АЛБОРОВ Игорь Иванович

 

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОБЫЧИ РУД В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ СЕВЕРНАЯ ОСЕТИЯ-АЛАНИЯ

 

Специальность 08.00.19 - 'Экономика природопользования и охраны окружающей среды"

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени

кандидата экономических наук

Москва 1998

Работа  выполнена  в  Северо-Кавказском  государственном технологическом университете.

 

 

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Одной из важнейших проблем Северного Кавказа является ухудшающееся состояние окружающей среды. Этому процессу в немалой степени способствуют интенсивная добыча полезных ископаемых, а также специфические природные условия горного региона.

Горнодобывающие и перерабатывающие предприятия региона работают в условиях ограниченного количества земельных площадей, сложного рельефа, специфических водного и воздушного режимов. Данные факторы приводят к тому, что места деятельности промышленных предприятий, проживания населения и ведения сельского хозяйства находятся в непосредственной близости друг от друга и подвержены сильному взаимовлиянию. Кроме того, горный рельеф в значительной мере препятствует самоочищению атмосферы и водной среды, что приводит к усилению воздействия добывающих и перерабатывающих процессов на людей и экосистемы.

Особенности рельефа и сложные формы залегания рудных тел обуславливают высокий уровень нарушения земель при ведении горных работ. Многие годы добыча полезных ископаемых в регионе была направлена преимущественно на извлечение наиболее богатых рудных залежей, что привело к необоснованным для будущих поколений потерям полезных ископаемых. Практически до настоящего времени при разработке месторождений Северного Кавказа предприятия руководствовались только экономическими соображениями.

Опыт развития человеческой цивилизации показывает, что беспощадная эксплуатация природных ресурсов, направленная на получение сиюминутной выгоды, в конечном счете, себя не оправдывает. Наиболее приемлемым путем решения экологической проблемы Северного Кавказа

является применение технологий добычи полезных ископаемых, позволяющих снизить потребление природных ресурсов и воздействие на окружающую среду. В настоящее время уже разработаны технологии добычи, позволяющие достичь определенных результатов в данной области. Решение о внедрении новых, природосберегающих технологий должно приниматься на основе их детальной оценки по совокупности экономических, экологических и иных факторов, имеющих значение для промышленности региона, его населения и экологических систем.

Таким образом, оценка эколого-экономической эффективности внедрения природосберегающих технологий добычи руд в условиях Республики Северная Осетия-Алания является актуальной научной задачей.

Цель работы состоит в обосновании и выборе рациональных природосберегающих технологий по фактору их эколого-экономической эффективности в условиях горного региона.

Основная идея работы заключается в выполнении оценки эколого-экономической эффективности с учетом факторов, отражающих особенности горного региона.

Методы исследования включают в себя научное обобщение и анализ, экономико-статистическое моделирование, лабораторный и производственный эксперимент, многофакторный и корреляционный анализ.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

1. Значения основных эколого-экономических показателей добычи полезных ископаемых в условиях горного региона следует определять с использованием разработанных экономико-статистических моделей установления влияния основных факторов, учитывающих особенности горного региона.

2. Выбор технологий добычи полезных ископаемых рекомендуется

осуществлять с использованием разработанной интегральной экономико-математической модели, критерием которой является максимум эколого-экономического эффекта в регионе от добычи полезных ископаемых, при условиях соблюдения нормативов сбросов и выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

3. Эколого-экономическую оценку и выбор рациональных технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона необходимо производить с использованием предлагаемого в работе механизма, включающего в себя формирование исходных технологических вариантов, установление влияния учитываемых факторов и выполнение оценки по предложенному критерию, оцениваемому по результатам использования предложенной для этого интегральной экономико-математической модели.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Разработана концепция оценки влияния технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона, отражаемых выбранными для этого факторами.

2. Сформированы основные показатели оценки эколого-экономической эффективности добычи полезных ископаемых в условиях горного региона.

3. Обоснован критерий оценки эколого-экономической эффективности природосберегающих технологий в условиях горного региона.

