Оценка влияния на окружающую среду открытого и подземного способов добычи угля

УДК 622.85:622.33

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТКРЫТОГО И ПОДЗЕМНОГО СПОСОБОВ ДОБЫЧИ УГЛЯ

ESTIMATION OF INFLUENCE ON ENVIRONMENT OPEN CUT AND UNDERGROUND MINING COAL

А. А. Харионовский - д-р техн. наук, заместитель генерального директора АО "МНИИЭКО ТЭК" А. Р. Литвинов - канд. техн. наук, Директор московского представительства «Научный центр промышленной безопасности»

М. Ю. Данилова - бакалавр Т. Махмуд - комитет по устойчивой энергетике, ЕЭКООН

A. A. Kharionovskij - doctor of technical sciences, deputy general director of AO "Mniiekotek"

A. R. Litvinov - candidate of technical sciences Director of the Moscow office «Scientific Industrial Safety Center»

M. Yu. Danilova - bachelor T.Mahmud - Committee on Sustainable Energy Economic Commission for Europe

В работе дана сравнительная оценка влияния на окружающую среду открытого и подземного способов добычи угля на основе анализа статистических данных угольных компаний по объемам сбросов сточных вод в водные объекты и выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, объемам размещения вскрышных и вмещающих пород во внешних породных отвалах, площади нарушаемых земель. В качестве критериев оценки использованы удельные показатели техногенного воздействия на окружающую среду, удельные показатели платы за негативное воздействие на окружающую среду и удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель. Установлено, что открытый способ добычи угля отличается от подземного способа более высокими удельными показателями по размещению отходов и нарушению земель и более низкими удельными показателями по сбросам сточных вод и выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Суммарная величина удельных показателей платы за негативное воздействие на окружающую среду и затрат на рекультивацию нарушенных земель открытого способа добычи угля выше подземного способа в 2,3 раза.

In this work we compare evaluation of influence on environment of open cut and underground coal mining based on analysis of statistical data of the coal companies in terms of wastewater discharges into water bodies and emissions of polluting substances in atmospheric air, volumes of placement of overburden and enclosing rocks in the external waste dumps, the area of disturbed lands. As the evaluation criteria we use specific indicators of technogenic impact on the environment and specific indicators of payments for negative impact on the environment and the unit costs for reclamation of disturbed lands. It is been established the open method of coal mining is different from the underground method as it has higher specific indicators of waste disposal and disturbance of land and the lower relative performance in terms of effluent wastewater discharges into water bodies and emissions of pollutants into the atmosphere. The total value of specific indicators of payments for negative impact on the environment and the cost of reclamation of the open method of coal mining are 2,3 times more than the underground method.

Ключевые слова: УГОЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, СПОСОБ ДОБЫЧИ, ТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, УДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА

Key words: ICOAL MINING INDUSTRY, METHOD MINING, ADVERSE ENVIRONMENTAL IMPACT, SPECIFIC INDICES, COMPARATIVE ESTIMATION

А. Р. Литвинов Gc msc@mail.ru

Уровень негативного воздействия на окружающую среду (НВОС) предприятий угольной промышленности зависит от большого количества факторов, которые могут быть объединены в три основные группы:

- группа 1 - природные факторы, к

которым относятся горно-геологические и гидрогеологические условия разрабатываемого месторождения, природно-климатические условия размещения предприятия;

- группа 2 - объемы добычи угля, способ (открытый, подземный) и технология добычи, применяемое горно-транс-

Г 1

Т. Махмуд Tahminai.Mahmud@ unece.org

5 2 10

а

2,6В

2,33 т. н 2,13 2,1

1,58 1,62 М._¿« 1.« 1,73

Тз ш 1.29

1,2 1,23 1.2

1,1 0.96 0,52 --* 0,96

2Ш

200?

2008 20М 201С 2011 2012 2013

-Отрасль -»-Шахты -к-Рг^резы

Рисунок 1 - Динамика удельных показателей сброса сточных вод

2014

2015

портное оборудование;

- группа 3 - масштабы применения природоохранных мероприятий и их эффективность.

