Анализ и разработка методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление»)
|
Введение 3
Термины и определения 8
Перечень сокращений и обозначений 11
1 Анализ состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление») 12
1.1 Нормативно-правовое обеспечение системы экологической безопасности 12
1.2 Анализ системы управления экологической безопасностью в АО «Жигулевское карьероуправление» 22
2 Разработка методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев 51
2.1 Исследование существующих методов системы обеспечения экологической безопасности 51
2.2 Разработка новых методов и критериев оценки совершенствования системы обеспечения экологической безопасности 91
3 Опытно-экспериментальная апробация методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев 115
Заключение 119
Список используемых источников 121
Термины и определения 8
Перечень сокращений и обозначений 11
1 Анализ состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление») 12
1.1 Нормативно-правовое обеспечение системы экологической безопасности 12
1.2 Анализ системы управления экологической безопасностью в АО «Жигулевское карьероуправление» 22
2 Разработка методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев 51
2.1 Исследование существующих методов системы обеспечения экологической безопасности 51
2.2 Разработка новых методов и критериев оценки совершенствования системы обеспечения экологической безопасности 91
3 Опытно-экспериментальная апробация методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев 115
Заключение 119
Список используемых источников 121
Актуальность и научная значимость настоящего исследования обусловлена тем, что в условиях современного производства минерально - сырьевые ресурсы являются основой экономического роста и независимости государства. Для обеспечения деятельности различных отраслей промышленности, использование нерудных строительных материалов непрерывно возрастает.
Основными нерудными строительными материалами являются щебень, известняк, гипс, и другие. Их добыча в полтора раза превышает добычу рудного и энергетического сырья.
Основное количество используемого нерудного сырья добывается открытым способом. Данный способ добычи полезных ископаемых в зоне ведения горных работ оказывает серьезное негативное воздействие на окружающую среду. При антропогенном воздействии в зоне открытых карьеров происходит сильное ухудшение экологических условий существования человека. Данными примерами являются загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод. За пределами горного отвода основное воздействие обусловлено запылением и выбросами загрязняющих веществ от буровзрывных работ, двигателей дорожностроительной техники и автотранспорта в границах санитарно-защитных зон разработок.
Для сочетания экономической и экологической целесообразности необходимо разработать технологическую цепочку добычи и переработки минерального сырья с учетом решения социально-экономических и природных задач.
Научная значимость совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи камня, известняка, гипса, мела и сланцев основывается на том, что в настоящее время существуют различные способы повышения эффективности проведения горнодобывающих работ, но все они имеют разную степень экологического и экономического эффекта.
Объект исследования: система экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление»).
Предмет исследования: процесс управления экологической безопасностью на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Цель исследования: повышение эффективности системы управления экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление») путем разработки новых методов и критериев её совершенствования и оценки.
Гипотеза исследования состоит в том, что система управления экологической безопасностью будет эффективной, если строго соблюдать государственные нормативные требования по экологической безопасности и внедрять современные способы и методы экологического управления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Изучить нормативно-правовое обеспечение системы экологической безопасности.
2 Провести анализ состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
3 Разработать методы и способы совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
4 Провести опытно-экспериментальную апробацию способов и методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: работы Графкиной, М.В., Карпенкова С. Х., Разумова В. А., Потапова А. Д., Маринченко А. В., Акимовой Т. А. [21, 22, 23, 24, 25, 26].
Базовыми для настоящего исследования явились также: законодательные и нормативные документы:
• Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ;
• Приказ Роснедр от 15.06.2012 № 687 «Об утверждении Порядка подготовки, рассмотрения, согласования перечней участков недр местного значения или отказа в согласовании таких перечней»;
• Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе»;
• ГОСТ Р 57446-2017 Наилучшие доступные технологии. Рекультивация нарушенных земель и земельных участков. Восстановление биологического разнообразия;
• Федеральный закон от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления»
• и другие.
Методы исследования: уточнение, расширение и систематизирование научных фактов по теме исследования. Для экспериментального обоснования проводились исследования на действующем предприятии города Жигулевска, а именно на АО «Жигулевское карьероуправление».
Опытно-экспериментальная база исследования - объект добычи камня, известняка, гипса, мела и сланцев АО «Жигулевское карьероуправление».
Научная новизна исследования заключается в том, что проведен анализ и систематизация элементов системы экологической безопасности на АО «Жигулевское карьероуправление». Разработаны логистические блок-схемы операций обращения с отходами различных технологических процессов в организации АО «Жигулевское карьероуправление» для транспортного цеха, механической мастерской, электроцеха, дробильно-сортировочного цеха, участка тепловодоснабжения и вентиляции и для обслуживания предприятия в целом. Предложены к внедрению способы повышения эффективности системы управления экологической безопасностью для открытых карьеров.