3. Предложен операционно-определенный механизм эколого-экономической оценки и выбора рациональных технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона.

Научное значение работы состоит в установлении основных принципов и положений оценки эффективности технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона с учетом совокупности

экономических и экологических факторов, возникающих в процессе добычи и на последующих производственных стадиях.

Практическое значение работы заключается в возможностях применения разработанного механизма для обоснования и выбора эффективных технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона, приемлемых в техническом, экономическом и экологическом аспектах.

Обоснованность   и   достоверность   научных   выводов   и   рекомендаций подтверждаются:

- достаточно большим количеством применяемой в работе фактической информации о состоянии добычи и использования природных ресурсов на рудниках Северного Кавказа и горных предприятиях России и СНГ.

- высокой сходимостью расчетных материалов с данными практики, не выходящей за пределы 9-11 % для пяти- и 13-15 % для десятилетних периодов анализируемой ретроспективы.

положительными    результатами    применения    разработанных рекомендаций на предприятиях Садонского свинцово-цинкового комбината.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований использованы при реализации программ "Горы Осетии" и "Недра Осетии" для обоснования горнодобывающих технологий в условиях предприятий Садонского свинцово-цинкового комбината и обеспечили расчетный эффект в сумме 900 тыс. деноминированных рублей.

Апробация работы: Основные положения диссертации доложены и одобрены на Садонском свинцово-цинковом комбинате, Тырныаузском вольфрамомолибденовом комбинате (1997г.), кафедрах экономической теории, обогащения полезных ископаемых, экологии (Владикавказ, СКГТУ 1997), АО "Кавказцветметпроект", в Министерстве охраны окружающей

среды РСО-Алания (Владикавказ 1997) и на кафедре "Экономика природопользования" МГГУ (1998).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 статьях и отчетах НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованной литературы. Работа содержит 134 стр. текста, 18 рисунков, 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Расширение географии и увеличение добычи минерального сырья оказывает региональное и глобальное воздействие на окружающую природную среду. Негативное влияние технологий добычи и переработки минералов усиливается орогидрографическими особенностями горных рудников Садона, Тырныауза, Уруха, Квайсы и продолжительными сроками добычи минералов природоразрушающими технологиями.

Интенсивные методы эксплуатации горных полиметаллических рудников сопровождаются разрушением и неуправляемым выщелачиванием потерянных в недрах руд водными потоками по зонам обрушений. Одним из направлений рационализации природопользования является снижение антропогенного воздействия на среду применением природосберегающих технологий добычи и переработки с комбинированием элементов традиционных и геотехнологических методов добычи.

Под природосберегающими технологиями в работе понимаются технологии добычи, позволяющие обеспечить более рациональное использование природных ресурсов и снижение техногенной нагрузки на окружающую среду в сравнении с традиционно применяемыми технологиями.

Проблемы рационального природопользования при добыче минералов изложены в работах М.И.Агошкова, Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского, К.Н.Трубецкого, В.А.Чантурия, М.А.Ревазова, В.А.Харченко, Н.Н.Чаплыгина, В.Т.Коваля и других ученых.

Анализом научных исследований установлено, что эколого-технологическому перевооружению горных предприятий препятствует действующая концепция определения прибыли, которая недостаточно точно учитывает затраты на восстановление окружающей природной среды.

В связи с этим важной научной задачей являются изучение влияния добывающих и перерабатывающих предприятий на состояние окружающей среды, разработка механизма выбора оптимальных технологий добычи, который обеспечит получение прибыли от использования природосберегающих технологий добычи руд.

Для достижения поставленной в работе цели решались следующие задачи:

- анализ существующей в регионе Северного Кавказа экологической, экономической и социальной ситуации;

- анализ технических, экономических и экологических особенностей добычи полезных ископаемых в регионе;

- формирование концепции природосберегающих технологий добычи полезных ископаемых для условий Северного Кавказа;

- исследование экологических и экономических параметров традиционных и природосберегающих технологий;

- выявление зависимостей между эколого-экономическими показателями добычи полезных ископаемых и характеристиками региона и технологий добычи;

- обоснование критерия эколого-экономической оценки природосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и

разработка экономико-математической модели оценки;

- формирование механизма эколого-экономической оценки и выбора технологий добычи полезных ископаемых;

-   реализация результатов работы на горных предприятиях региона.