Для оценки влияния способа добычи угля на уровень НВОС был выполнен анализ статистических данных угольных компаний по объемам сбросов и выбросов загрязняющих веществ, размещения отходов производства во внешних породных отвалах, площади нарушенных земель за предшествующие 10 лет (с 2006 г. по 2015 г.). За этот период добыча угля увеличилась с 310 до 373,3 млн.т (на 20 %), в том числе добыча угля открытым способом возросла на 34 %, добыча подземным способом снизилась на 4,7 %. Доля открытого способа в общем объеме добычи увеличилась с 65 до 72 %. В 2015 г. открытым способом добыто угля в 2,6 раза больше, чем подземным.

В качестве критериев сравнительной оценки НВОС приняты удельные показатели техногенного воздействия в расчете на 1 тонну добытого угля открытым способом, подземным способом и в целом по отрасли:

- удельные показатели сброса сточных вод, м3/т;

- удельные показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, кг/т;

- удельные показатели размещения отходов производства во внешних породных отвалах, т/т.

- удельные показатели нарушения земель, га/млн.т.

Основной объем сточных вод (98 %), сбрасываемых в водные объекты, представлен шахтными и карьерными водами. Анализ данных за рассматриваемый период показал, что удель-

ные показатели сброса сточных вод предприятий открытого и подземного способов добычи и средние по отрасли имеют устойчивую тенденцию к снижению (рис.1). В 2015 г. по сравнению с 2006 г. удельный показатель сброса сточных вод по разрезам снизился на 35 %, по шахтам - на 31 %. Причем удельный показатель сброса сточных вод по разрезам в 2015 г. был в 1,7 раза меньше, чем по шахтам.

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на шахтах являются угольные котельные, вентиляционные выбросы, породные отвалы, открытые склады угля, пункты погрузки, выгрузки, перегрузки угля и пустых пород; на разрезах - угольные котельные, породные отвалы, открытые склады угля, работающее горно-транспортное оборудование, взрывные работы, технологические автодороги.

Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за последние 10 лет по шахтам выросли на 20 %, а по разрезам снизились на 62 % (рис.2). Значительно более высокими удельными показателями выбросов отличаются угольные шахты, что обусловлено высокой долей (88 %) в общем объеме выбросов шахтного метана. В 2015 г. это различие между разрезами и шахтами достигло 26 раз. Выбросы загрязняющих веществ и химические соединения могут вступать во взаимодействия и образовывать вторичные загрязнения. Установить и учитывать их влияние на ОС достаточно сложно.

На прошедшем в текущем году очередном совместном заседании XI сессии группы экспертов по шахтному метану Комитета по устойчивой энергетики ЕЭК ООН и Глобальной инициативы по метану (ГИМ) обсуждались вопросы, связан-

114

10

ч

I

А

к

с> £ о

с

1,8 Г--^ эТ 9,12 ,9,1В' 0.02 «9^^А 8,53 0,8

7,33

2, В__- '--- 2,96 3,15 2.Т5 2,0 2,10 2,6!

3,34 3,56

0,99 0,45 0,41 0,49 0,41 0,41 0,4 0,43 0,33 0,34

20И

2007

2008

2009

2010

гон

2012

2013

2014

2015

—* Отрасль Шахты Разрезы

Рисунок 2 - Динамика удельных показателей выбросов в атмосферу

ные с ролью воздействия метана на окружающую среду (ОС), проблемы и пути их решения [1]. Однако при оценке его негативного воздействия использовались в основном только два показателя - это абсолютная величина выбросов и доля в общем объеме выбросов метана в атмосферу. По нашему мнению, при проведении подобного рода оценок необходимо использовать и показатель концентрации метана в атмосфере. Это позволит оценить динамику потенциала воздействия метана и с его использованием разработать наиболее обоснованную стратегию снижения и/или управления рисками.

Проблемы загрязнения воздушного бассейна с каждым годом приобретают все большую актуальность и остроту. Происходит ухудшение экологической обстановки. Климатические и другие изменения несут все большую угрозу.

Все большую озабоченность вызывают

проблемы здоровья проживающих на промыш-ленно освоенных территориях. С каждым годом появляется все больше научных подтверждений связей между загрязнением воздуха и состоянием здоровья людей. Он является самым значимым из всех воздействующих факторов ОС на здоровье населения [2]. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от загрязненного воздуха в помещениях и в атмосфере ежегодно в мире преждевременно умирает около 7 миллионов человек 3] или каждый восьмой из общего числа умерших в мире, что приблизительно равно численности проживающих в таких странах, как Болгария, Сербия или Парагвай [4]. Это превышает и показатель утраты жизней от основных болезней с высокой смертностью -малярии, туберкулеза и спида вместе взятых.