Теоретическая значимость исследования заключается в: систематизации методов организации системы экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Практическая значимость исследования доказана внедрением способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя и способа разработки прочных горных пород. Выводы исследования могут быть использованы на открытых карьерах при добыче строительного камня, известняка, сланцев.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались: изучением и анализом научных публикаций по теме исследования, которые показали, что при использовании способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя и способа разработки прочных горных пород достигается высокая экологическая и экономическая эффективность.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в проведении исследования способов повышения эффективности экологической безопасности на открытых горных разработках: способа автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, способа ведения буровзрывных работ на карьере, способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя, способа разработки прочных горных пород. Определены условия их внедрения. Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования.
Наиболее эффективными способами повышения системы экологической безопасности на объектах добычи известняка по критериям экономической эффективности и концентрации предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются способы:
• способ проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя;
• способ разработки прочных горных пород.
На защиту выносятся:
1 Результаты изучения нормативно-правового обеспечения системы экологической безопасности.
2 Результаты анализа состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
3 Разработанные методы и способы совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
4 Результаты опытно-экспериментальной апробации способов и методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 15 рисунков, 5 таблиц, списка используемых источников (35 источников). Основной текст работы изложен на 126 страницах.
Основными нерудными строительными материалами являются щебень, известняк, гипс, и другие. Их добыча в полтора раза превышает добычу рудного и энергетического сырья.
Основное количество используемого нерудного сырья добывается открытым способом. Данный способ добычи полезных ископаемых в зоне ведения горных работ оказывает серьезное негативное воздействие на окружающую среду. При антропогенном воздействии в зоне открытых карьеров происходит сильное ухудшение экологических условий существования человека. Данными примерами являются загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод. За пределами горного отвода основное воздействие обусловлено запылением и выбросами загрязняющих веществ от буровзрывных работ, двигателей дорожностроительной техники и автотранспорта в границах санитарно-защитных зон разработок.
Для сочетания экономической и экологической целесообразности необходимо разработать технологическую цепочку добычи и переработки минерального сырья с учетом решения социально-экономических и природных задач.
Научная значимость совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи камня, известняка, гипса, мела и сланцев основывается на том, что в настоящее время существуют различные способы повышения эффективности проведения горнодобывающих работ, но все они имеют разную степень экологического и экономического эффекта.
Объект исследования: система экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление»).
Предмет исследования: процесс управления экологической безопасностью на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Цель исследования: повышение эффективности системы управления экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев (на примере АО «Жигулевское карьероуправление») путем разработки новых методов и критериев её совершенствования и оценки.
Гипотеза исследования состоит в том, что система управления экологической безопасностью будет эффективной, если строго соблюдать государственные нормативные требования по экологической безопасности и внедрять современные способы и методы экологического управления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Изучить нормативно-правовое обеспечение системы экологической безопасности.
2 Провести анализ состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
3 Разработать методы и способы совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
4 Провести опытно-экспериментальную апробацию способов и методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: работы Графкиной, М.В., Карпенкова С. Х., Разумова В. А., Потапова А. Д., Маринченко А. В., Акимовой Т. А. [21, 22, 23, 24, 25, 26].
Базовыми для настоящего исследования явились также: законодательные и нормативные документы:
• Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ;
• Приказ Роснедр от 15.06.2012 № 687 «Об утверждении Порядка подготовки, рассмотрения, согласования перечней участков недр местного значения или отказа в согласовании таких перечней»;
• Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе»;
• ГОСТ Р 57446-2017 Наилучшие доступные технологии. Рекультивация нарушенных земель и земельных участков. Восстановление биологического разнообразия;
• Федеральный закон от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления»
• и другие.
Методы исследования: уточнение, расширение и систематизирование научных фактов по теме исследования. Для экспериментального обоснования проводились исследования на действующем предприятии города Жигулевска, а именно на АО «Жигулевское карьероуправление».
Опытно-экспериментальная база исследования - объект добычи камня, известняка, гипса, мела и сланцев АО «Жигулевское карьероуправление».
Научная новизна исследования заключается в том, что проведен анализ и систематизация элементов системы экологической безопасности на АО «Жигулевское карьероуправление». Разработаны логистические блок-схемы операций обращения с отходами различных технологических процессов в организации АО «Жигулевское карьероуправление» для транспортного цеха, механической мастерской, электроцеха, дробильно-сортировочного цеха, участка тепловодоснабжения и вентиляции и для обслуживания предприятия в целом. Предложены к внедрению способы повышения эффективности системы управления экологической безопасностью для открытых карьеров.
Теоретическая значимость исследования заключается в: систематизации методов организации системы экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Практическая значимость исследования доказана внедрением способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя и способа разработки прочных горных пород. Выводы исследования могут быть использованы на открытых карьерах при добыче строительного камня, известняка, сланцев.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались: изучением и анализом научных публикаций по теме исследования, которые показали, что при использовании способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя и способа разработки прочных горных пород достигается высокая экологическая и экономическая эффективность.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в проведении исследования способов повышения эффективности экологической безопасности на открытых горных разработках: способа автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, способа ведения буровзрывных работ на карьере, способа проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя, способа разработки прочных горных пород. Определены условия их внедрения. Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования.