Эколого-экономическая оценка технологических процессов затрудняется рядом объективных факторов, среди которых:

- недостаточная изученность влияния отходов горного производства на элементы экосистемы, загрязнение природной среды;

- недостаточность представлений о механизме и закономерностях протекания физико-химических процессов в сфере горного производства, влияющих на окружающую среду;

- отсутствие полного объема необходимых данных о практическом использовании на рудниках РСО-Алания природоохранных технологий, известных в других горнодобывающих отраслях;

- отсутствие методики управления качеством окружающей среды с учетом эколого-экономических факторов;

- недостаточное количество практических рекомендаций о регулировке технологий добычи и переработки экологическими методами.

Для региона  Северного Кавказа с  его  крупными  и  долговременно   • работающими   рудниками,   фабриками   и   заводами   такие   исследования выполнялись, но количественных показателей, которые можно было бы использовать      для      эколого-экономического      регулирования,      явно недостаточно.

С целью разработки эколого-экономического механизма принятия решений по выбору технологий добычи были изучены горно-геологические, технологические, экологические и экономические факторы, определяющие комплекс управляющих решений при эксплуатации Садонских месторождений полиметаллических руд, включая горный, обогатительный и

8

металлургический переделы.

При проведении анализа влияния горных технологий на окружающую природную среду было выявлено, что добывающая и перерабатывающая отрасли в значительной мере превышают строительную, металлоперерабатывающую и все другие отрасли по количеству вредных отходов; сопутствующие основным металлам радиоактивные элементы ориентировочно в 1,5 раза увеличивают эффект влияния этих металлов на окружающую среду за счет механизма радиационной интенсификации.

Проведенный анализ Североосетинского региона показал, что доля Садонских рудников в общем загрязнении биосферы региона составляет 50-60 % преимущественно в виде тяжелых металлов, кроме того, в недрах Садонских рудников в химико-физических процессах участвуют около 2 млн.т ранее потерянных руд с содержанием свинца более 2 % и цинка более 3 %, хвостохранилища на площади более 120 га содержат до 3 млн. т отходов, загрязнение почв металлами превышает фоновую концентрацию по цинку и свинцу в 10 раз, кадмию - в 3-8 раз, фактическая лесистость бассейнов рек в два раза ниже базовой.

Оценка влияния горных технологий на окружающую природную среду осуществляется на основе характеристик, отражающих количество руды добытой, потерянной, обогащенной, переработанной, с учетом коэффициентов извлечения при горном, обогатительном и металлургическом процессах. Также необходим учет объема воды в производстве, время контакта воды с минералами, объем пустот, образованных при добыче руды.

Исследование механизма природоразрушающих процессов в недрах и на поверхности показало, что физический, минералогический и химический составы рудных минералов весьма благоприятны для процессов природного выщелачивания с выбросом металлов в среду при традиционной

технологии, физико-химические процессы природного выщелачивания подчиняются четко выраженным закономерностям и подлежат управлению, содержание цинка в жидких отходах горного передела достигает 100-6000, а свинца - 6-13 мг/дм3, что делает их сырьем для получения полезных компонентов.

На базе проведенного анализа были выявлены взаимосвязи и взаимозависимости показателей, отражающих эколого-экономические аспекты технологии добычи от внутрипроизводственных факторов, отражающих параметры конкретного предприятия, среди них наиболее значимы: Н - глубина разработки, м; L - протяженность горных выработок, км; Т - срок службы шахты, лет; М - производственная мощность по металлу, тыс.т./год; V - объем водопритока, м3/час; U - плотность населения в регионе, чел/км2;. Данные зависимости можно представить в следующем виде. Для существующего способа разработки:

10

где Уа - ущерб наносимый атмосфере, млн.руб.; Ув - ущерб наносимый водной среде, млн.руб.; Уз - ущерб наносимый литосфере, млн.руб.; Зу -удельные затраты на единицу продукции, руб/т; Дп - возможные дополнительные доходы, млн.руб.