Достаточно остро эта проблема стоит и в России. В 2015 году загрязнения атмосферно-

7,9/ 7,3^

5,96*4^ ,„6^8

5,3 5,05 / ] 5,02

/4.16

3,55 '3,52 2,49

Л 57 г 3,03 2,65^*

0,75 <1,00 1,33,

200й

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

21)14

2015

—•—Отрасль -в-Шахты —*-Р;ире»ы

Рисунок 3 - Динамика удельных показателей размещения отходов во внешних отвалах

Таблица 1 - Удельные показатели техногенного воздействия открытого и подземного способов добычи

Показатель 2006-2015 гг. 2015 г.

Открытый способ Подземный способ Открытый способ Подземный способ

Удельный показатель сброса сточных вод, м3/т добычи 1,16 2,01 0,96 1,61

Удельный показатель выбросов в атмосферу, кг/т добычи 0,42 8,77 0,34 8,80

Удельный показатель размещения отходов, т/т добычи 5,58 1,01 6,74 1,56

Удельный показатель нарушения земель, га/млн.т добычи 11,94 4,29 21,24 5,67

го воздуха привели к преждевременной смерти 94 500 человек [5].

Отходы производства в отрасли на 99 % представлены вскрышными и вмещающими породами. Более 50 % всего количества образующихся отходов ежегодно размещается во внешних породных отвалах, которые являются источником загрязнения подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха и прилегающих территорий. В рассматриваемый период наблюдался значительный рост удельных показателей размещения отходов во внешних отвалах (рис.3). В 2015 г. по сравнению с 2006 г. этот показатель вырос по разрезам на 80 %, по шахтам на 99 % и в среднем по отрасли на 95 %. Удельный показатель по разрезам превышает аналогичный показатель по шахтам в 4,3 раза.

Специфика производственной деятельности угледобывающих предприятий обуславливает необходимость постоянного изъятия из землепользования новых участков земель различного назначения и их нарушения. Особенно интенсивно этот процесс наблюдается на разре-

я

зах. За прошедший 10-летний период удельный показатель нарушения земель увеличился на шахтах на 10 %, на разрезах - в 2,7 раза, средний по отрасли - в 2,4 раза (рис.4). В 2015 г. удельный показатель нарушения земель на разрезах превысил аналогичный показатель по шахтам в 3,7 раза.

Сводные данные по удельным показателям техногенного воздействия на окружающую среду предприятий по добыче угля открытым и подземным способами приведены в таблице 1.

Следствием НВОС является причинение ущерба окружающей среде. Единственным общепринятым критерием экономической оценки и механизмом его возмещения служит в настоящее время плата за НВОС. Согласно действующему природоохранному законодательству плата за НВОС взимается с природопользователей за сбросы и выбросы загрязняющих веществ и размещение отходов производства и потребления. В связи с этим для эколого-экономической оценки открытого и подземного способов добычи угля были использованы удельные величины

20

21,24

14.04 /б, 95

10,23 13,19 . Ь- 11,3 13,06 10,53 ^^

6,3-Г 7,25 9,07 ^ {,63 7,06

"¡И5 3,46  Тго 5,19 \5 32 2,15 1,26_____« 1,841

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

-♦-Отрасль -»-Шахты Разрезы

Рисунок 4 - Динамика удельных показателей нарушения земель

Таблица 2 - Удельные эколого-экономические показатели открытого и подземного способов добычи угля

Показатель Открытый способ Подземный способ

Удельный показатель платы за сбросы, руб/т добычи 0,11 0,19

Удельный показатель платы за выбросы, руб/т добычи 0,06 1,47

Удельный показатель платы за размещение отходов, руб/т добычи 2,26 0,53

Удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель, руб/т добычи 6,31 1,69

Итого 8,74 3,88

платы за НВОС в расчёте на 1 тонну добычи угля (табл.2). Приведённые в таблице удельные показатели платы рассчитаны исходя из фактических сумм платы, предъявленным угледобывающим предприятиям за 2015 г.

