Вплив процесів видобутку залізних руд на стан навколишнього середовища та екологічну безпеку у Криворізькому гірничовидобувному регіоні - Автореферат

Після періоду різкого падіння обсягів виробництва товарної залізної та марганцевої руди з початку 90-х років, упродовж останніх 10 років, у гірничовидобувній галузі України спостерігається стійка тенденція зростання видобутку. Гірничо-металургійний комплекс, як і в минулому залишається потужним джерелом існуючих і можливих у майбутньому загроз довкіллю та безпечній життєдіяльності в регіоні. Керування технологічними процесами з метою зменшення впливу процесів добування на стан довкілля в Кривбасі обговорювалося в роботах М.І. Першоджерелом змін у навколишньому середовищі Кривбасу, як в інших залізорудних басейнах, є техногенні перетворення у геологічному середовищі внаслідок видобутку залізних руд, яким приділено значно менше уваги порівняно з вивченням екологічних проблем у біосфері. Теоретичне значення отриманих результатів визначається використанням результатів дослідження для вирішення фундаментальних проблем екологічної безпеки в найбільшому у Європі залізорудному басейну і полягає у тому, що на основі аналізу стану складових екосистеми гірничовидобувного регіону доведена необоротність трансформації природного середовища у техногенну екосистему, внаслідок великомасштабного, невідтворювального вилучення залізних руд з геологічних структур залізорудної серії.З метою виявлення закономірностей трансформації геологічного середовища родовища залізних руд Криворізького залізорудного басейну під впливом гірничовидобувних робіт та наслідків для навколишнього середовища й екологічної безпеки було проведено аналіз концепцій природокористування, світових тенденцій розвитку видобутку залізних руд. Кризові явища у геологічній історії Землі з появою людини набувають специфічних рис взаємодії двох взаємоповязаних систем - біосфери й соціуму. Опис і аналіз чисельних випадків таких криз у геологічній історії та їх типологію можна знайти у роботах В.О. Екстенсивне розширення меж техносфери сформувало у більшості дослідників уявлення про споконвічне й нездоланне протиріччя між людською цивілізацією й природою та тверде переконання про необхідність швидкого відходу від принципів сучасної економіки. Наведений факт говорить на користь висновків “Римського клубу” про наближення до природних меж економіки зростання й необхідність змін у принципах природокористування на цивілізаційному рівні.У процесі добування цієї кількості виймається з надр, переміщується й розташовується, здебільше на поверхні, до 60 т гірничої маси. Видобуток 1 млн. т залізної руди порушує від 14 до 640 га земель, марганцевої руди - 76-600 га, вугілля - 2,6-4,3 га. Ці цифри річних обсягів, приблизно відповідають сумарному видобуванню гірничої маси впродовж тридцяти років, з 1950 до 1980 років (Гірниче Бюро США). На земній кулі існують тисячі місць, де на обмеженій території, порядку (2-6)х102 км2 річний видобуток мінеральних ресурсів сягає 107-108 т/рік із пропорційним залученням до техногенної трансформації 100-101 км3 земної кори. Тільки у Криворізькому залізорудному басейні за 120 років добуто (2,6-3,0)·109 т залізної руди.У межах басейну ландшафт поділяється на два типи: степовий і заплавний. Яружно-балочна система та різко окреслені долини річок надають поверхні вигляд горбистої степової рівнини. Середня густота горизонтального розчленування території яружно-балочною мережею складає за різними оцінками від 0,8 до 2,3 км/км?. На Криворіжжі інтенсивний розвиток мають карстові процеси. Байрачні ліси на Криворіжжі були розповсюджені на днищах балок, у ярах та заплавах річок.Доведено, що навколишнє середовище Криворізького гірничодобувного регіону на площі порядку 103 км2 необоротно трансформувалося у техногенну екосистему. Висвітлена роль геологічного середовища у формуванні стратегії екобезпеки в умовах зростання видобутку мінеральної сировини, яке відбувається в межах незмінного з часів палеоліту типу привласнюючою (не відтворювальної) економіки, що якісно вирізняє гірничовидобувну промисловість проміж інших технологічних галузей. Встановлено, що внаслідок видобутку залізної руди у Кривбасі техногенезом охоплено, у першому наближенні, 102 км3 геологічного середовища. На відстані до 1300 м від поверхні, впродовж 60-80 км зникли геологічні структури, IV, V, VI залізистих горизонтів, які містили гетит-гематитові, мартит-гематитові, мартитові багаті руди. Показано, що під впливом інтенсивних, довготривалих гірничих робіт зазначені вище зміни у геологічному середовищі викликали ланцюг перетворень у ландшафті Кривбасу, а саме: Геоморфологія.