Анализируя полученные зависимости, можно сделать вывод, что ущерб, наносимый атмосфере (Уа) наиболее существенно увеличивается при: увеличении протяженности горных выработок, это можно объяснить тем, что увеличивается площадь и соответственно объем выходов газов на поверхность; увеличение плотности населения также ведет к росту ущерба, т.к. увеличивается число людей, живущих и работающих на загрязненной и нарушенной территории; также значительный рост ущерба атмосфере проявляется при увеличении срока службы предприятия, это обусловлено тем, что увеличивается количество пород, насыпаемых в отвалы, хвостохранилища и пруды -отстойники, а также с увеличением продолжительности воздействия предприятия на окружающую природную среду; в меньшей степени рост ущерба зависит от изменения производственной мощности и увеличения количества водопритока, и практически не изменяется при росте глубины разработки.

Ущерб, наносимый гидросфере (Уг), растет при увеличении протяженности горных выработок, глубины залегания, срока службы шахты и объема водопритока, т.к. увеличивается количество вскрытых водоносных горизонтов и, как следствие, происходит их интенсивное смешивание, что приводит к изменению их химического состава; также значительное

11

влияние на увеличение суммы ущерба имеет рост плотности населения, что можно объяснить по аналогии с ущербом, наносимым атмосфере -увеличивается количество людей, использующих загрязненные воды; в меньшей степени влияет на ущерб гидросфере производственная мощность.

Ущерб, наносимый земельным ресурсам (Уз), в наибольшей степени зависит от роста протяженности горных выработок и срока службы предприятия, что характеризуется увеличением породы, поступающей в отвалы, и соответственно увеличения площадей хвостохранилищ, прудов отстойников и т.д.; в меньшей степени увеличение ущерба земле зависит от роста глубины разработки, производственной мощности, объема водопритока и плотности населения.

Удельные затраты на единицу продукции (Зу) значительно увеличиваются в зависимости от роста протяженности горных выработок, глубины залегания и объема водопритока, т.к. усложняется система разработки и доставки полезного ископаемого; при росте продолжительности действия предприятия происходит больший износ станков и оборудования, задействованных в процессе, что также влияет на увеличение удельных затрат; в то же время следует отметить, что с ростом производственной мощности предприятия снижаются удельные затраты на единицу продукции; в еще большей степени снижение удельных затрат зависит от роста плотности населения, т.к. дешевеет рабочая сила.

В наибольшей степени рост дополнительных доходов (Дп) зависит от увеличения плотности населения, которое заинтересовано в использовании дешевого строительного материала, полученного из отходов добычи и

переработки; в связи с увеличением производственной мощности растет и

« величина дополнительных доходов, это происходит в связи с возможностью

использования большего количества побочного продукта, в значительно меньшей степени величина дополнительных доходов зависит от роста

12

глубины залегания, протяженности горных выработок, срока службы шахты и объема водопритока.

Аналогичные зависимости для  предлагаемой  природосберегающей технологии добычи имеют следующий вид:

Анализ зависимостей показал, что влияние внутрипроизводственных факторов на эколого-экономические показатели при предлагаемой природосберегающей технологии разработки остается примерно таким же, и лишь влияние роста глубины залегания на ущерб, наносимый атмосфере незначительно.

Для  более  полной  оценки  эколого-экономической  эффективности

13

внедрения природосберегающей технологии, была разработана экономико-математическая модель с целевой функцией максимизации возможного эффекта, получаемого от внедрения предлагаемого способа, в основу которой легли установленные зависимости.

