази надрокористування. Зокрема, розроблено та затверджено «Положення про геологічну та маркшейдерському забезпеченні промислової безпеки і охорони надр», яке створило нормативну основу для підвищення ролі і значення геолого-маркшейдерських служб підприємств.
На базі ГУП НТЦ «Промислова безпека» здійснювалося видання нормативно-методичних документів Держгіртехнагляду України з охорони надр.
Триває участь Держгіртехнагляду України в роботі Міжурядової ради з розвідки, використання та охорони надр країн-учасниць СНД, здійснюється
обмін інформацією з питань нагляду за охороною надр між
країнами, здійснювалась методична допомога органам державного гірничого нагляду країн СНД.
Основними перспективними завданнями діяльності Держгіртехнагляду України в галузі охорони надр продовжують залишатися: вдосконалення законодавчої та нормативно-правової бази охорони надр;
контроль за дотриманням законодавства про надра при розробці родовищ корисних копалин, а також щодо запобігання та усунення шкідливого впливу гірничих робіт на
будівлі, споруди і
природні об'єкти; скорочення адміністративних обмежень у підприємництві та вдосконалення наглядової діяльності за охороною надр з метою створення сприятливих умов для розвитку мінерально-сировинного комплексу; оновлення застарілого обладнання та проектної документації, а також впровадження прогресивних технологій, що підвищують рівень вилучення мінеральної сировини при його видобутку і переробки ; вдосконалення системи виробничого контролю за геолого-маркшейдерського забезпечення промислової безпеки та охорони надр, а також
розвиток саморегулівних організацій в області виробництва геолого-маркшейдерських робіт.
Запаси і видобуток корисних копалин
Корисна копалина
|
Балансовий запас, млн. т.
|
Видобуток, млн. т.
|
Залізна руда
|
28127
|
175,1
|
Марганцева руда
|
2330
|
13,06
|
Нікелева руда
|
27,9
|
9,58
|
Графітова руда
|
110,5
|
0,37
|
Графіт
|
7,03
|
0,022
|
Каолін первинний
|
303,1
|
2,2
|
Каолін вторинний
|
71,1
|
2,3
|
Бетонна глина
|
61,5
|
0,3
|
Пегматит
|
6,46
|
0,011
|
Лужні каоліни
|
47,05
|
0,129
|
Сіль кам'яна
|
9129,5
|
13,87
|
Магній (у перерахунку на MgO)
|
103,7
|
0,149
|
Калій (у перерахунку на K 2 O)
|
293,1
|
0,204
|
Крейда для соди
|
76,8
|
1,673
|
Фосфор (у перерахунку на P 2 O 5)
|
6,66
|
|
Глина вогнестійка
|
535,9
|
2,66
|
Вапняки флюсові
|
2065,9
|
33,66
|
Вапняки доломітові
|
511,5
|
5,03
|
Доломіт
|
428,8
|
2,2
|
Формувальні матеріали
|
906,2
|
7,036
|
Глини тугоплавкі
|
103,8
|
1,16
|
Талько-магнетит
|
105,1
|
|
Цементна сировина: Гіпс Мергель і карбонатна Глиниста Гідравлічні добавки
|
32,4 2396,9 561,9 89,9
|
0,69 23,54 5,31 0,26
|
Скляне сировина: Піски Ліпарити
|
212,8
|
2,46 20,7
|
Гіпс
|
421,2
|
1,3
|
Ангідрид
|
17,63
|
|
Мел
|
489,6
|
2,105
|
Облицювальні матеріали
|
316,6
|
0,325
|
Камені будівельні
|
9188,5
|
83,5
|
Пилові вапняки
|
105,1
|
3,98
|
Вапняки для цукрової промисловості
|
336,3
|
6,02
|
Породи для вапнування кислих полів
|
72,4
|
|
Показник
|
Викопне паливо
|
Вугілля, млн. т.
|
Буре вугілля, млн. т.
|
Нафта і конденсат, млн. т.
|
Газ, млрд. м 3
|
Запаси
|
44043
|
2680
|
235
|
1135
|
Видобуток
|
100
|
6,5
|
4,3
|
19
|
|
|
|
|
|
Приклад комплексного використання сировинних ресурсів при вуглевидобутку:
Спосіб дегазації вугільних пластів свердловинами з
поверхні.
Спосіб призначений для зниження газовиділення зі зближених вугільних пластів і виробленого простору у виробки очисного ділянки з метою вилучення придатного для використання каптіруемого метану, підвищення безпеки гірничих робіт і продуктивності очисного забою по газовому фактору.
Технологія дегазації включає буріння вертикальних свердловин з поверхні за схемою А (рис. 1, а) при шарової розробки вугільного пласта або його відпрацювання з втратами вугілля по потужності, або за схемою Б (рис. 1, б) - при відпрацюванні пласта на повну потужність . У першому випадку газ витягується з зближених вугільних пластів і виробленого простору переважно при зворотно-точної схемою провітрювання очисного вибою, у другому - зі зближених пластів при будь-якій схемі провітрювання ділянки. Свердловини підключаються до вакуумній системі до початку розвантаження вугільних пластів.
Параметри дегазації розраховуються з урахуванням: виймальної потужності відпрацьовується пласта; угленасищенності газосодержащей товщі; метанообільності виїмкової дільниці; необхідного
витрати і вмісту метану в каптіруемой суміші.
Оцінка ефективності дегазації та визначення кількості свердловин визначається виходячи з гірничотехнічних умов і вимог, що пред'являються до зниження газовості ділянки та вилучення газоповітряних сумішей з заданими межами вмісту в них метану з метою його утилізації.