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Доведено, що навколишнє середовище Криворізького гірничодобувного регіону на площі порядку 103 км2 необоротно трансформувалося у техногенну екосистему. Необоротність спричинена вилученням з I, II, IV, V, VI залізистих горизонтів Криворізької залізорудної серії більш як 6 млрд. т залізних руд упродовж більш як 120 років.

2. Висвітлена роль геологічного середовища у формуванні стратегії екобезпеки в умовах зростання видобутку мінеральної сировини, яке відбувається в межах незмінного з часів палеоліту типу привласнюючою (не відтворювальної) економіки, що якісно вирізняє гірничовидобувну промисловість проміж інших технологічних галузей.

3. Встановлено, що внаслідок видобутку залізної руди у Кривбасі техногенезом охоплено, у першому наближенні, 102 км3 геологічного середовища. Обсяг геологічного середовища, що зазнав механічного техногенного впливу наближається до 17 км3. На відстані до 1300 м від поверхні, впродовж 60-80 км зникли геологічні структури, IV, V, VI залізистих горизонтів, які містили гетит-гематитові, мартит-гематитові, мартитові багаті руди. Частково порушені I і II залізисті горизонти, що уміщюють залізисті кварцити. Зазначене обумовило ланцюжок необоротних змін у складових ландшафту на території, що має порядок 103 км2.

4. Показано, що під впливом інтенсивних, довготривалих гірничих робіт зазначені вище зміни у геологічному середовищі викликали ланцюг перетворень у ландшафті Кривбасу, а саме: Геоморфологія. У меридіональній смузі завдовжки 120-140 км, і 4-6 км завширшки, виникла нова просторова послідовність геосистем. Характерним став горбкуватий рельєф із перепадами висот «відвал - кар‘єр» понад 400 м, утворений формами рельєфу невластивими степовому ландшафту - антропогенними морфоструктурами (зони обвалення, відвали, карєри, шламосховища).

Гідросфера. Штучні солоні водойми містять щонайменше 200 млн. м3 суміші вод неогену, кайнозою та тріщінних вод, з середньою мінералізацією 5-8 г/дм3. Періодичні скиди цих вод в обсязі до 18 млн. м3 до Саксагані й Інгульця утворюють штучні зимові повені, змінюючи гідрологічний і хімічний стан річок. Рівні підземних вод у центральній частині депресійної лійки, у породах глеєватської та гданцівської світ знижені до 319-429 м а у Саксаганській світі відповідають глибині добувних робіт,- 1315 м. Загальна площа депресійної лійки, обумовленою гірничими роботами складає 200-300 км2. Обєм геологічних структур, що потрапляють до лійки може сягати 80 км3.

Повітря. Містить залізо - силікатний пил, що перевищує, більш як на порядок, фонові значення степової зони, як за хімічно-речовим складом, так і кількісно.

Біогеоценози. Спостерігається просування середнього степу на північ. Регіону притаманна переважно синатропна рослинність. Байрачні ліси у сучасному ландшафті відсутні. Розподіл на степові і лучно-болотні ценози досить умовний і не виразний.

