Факторы, влияющие на способы разработки и использования углесодержащих отходов Восточного Донбасса

В результате реструктуризации угольной промышленности были закрыты 188 нерентабельных шахт [1], что значительно повысило техникоэкономические показатели работы угольной промышленности, улучшило условия труда шахтеров, а так же снизило экологическую нагрузку на окружающую природную среду. В тоже время в результате реструктуризации к уже существующим заброшенным терриконам добавились терриконы ликвидированных шахт, каждый из которых загрязняет окружающие водоемы и воздушную среду. Так на территории одного только Восточного Донбасса в настоящее время находится около 600 терриконов занимающих порядка 4800 гектар полезной площади [2]. Со временем земли, прилегающие к терриконам становятся все менее пригодными для ведения сельского хозяйства из-за отравления их водами, стекающими с породного отвала. Более того, если не предпринимать ни каких средозащитных мероприятий, то через какие-нибудь 50 - 70 лет большая часть этих земель станет окончательно непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур в предстоящие столетия [3].

Помимо долгосрочных перспектив нарушения экологического состояния близлежащих территорий, терриконы наносят повседневный вред окружающей среде. Во-первых, те же самые воды, стекая с породных отвалов, смешиваются с грунтовыми водами и, следовательно, приносят все содержащиеся в них загрязняющие вещества в водоемы, некоторые из которых являются питьевыми. Во-вторых, ввиду высокого содержания в терриконах серы и угля, они нередко самовозгораются и могут медленно тлеть в течении нескольких лет, при этом выделяя в атмосферу токсичные соединения. Все это приводит к ухудшению общей экологической ситуации и созданию неблагоприятных условий жизни населения.

Актуальность и новизна предлагаемого метода обусловленны созданием нового методического подхода по эколого-экономическому обоснованию способа разработки углесодержащих отходов Восточного Донбасса, включающего:

• -    выявление взаимосвязи факторов, влияющих на экологоэкономическую эффективность способов разработки углесодержащих отходов Восточного Донбасса;

• -    систематизацию способов разработки углесодержащих отходов Восточного Донбасса, в качестве базовых признаков которой приняты: виды создаваемой из отходов потребительных стоимостей и характер экологических последствий их разработки;

• -    установление зависимостей величины дохода от выявленных способов разработки углесодержащих отходов Восточного Донбасса.

Порядка 25% терриконов Восточного Донбасса имеют различное содержание угля, который может быть использован различными потребителями. Помимо угля в отвалах содержится порода, из которой возможно изготовление различных видов продукции. Вовлечение породных отвалов в хозяйственную деятельность создает благоприятные условия для трудоустройства местного населения. Кроме того это способствует улучшению экологической ситуации за счет исчезновения рисков возгорания терриконов и отравления воздуха продуктами горения, а также загрязнения почвенных и сточных вод вымываемыми дождем угольными соединениями.

Ликвидация шахт Восточного Донбасса оказала существенное влияние на различные стороны жизни региона. В частности, это привело к снижению экономической активности, ухудшению экологической и социальной обстановки. Поэтому вовлечение в разработку терриконов может иметь важное эколого-экономическое и социальное значение для развития этого региона. Проведенный анализ показал, что из имеющихся в настоящее время накопленных отходов угледобычи около половины могут представлять интерес как для извлечения из них угля, так и для производства на их основе различной продукции. Кроме этого, ликвидация негоревших породных отвалов существенно улучшит экологическую обстановку в регионе, прекратив загрязнение сточных и почвенных вод и атмосферного воздуха, что в свою очередь улучшит уровень здоровья местного населения.

Каждое из предприятий, занятое разработкой породных отвалов, способно на год - полтора трудоустроить до 100 человек, что в условиях дефицита рынка труда Ростовской области имеет существенное социальное значение. Работа таких предприятий обеспечит налоговые отчисления в федеральный и областной бюджеты. К этому следует добавить, что земли, освободившиеся от влияния углесодержащих отходов, в перспективе можно будет использовать в сельском хозяйстве как для выращивания сельскохозяйственных культур, так и для животноводства.

В результате анализа установлено, что эффективность разработки породного отвала зависит от производственных, экономических и экологических процессов.