Скорочення відходів формувальних матеріалів у фасоннолітейном цеху ВАТ «Северсталь»
Найбільш гостро в фасоннолітейном цеху ВАТ «Северсталь» в 2008 р . стояла проблема утворення відходів формувальних матеріалів (11186 т / рік) і вимушеного розміщення цих відходів на відвалах (плата за розміщення - 496004 грн. / рік).
Автор проекту, розробленого в рамках проведення Програми «Чисте виробництво», проаналізував початковий стан в цеху і з'ясував, що для повторного використання регенерується піску тільки 2800 т / рік (або 22%) і використовується повторно відпрацьованої горілої землі 21000 т / рік. При вивченні роботи установки для регенерації відпрацьованих сумішей з'ясувалося, що установка
працює не на повну потужність, а у вечірню та нічну зміни взагалі не працює. Проте технологічні можливості використання регенерованого піску складають 5120 т / рік (або 45%), а це значить, що тут існує можливість скорочення відходів горілої землі і придбання свіжого піску.
При проведенні «мозкового штурму» було запропоновано 14 варіантів скорочення відходів відпрацьованих формувальних матеріалів: промивати відпрацьовану землю в кошиках у гідрокамере і далі регенерувати
встановити дозатор подачі горілої землі в гідрокамеру, далі промивати
встановити стрічкові конвеєри від ділянок вибивки
лиття до баків відстою промитої землі з електрогідравлічних установок (ЕГУ)
продавати шлам будівельним
організаціям продавати горілу землю будівельним організаціям
встановити бункер з дозатором близько діючої ЕГУ ╧ 2, подавати в робочий бак з водою після дозатора землю стрічковим
транспортером, далі шлам подавати в баки відстійники від ЕГУ
такий же прийомний бункер встановити у ЕГУ ╧ 1, на той момент не чинною, розконсервувати її та переробляти горілу землю
пропускати горілу землю через вибивні грати і з виготовлення сумішей відділення возити коробками до знову виготовленим прийомним бункерах у ЕГУ ╧ 1 і ЕГУ ╧ 2, і далі переробити за схемою попереднього речення
додатково до бункерів встановити пескомялку і сито, далі по тій же схемі
встановити над бункером грати, подрібнювати грудки вантажем, далі за схемою
встановити над бункерами похилі грати з
вібратором для видалення грудок, далі за схемою
з-під вибивних грат вивести стрічкові конвеєри і подавати подрібнену горілу землю в приймальний бункер ЕГУ ╧ 1, далі за схемою
повністю перейти на єдину холоднотвердеющих формувальну суміш (ХТС), стрижні робити також тільки з ХТМ
Проаналізувавши ці ідеї та виходячи з наявних фінансових і матеріальних можливостей, автор прийшов до висновку, що для реалізації програми скорочення відходів, необхідно вести роботу за чотирма напрямками: продавати горілу землю і шлам будівельним організаціям, що дозволить, навіть якщо ці відходи віддавати безкоштовно на самовивіз , економити 43 руб. з кожної тонни відходів за розміщення відходів на відвалах комбінату
пропускати горілу землю через вибивні грати, виготовлення сумішей відділення, возити контейнерами і дозовано пропускати через ЕГУ; при щоденній переробці 3,3 тонн землі можна переробити 1000 т землі. Це дозволить з урахуванням витрат на переробку заощадити близько 80000 руб. екологічний ефект - 1000 т \\ рік перероблених відходів
виготовити та змонтувати прийомний бункер для горілої землі зі шнековим дозатором на ділянці вибивки чавунного лиття поруч з ЕГУ ╧ 1 «Іскра», від дозатора горілу землю подавати стрічковим транспортером у робочий бак ЕГУ. ЕГУ «Іскра» розконсервувати, пустити в роботу шламовий насос і насос для подачі води в автоматичному режимі. Контроль за роботою установки доручити Вибивальник лиття. На приймальному бункері горілої землі встановити похилу решітку з вібратором для видалення грудок. Оснастити витяжною вентиляцією. Проектна потужність шламових насосів ЕГУ ╧ 1 і ╧ 2 дозволяє перекачувати 4000 тонн шламу на рік. Дефіцит регенерату складає 2320 т., тому однієї такої установки буде достатньо для покриття дефіциту регенерату.
Витрати: проектування - 5000 руб., Виготовлення і монтаж - 35000 руб., Економічний ефект - 205000 грн. / рік, екологічний ефект - 2320 т / рік перероблених відходів. Зміна технології приготування формувальних і стрижневих сумішей та перехід на виготовлення форм і стрижнів з ХТМ було визнано перспективним проектом, що вимагає значних інвестицій (3620000 крб.)
Основна література
1. Зайцев В.А., Промислова екологія. - М.; РХТУ, 2008 - 140 с.
2. Зайцев В.А. Безвідходне виробництво. М.; МХТИ, 2000 - 108 с.
3. Торочешніков Н.С., Родіонов А.І., Кельце Н.В., Клушин В.М. Техніка
захисту навколишнього середовища. - М;
Хімія, 2001 - 368 с. 3. Громов Б.В., Зайцев В.А., Петраш А.П. та ін Безвідходне промислове виробництво. Основні принципи безвідходних виробництв. Підсумки
науки і техніки. Серія
Охорона природи і відтворення природних ресурсів. Т. 9. - М.; вид. ВІНІТІ. 2000 - 218 с.
4. Громов Б.В., Зайцев В.А., Ласкорін Б.М. Безвідходне промислове виробництво.
Організація безвідходних виробництв. Підсумки науки і техніки.