5. Обґрунтована двоскладова стратегія управління екобезпекою у гірничовидобувному регіоні за допомогою якої: а) обмежується вплив гірничих робіт на оточююче природне середовище за межами техногенної екосистеми через запровадження підземної розробки магнетитових кварцитів новими циклічно-поточними, а в подальшому роботоорієнтованих технологій підземної розробки покладів залізистих кварцитів І та ІІ залізистих горизонтів у диапазоні 250 700 м, що дозволить суттєво (до 40%), скоротити обсяги відкритих горних робіт;

б) забезпечюється екобезпека на урбанізованих територіях шляхом повернення до масштабного підземного видобутку залізних руд та еколого-економічних методів стимулювання відновлення ландшафтів регіону шляхом: ·оптимізації біогеоценотичного покриву антропогенних морфоструктур;

·структуризації їх функціонального використання через зміну економічного статусу морфоструктур з місця розташування відходів на штучні ресурси техногенної екосистеми де субєкти підприємницької діяльності платять не за використання, а за невикористання техногенного ресурсу.

·підвищення якості життя внаслідок оптимізації використання вільного часу та збільшення його абсолютних значень для кожної особи за рахунок використання нових технологій.

1. Мымрин Ю.Н., Малахов И.Н. Выбор оптимальных показателей техники на предпроектной стадии с использованием функций удельных затрат // Тр. МВТУ,-1985- №427- с.82.-86.

2. Малахов Г.М., Малахов И.Н. Выбор оптимального расстояния между концентрационными горизонтами и подэтажами на стадии проектирования горных работ // Сб. Научн. Трудов ИГД СО АН СССР - «Оптимизация параметров технологии подземных рудников» -1984 - Новосибирск - с.84-88.

3. Малахов Г.М. Малахов И.Н., Сиволобов Л.И. Циклично-поточная технология подземой разработки магнетитовых кварцитов.- К.: Наук.Думка, 1986.- 128 с.

4. Малахов Г.М., Малахов И.Н. К вопросу роботизации горнорудного производства // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых - 1986, №2- с.114-115.

5. Малахов Г.М., Малахов И.Н., Сиволобов Л.И. Определение оптимального расстояния между концентрационными горизонтами // Комплексное использование минерального сырья - 1986, №5 - с.11-17.

6. Малахов Г.М., Малахов И.Н., Основы роботизации добычи железных руд.- К.: Наук. Думка, 1988.- 189 с.

7. Малахов І.М. Критеріальне рівняня витікання сипких тіл // Доповіді АН УРСР - 1988, №8 - с.30-33.

8. Малахов Г.М., Грицына А.Е., Малахов И.Н. Комплексное использование железорудного сырья Кривбасса // Комплексное использование минерального сырья - 1988, №5 - с.21-25.

9. Малахов Г.М., Малахов І.М.Перспективи роботизації підземного видобування залізних руд.// Вісник АН УРСР 1989, №1,-с.57-66.

10. Малахов И.Н. Закономерности роботизации процессов подземной добычи железных руд.// Сб. Научн. Трудов ИГД СО АН СССР -«Оптимизация параметров технологии подземных рудников» - 1989, Новосибирск - с.48-52.

11. Козаченко С.В., Малахов И.Н. Прогнозирование смены технологий.// Вісник АН УРСР - 1989, №8,.- с.62-68.

12. Малахов І.М. Моделювання розвитку українського етносу.// Вісник АН УССР - 1990, №7,- с.64-69.

13. Малахов І.М. Передумови математичного моделювання етногенезу українців // y кн. Екологія і культура під ред. В.С.Крисаченко, В.Л.Храмова.- К.: Наук. Думка, 1991.- 260с.

14. Епатко Ю.Н., Малахов И.Н. Геоэкологические последствия эксплуатации железнорудных месторождений Украины // Геологический журнал АНУ - 1992, №1,- с.78-87.

15. Епатко Ю.Н., Малахов И.Н. Эксплуатация железнорудных месторождений // Справ. пособие «Экологическая геология Украины» - К.: Наук. Думка, 1993,- с.174-180.

16. Козаченко С.В., Сахаєв В.Г., Малахов І.М. Вибір критеріїв екологічності технологій.// Економіка України - 1994, №5 - с.71-75.

17. Malakhov I. The Stream of Evolution and the Evolution of a River // Bio-politica Bio-Environment - Vol.VI, Athens, Grees, 1998.-p.49-53.

18. Малахов І.М. Витоки Енвайроменталіського мислення.// Сб. Людина в ландшафті XXI століття: гуманізація географії. Проблеми постнекласичних технологій.- Наук.думка, К.: 1999.-с.69-73.