В результате анализа взаимосвязи производственных, экономических и экологических процессов, оказывающих влияние на эффективность разработки породного отвала, установлено, что разработку породного отвала и извлечение углесодержащих и прочих отходов можно производить несколькими способами (рис. 1).

Рис. 1. Взаимосвязь производственных, экономических и экологических процессов, оказывающих влияние на эффективность разработки породного отвала

Для углесодержащих накоплений отходов существуют три способа производства энерогоносителей, каждый из которых подразумевает различный комплекс мер, требует разного объема инвестиций и дает разные доходы. Наиболее простой способ разработки отходов - ручная выборка, подразумевает поиск и сортировку угля ручным способом. Применение этого способа разработки отходов не приводит к изменению воздействия терриконов на окружающую природную среду. Применение способа разработки основанного на применении технологий сортировки требует дополнительных капиталовложений и характеризуется определенным негативным воздействием на окружающую природную среду. Следующий способ разработки углесодержащих отходов предусматривает использование обогатительной фабрики. Данный способ предполагает полное прекращение загрязнения окружающей природной среды после завершения всех работ.

В углесодержащих терриконах Восточного Донбасса доля породы составляет примерно 75%. В зависимости от ее характеристики в некоторых случаях она может быть использована для производства различных видов продукции неэнергетического назначения [4]. Этот процесс дает возможность использовать два способа разработки отходов.

Один из них предполагает производство из углесодержащих отходов продукции в местах расположения терриконов. Для этого способа характерен некоторый прирост загрязнения среды в период разработки отходов и полное прекращение после окончания работ. Другой способ – вывоз породы на завод в качестве сырья для производства различных видов продукции. При этом способе также характерным является полное прекращение загрязнения среды после окончания работ. Кроме этого применение этих способов влечет за собой высвобождение занимаемых терриконами земель.

Рассмотренные характерные особенности различных способов разработки отходов позволяют систематизировать их по двум признакам:

• -    виду продукции, создаваемой в результате разработки отходов (энергоносители и продукция неэнергетического назначения);

• -    характеру влияния на окружающую природную среду (без изменений; прирост загрязнений в период производства работ; прекращение загрязнения после завершения работ),

Таблица 1.

Систематизация способов разработки углесодержащих отходов Восточного Донбасса.

В результате проведенного анализа влияющие на эффективность разработки террикона факторы были систематизированы по основным группам: природные, физические свойства, горно-геологические, социальные, экологические и экономические.

• -    природные факторы – основным природным фактором является температура, так как разработка террикона возможна только при высокой или умеренной температуре, при низких же температурных условиях породы породного отвала смерзаются, что в значительной мере усложняет его разработку;

• -    физические свойства терриконов – во-первых, крайне важен процент содержания угля в породном отвале. Во-вторых, немаловажную роль играют и качественные характеристики угля содержащегося в породном отвале;

• -    горно-технические факторы – исключительно важны используемые технологии разработки и оборудование для ее проведения, которые определяют время, затраченное на разработку породного отвала и качество продукции;

• -    социальные факторы – проживание на прилегающих территориях неработающих граждан и их уровень квалификации определяют возможное наполнение предприятия трудовыми ресурсами;

• -    экологические факторы – загрязнение воды, воздуха и земельного пространства, производимое терриконом, существенно ухудшает качество человеческой жизни, что может быть нивелировано при ликвидации породного отвала;

• -    экономические факторы – рынок угля определяет возможность продажи разработанного угля, себестоимость его извлечения, капиталовложения, время окупаемости проекта. А величина прибыли определяет уровень интереса инвестора к финансированию такого проекта. Помимо этого, интерес представляют занимаемые терриконом площади и их стоимость, а так же прибыль, получаемая от реализации пород.

Для учета совокупного влияния факторов на эффективность различных способов разработки углесодержащих отходов предложено использовать показатель комплексной оценки, представляющий собой соотношение сумм баллов полученных экспертами и их максимально возможных значений.

м

• 2 F„

ГП j где, " т - комплексная оценка m-го фактора, баллов; - коэф. комплексной оценки влияния факторов на эффективность разработки и использования углесодержащих отходов, ед; - количественная экспертная оценка, балл.