За нарушение земель действующим природоохранным законодательством плата за НВОС не предусмотрена. Однако нормативные правовые акты содержат однозначное требование к предприятиям по восстановлению всех нарушенных в процессе производственной деятельности земель в период работы предприятий и после их закрытия. Исходя из этого, в качестве эколого-экономического показателя оценки способов добычи угля, отражающего негативное воздействие на земельные ресурсы, были приняты удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель, рассчитанные на 1 тонну добычи угля. Исходным параметром для расчёта удельных затрат на рекультивацию были приняты затраты на проведение технического и биологического этапов рекультивации по данным кафедры экономики природопользования МГУ им. Н.В. Ломоносова - 297,2 тыс. руб. на 1 га нарушенных земель [6].

Расчёты показали, что удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель в расчёте на 1 тонну добычи угля на разрезах в 3,7 раза выше, чем на шахтах. Сумма удельных показателей платы за НВОС, включая удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель, составила для открытого способа 8,74руб./т, для

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.

2.

3.

4.

5.

6.

подземного способа - 3,88 руб/т.

Выводы

1. Способ добычи угля оказывает существенное влияние на уровень техногенного воздействия на окружающую среду. Выполненные расчёты на основе статистических данных угольных компаний по охране окружающей среды показали, что удельный показатель сбросов сточных вод в водные объекты для открытого способа добычи ниже, чем для подземного способа в 1,7 раза, удельный показатель выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ниже в 26 раз, удельный показатель размещения отходов во внешних породных отвалах выше в 4,3 раза, удельный показатель нарушения земель выше в 3,7 раза.

2. Открытый и подземный способы добычи угля существенно различаются также по эколого-экономическим показателям. Удельный показатель платы за сброс сточных вод в водные объекты для открытого способа добычи ниже, чем для подземного способа в 1,7 раза, удельный показатель платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу ниже в 24,5 раза, удельный показатель платы за размещение отходов во внешних породных отвалах выше в 4,3 раза, удельные затраты на рекультивацию нарушенных земель выше в 3,7 раза.

3. По сумме удельных эколого-экономиче-ских показателей открытый способ добычи угля превышает подземный способ в 2,3 раза.

11th Session Group of Experts on Coal Mine Methane, 24 - 25 October 2016,Salle XII, Palais des Nations,

Geneva [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.unece.org/index.php?id=41968#/

Clean Air for Life/ - United Nation, 2016. - 35 c.

World health statistics / World Health Organization. - 2014. - 178 c.

Список стран по населению. Материал из Википедии — свободной энциклопедии [Электронный ресурс].

- Режим доступа: ttps://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D1

%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD_%D0%BF%D0%BE_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%B5%D0

%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8E

World health statistics/ World Health Organization. - 2015. - 161 c.

Пинаев В.Е., Касимов Д.В., Афанасьева О.О. Вопросы рекультивации земель - опыт подготовки главы для проекта мероприятий по охране окружающей среды. Интернет-журнал "Мир науки", выпуск 1, 2015, Режим доступа: http://mir-nauki.com/PDF/13EMN115.pdf.

REFERENCES

1. 11th Session Group of Experts on Coal Mine Methane 24 - 25 October 2016 Salle XII, Palais des Nations, Geneva. (n.d.). www.unece.org. Retrieved from http://www.unece.org/index.php?id=41968

2. Clean Air for Life. (2016). United Nation.

3. Spisok stran po naseleniju [List of countries by population]. (n.d.). wikipedia.org. Retrieved from ttps:// ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1 %D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D1%81%D1%82%D1%80 %D0%B0%D0%BD_%D0%BF%D0%BE_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B D%D0%B8%D1%8E

4. World health statistics. (2015). World Health Organization.

5. Pinaev, V.E., Kasimov, D.V., & Afanas'eva, O.O. (2015). Voprosy rekul'tivacii zemel' - opyt podgotovki glavy dlja proekta meroprijatij po ohrane okruzhajushhej sredy [Questions reclamation - the experience of preparing for the head of the project on environmental protection measures]. Internet-zhurnal "Mir nauki" - Internet magazine "World of Science", Vol. 1. Retrieved from http://mir-nauki.com/PDF/13EMN115.pdf