19. Malakhov I. Some traits of the Sustainable Development Strategy in the mining region // RACE News - Special ISSUE - Contaminated Land Problems in Central and Eastern Europe - Katowice, IETU, Poland 1999.-p.33-37.

20. Gapon V., Savosko V.,Smetana M., Malakhov I. The Traits of the bio-remediation technology.- Warsow ’98 Fourth International Sumposium & Exibition on Environmental contamination in Central and Eastern Europe. September, 1998. Warsaw, Poland.- p.412-418

21. Malakhov I. Phytoremedian Management in a Mining Region // RACE News - Special ISSUE - Contaminated Land Problems in Central and Eastern Europe, Katowice, IETU, Poland 2000.-p.79-83.

22. Малахов И.Н. Качество жизни: опыт экологического прочтения -Кривой Рог, ВЭЖА, 1999.- 175 с.

23. Malakhov I. Instruments for Management in Integral Environment Policy // Implementing Ecological Integrity - Edited by P.Crabbe, A.Holland, L.Ryszkowski, L.Westra - IV. Earth and Environmental Sciences- vol.- Kluwer Academic Publishers, Dordreht/ Boston/ London, 2000.- p.335-345.

24. Малахов І.М. Техногенез у геологічному середовищі.// Серія «Геологічне середовище антропогенної екосистеми» .- Кривий Ріг, «Октан-Прінт, 2003.- 252 с.

25. Єпатко Ю.М., Малахов І.М. Періоди техногенезу гірничого Кривбасу // Геологічний Журнал НАНУ - 2004, №1 - c.18-27.

26. Малахов И.Н. Критерий техногенеза в геологической среде // Природные ресурсы - АН Беларуси - 2003, № 4 - с.54-63.

27. Дядечкин Н.И., Малахов И.Н. Состояние и перспективы развития способов добычи железных руд в Кривбассе.// Металургическая и горнорудная промышленность.- 2004,№4 - с.66-69.

28. Малахов І.М. Звязок між валовими викидами та концентрацією деяких речовин-забруднювачів у повітрі Кривбасу.// Зб. Охорона праці та навколишнього середовища на підприємствах гірничо-металургійного комплексу.- НДІБПГ.-Кривий Ріг, 2005, вип.6.- с.100-106.

Малахов І.М. Вплив процесів видобутку залізних руд на стан навколишнього середовища та екологічну безпеку у Криворізькому гірничовидобувному регіоні.- Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеню доктора геологічних наук за спеціальністю 21.06.01 - екологічна безпека

Показано суттєву роль геологічного середовища у розвитку процесів техногенезу, що обумовлена незмінною з часів палеоліту привласнюючою (не відтворювальною) економікою використання мінеральних ресурсів, яка якісно вирізняє гірничодобувну промисловість між іншими технологічними галузями. Зясовано комплексний характер техногенних перетворень у геологічному середовищі Кривбасу внаслідок інтенсивної розробки родовища залізних руд. На підставі одержаних результатів здійснено оцінку глибини трансформації складових навколишнього середовища в Кривбасі, а також прогнозування розвитку техногенної екосистеми та визначено напрямки управління процесами техногенезу, обумовлених видобутком залізних руд. Доведено, що навколишнє середовище гірничовидобувного регіону необоротно трансформувалося у техногенну екосистему внаслідок невідтворних змін у геологічних структурах, які відбулися в результаті гірничовидобувних робіт, що викликало якісні зміни у всіх складових довкілля. Обгрунтовано стратегію екобезпеки у техногенній екосистемі гірничовидобувного регіону, впровадження якої дає можливість обмежити вплив техногенезу на оточуюче природне середовище шляхом використання технологічних важелів, а також поліпшити екобезпеку у самій техногенній екосистемі за допомогою комплексу технологічних та економічних методів створення умов, сприятливих для життя людини. Результати наукового дослідження рекомендовано використовувати для оцінки й прогнозування впливу гірничовидобувних робіт на стан довкілля та розвитку техногенної екосистеми, а також для розробки пропозицій щодо формування нових підходів у створенні технологій підземного видобутку залізистих кварцитів.

Размещено на .ru