Предлагаемая модель включает в себя ряд эколого-экономических показателей отражающих: ущерб, наносимый атмосфере, гидросфере, литосфере; затраты на внедрение, включающие исследовательские и проектные работы, а также капитальные затраты на строительство по предлагаемому варианту, а также другие затраты связанные с внедрением предлогаемой технологии; себестоимость единицы продукции; возможные дополнительные доходы.

С целью полного учета экономических и экологических сторон вопроса определения эколого-экономической эффективности природосберегающих технологий предложенная экономико-математическая модель дополняется рядом ограничений, к которым относятся:

- экологические: концентрация вредных веществ в результате выбросов в момент производства по разным рассматриваемым технологиям разработки должна быть в пределах ПДВ и ПДС по всем видам загрязняющих веществ, в том числе с эффектом их суммации;

- экономические: затраты по внедрению предлагаемого способа разработки должны быть не больше средств, имеющихся у предприятия, с учетом средств поступивших со стороны; рентабельность предлагаемой технологии разработки должна быть не ниже, чем рентабельность уже существующей.

С учетом предложенных ограничений и проведенного анализа данная модель может иметь следующий вид:

14

 )

при условиях:

 ;    (12)

 (13)

 (14)

 (15)

 (16)

где   -  эффект от использования  рассматриваемой технологии, млн.руб.;

j - вариант технологии разработки;

i - индекс компонента полезного ископаемого;

t - индекс года проведения мероприятия;

Ц - цена за единицу продукции, млн.руб.;

С - себестоимость единицы продукции, млн.руб./т.;

Q - объем добычи по металлу, тыс.т.;

15

 -   затраты,   необходимые   для    внедрения    предлагаемого варианта, млн.руб.

 возможные       дополнительные       доходы        от использованияпредлдогаемого варианта, млн.руб; q - коэффициент дисконтирования;

ri - рентабельность существующей технологии добычи, %; rh - рентабельность предлагаемой технологии добычи, %;

 - собственные средства предприятия,  направленные на разработку и внедрение предлагаемого варианта, млн.руб;

 - привлеченные средства, направленные на разработку и внедрение предлагаемого варианта, млн.руб;

m -   индекс вида выбрасываемого в атмосферу загрязняющего вещества;

1  - индекс вида сбрасываемого в водоемы загрязняющего вещества, к - индекс вида воздействия на окружающую природную среду.

 - объем сбросов, т/год;

 - объем выбросов, т/год;

Предложенная экономико-математическая модель с целевой функцией максимизации эколого-экономического эффекта в совокупности с экономико-статистическими моделями взаимосвязей эколого-экономических показателей и внутрипроизводственных факторов позволяет сформировать механизм(рисЛ) оценки эколого-экономической эффективности природосберегающих технологий.

В  блоке представленного механизма осуществляется анализ параметров горного региона, где представлена информация о климатических, экологических и экономических характеристиках рассматриваемого предприятия.

16

Экологические ограничения

Экономические ограничения

Рис. 1 Механизм эколого - экономической оценки и выбора технологий добычи полезных ископаемых.

17

В блоке 2 на основе проведенного анализа происходит формирование приемлемых природосберегающих вариантов технологии добычи.

Далее данные варианты в совокупности с существующим вариантом разработки (блок 3) оцениваются посредством экономико-статистических моделей для определения эколого-экономических показателей вариантов.

После этого предлагаемые природосберегающие варианты рассматриваются через предлагаемые экономические и экологические (блоки 5 и 6) ограничения, если вариант не соответствует этим ограничениям и предъявляемым в них требованиям, то его рассмотрение прекращается. Если вариант соответствует предлагаемым ограничениям, то происходит его оценка посредством экономико-математической модели (блок 7), кроме того, там же оценивается и существующая технология. После чего определяется наиболее оптимальный из них.

Результаты исследования могут быть применены для предприятий, добывающих, перерабатывающих и осуществляющих металлургический передел металлических руд.

В качестве объекта исследований в данной работе были выбраны предприятия Садонского свинцово-цинкового комбината.