Наиболее эффективными способами повышения системы экологической безопасности на объектах добычи известняка по критериям экономической эффективности и концентрации предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются способы:
• способ проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя;
• способ разработки прочных горных пород.
На защиту выносятся:
1 Результаты изучения нормативно-правового обеспечения системы экологической безопасности.
2 Результаты анализа состояния экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
3 Разработанные методы и способы совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
4 Результаты опытно-экспериментальной апробации способов и методов совершенствования системы обеспечения экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 15 рисунков, 5 таблиц, списка используемых источников (35 источников). Основной текст работы изложен на 126 страницах.
Нами был проанализирован один из основных элементов системы управления экологической безопасностью в АО «ЖКУ» - система образования, размещения, использовании и обезвреживании отходов на основе Федерального закона от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления».
Направления государственной политики в области обращения с отходами являются приоритетными в последовательности: максимальное использование исходных сырья и материалов; предотвращение образования отходов; сокращение образования отходов и снижение класса опасности отходов в источниках их образования; обработка; утилизация в; обезвреживание.
Нами были разработаны логистические блок-схемы операций обращения с отходами различных технологических процессов в организации АО «Жигулевское карьероуправление» для транспортного цеха, механической мастерской, электроцеха, дробильно-сортировочного цеха, участка тепловодоснабжения и вентиляции и для обслуживания предприятия в целом.
На основании выполнении Программы производственного экологического контроля определен количественный и качественный состав предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при проведении инвентаризации источников с использованием не только расчетного, но и инструментального методов исследования воздуха на источниках загрязнения атмосферы. Регулированием выбросов загрязняющих веществ в атмосферу является кратковременное сокращение их в периоды наступления неблагоприятных метеорологических условий, приводящих к формированию высокого уровня загрязнения атмосферы.
Предлагаются к внедрению 4 способа повышения эффективности системы экологической безопасности:
• способ автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, техническим результатом которого является повышение степени автоматизации технологических операций добычи полезных ископаемых, их энергетической самообеспеченности и экологической чистоты в карьере;
• способ проветривания карьера, технический результат которого заключается в улучшении воздухообмена карьерного пространства с окружающей средой;
• способ ведения буровзрывных работ на карьере, который позволяет повысить эффективность БВР и расширить технологические возможности;
• способ разработки прочных горных пород посредством рыхлительных агрегатов без проведения буровзрывных работ, который повышает производительность, надежность и технологическую эффективность разработки прочных горных пород.
Наиболее эффективными способами повышения системы экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев по критериям экономической эффективности и концентрации предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются способы:
• способ проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя;
• способ разработки прочных горных пород.
Направления государственной политики в области обращения с отходами являются приоритетными в последовательности: максимальное использование исходных сырья и материалов; предотвращение образования отходов; сокращение образования отходов и снижение класса опасности отходов в источниках их образования; обработка; утилизация в; обезвреживание.
Нами были разработаны логистические блок-схемы операций обращения с отходами различных технологических процессов в организации АО «Жигулевское карьероуправление» для транспортного цеха, механической мастерской, электроцеха, дробильно-сортировочного цеха, участка тепловодоснабжения и вентиляции и для обслуживания предприятия в целом.
На основании выполнении Программы производственного экологического контроля определен количественный и качественный состав предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при проведении инвентаризации источников с использованием не только расчетного, но и инструментального методов исследования воздуха на источниках загрязнения атмосферы. Регулированием выбросов загрязняющих веществ в атмосферу является кратковременное сокращение их в периоды наступления неблагоприятных метеорологических условий, приводящих к формированию высокого уровня загрязнения атмосферы.
Предлагаются к внедрению 4 способа повышения эффективности системы экологической безопасности:
• способ автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, техническим результатом которого является повышение степени автоматизации технологических операций добычи полезных ископаемых, их энергетической самообеспеченности и экологической чистоты в карьере;
• способ проветривания карьера, технический результат которого заключается в улучшении воздухообмена карьерного пространства с окружающей средой;
• способ ведения буровзрывных работ на карьере, который позволяет повысить эффективность БВР и расширить технологические возможности;
• способ разработки прочных горных пород посредством рыхлительных агрегатов без проведения буровзрывных работ, который повышает производительность, надежность и технологическую эффективность разработки прочных горных пород.
Наиболее эффективными способами повышения системы экологической безопасности на объектах добычи декоративного и строительного камня, известняка, гипса, мела и сланцев по критериям экономической эффективности и концентрации предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются способы:
• способ проветривания карьера конвективными потоками теплоносителя;
• способ разработки прочных горных пород.