За базовый вариант принимался применяемый в настоящее время способ с выемкой руд технологиями с потерями в недрах и в хвостах на поверхности, сбросами металлосодержащих сточных вод в р. Ардон. Экономический эффект определялся для основного горного участка на основании предложенной экономико-математической модели и разработанных экономико-статистических моделей.

Предлагаемый вариант основывается на проведении выщелачивания полезных компонентов с помощью природных и закачиваемых вод, и последующей их откачкой из пробуренных скважин. По результатам

18

исследований, экономические и экологические преимущества предлагаемого варианта характеризуются улучшением состояния природной среды и включают выемку наиболее богатых руд с заводских переделов, закладку пустот хвостами переработки и очистку шахтных стоков до попадания их в экосистему.

Таким образом, на основании проведенных исследований и с применением механизма эколого-экономической оценки и выбора технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона произведенная на Садонском свинцово-цинковом комбинате оценка позволила выбрать вариант природосберегающей технологии добычи полезных ископаемых, с применением выщелачивания руд, и получить расчетный эффект в размере 900 тыс. деноминированных рублей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной задачи оценки эколого-экономической эффективности внедрения природосберегающих технологий добычи руд в условиях Республики Северная Осетия-Алания и получены следующие результаты:

1. Интенсивное ведение работ по добыче полезных ископаемых и особенности горного региона привели к тому, что экологическая ситуация в Республике Северная Осетия-Алания в настоящее время сильно обострилась, что требует пересмотра существующего механизма принятия решений по выбору технологий добычи и смещения приоритетов в сторону применения технологий с более низким потреблением природных ресурсов и воздействием на окружающую среду.

2. Исследование результатов применения традиционных и природосберегающих технологий показало, что значения основных эколого-

19

экономических показателей добычи полезных ископаемых в условиях горного региона следует определять с использованием разработанных экономико-статистических моделей установления влияния основных факторов, учитывающих особенности горного региона.

3. Выбор технологий добычи полезных ископаемых рекомендуется осуществлять с использованием разработанной интегральной экономико-математической модели, критерием которой является максимум эколого-экономического эффекта в регионе от добычи полезных ископаемых при условии соблюдения нормативов сбросов и выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

4. Эколого-экономическую оценку и выбор рациональных технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона необходимо производить с использованием предлагаемого в работе механизма, включающего в себя формирование исходных технологических вариантов, установление влияния учитываемых факторов и выполнение оценки по предложенному критерию, оцениваемому по результатам использования предложенной для этого интегральной экономико-математической модели.

5. На основании проведенных исследований и с применением механизма эколого-экономической оценки и выбора технологий добычи полезных ископаемых в условиях горного региона на Садонском свинцово -цинковом комбинате была произведена оценка технологий добычи полезных ископаемых и был выбран вариант применения выщелачивания руд, что позволило получить расчетный эффект в размере 900 тыс. деноминированных рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Коваль В.Т., Коваль Б.В., Алборов И.И. Резервы эффективности природопользования и устойчивое развитие. В сб.: 10 лет кафедре

20

"Экономика природопользования". - М.: МГГУ, 1997.

2. Планирование платежей за пользование природными ресурсами./ Коваль В.Т., Карпов В.А., Самсонов Н.А., Алборов И.И. Сб. научи, тр.: 10 лет кафедре "Экономика природопользования". - М.: МГГУ, 1997.

3. Новая методика расчета производственных резервов и эффективность природопользования на крупных промышленных предприятиях/ Коваль В.Т., Калинин Т.Ю., Алборов И.И. Горный информационно-аналитический бюллетень, - М.: МГГУ, № 2. 1997.

4. Алборов И.И., Голик В.И. Эколого-экономическая концепция модернизации техногенной разработки жильных месторождений. Сб. трудов конференции РАЕН. - Новочеркасск, 1997.

5. Голик В.И., Алборов И.И. Проблемы экологии и жизнедеятельности Северокавказских    рудников.     Сб.    трудов    конференции    РАЕН, Новочеркасск, 1997.