Труды МЭФ-т-2-Версия_5

Таблица 5

Относительный экономический ущерб

Из данных табл. 5 следует, что реализация мероприятий направленных на снижение выбросов метана и повышение эффективности дегазации позволит повысить годовой объем добычи предприятия на 5%, снизить ущерб наносимый предприятием окружающей среде на 8%, снизить экологические платежи на 13%, а также снизить относительное значение экономического ущерба на 12% с 2,51 р/т. до 2,2 р/т.

Список литературы

1.http://mkt.rosugol.ru – Отраслевой портал «Российский уголь».

2.Скрынник Л.С., Киряева Е.А. Экономическая эффективность использования метана на шахтах Кузбасса // Мат. научн.-практ. конф. Межд. эк. Форума «Проблемы экономического развития в условиях глобального кризиса: результаты и перспективы», КузГТУ. - Кемерово, 2010 г. – с. 226229.

140

УДК: 622.33.001.2:658.152(075.8)

В. А. СКУКИН, к.т.н., доцент, И. Г. КОНЮХОВА, ассистент КузГТУ, г. Кемерово

ВЫБОР РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ

В Кемеровской области сосредоточены огромные запасы каменного угля, которые оцениваются в 524,4 млрд т. Общая площадь Кузнецкого бассейна насчитывает 27 тыс. кв.км. В настоящее время добычу угля в регионе ведут более 50 шахт и 30 угольных разрезов. Добыча угля сопровождается огромным экологическим ущербом. Поэтому проблемой номер один для территории Кузнецкого угольного бассейна в Кемеровской области, безусловно, следует считать восстановление хозяйственной и экологической ценности нарушенных горнодобывающей деятельностью земель. По экспертным оценкам ученых, общая площадь нарушенных земель в бассейне составляет не менее 91,7 тыс. га или около 4 % от общей площади бассейна. Отвалы и карьеры в таких шахтерских городах, как Киселевск, Прокопьевск, Белово, Новокузнецк, Междуреченск, являются неприглядными элементами городского и загородного пейзажа. Так, по данным «Материалов к Государственному докладу…» (2008), общая площадь нарушенных земель по городам составляет: Ленинск-Кузнецкий (449 га, или 4 % площади города), Белово (595 га, или 3,5 %), Новокузнецк (2041 га, или 4,8 %), Прокопьевск (4161 га, или 19 %). Если учесть, что на городских землях угольные предприятия по рекультивации в среднем выполняют объемы по 50 га в год, то выходит, что для восстановления земель в Новокузнецке потребуется около 70 лет, в Прокопьевске – больше 100 лет.

Наиболее экологически неблагоприятными районами Кузбасса ученые считают Восточный угледобывающий район, включающий территории Беловского, Киселёвского, Прокопьевского и Новокузнецкого районов. Причем каждое из муниципальных образований имеет свои особенности в данном отношении. Считается, что наиболее сложные условия для проведения рекультивации – в Киселёвске. По данным администрации города, на сегодня в Киселёвске насчитывается 9 крупных действующих угледобывающих предприятий и 7 предприятий были закрыты. Из общей площади муниципального образования, которая составляет более 29 тысяч га, в совокупности нарушено 9 тысяч га. Из них действующими предприятиями - 3 тысячи га. Беловского района другая особенность. На его территории находится самое большое количество угледобывающих предприятий. По данным территориального отдела по Беловскому лесничеству департамента лесного комплекса Кемеровской области, озвученным в конце

141

октября на общественных слушаниях при Общественной палате Кемеровской области «Экологические ограничения в социально-экономическом развитии региона», здесь работают 14 угольных разрезов (среди которых самый большой разрез в Кузбассе - «Бачатский») и 11 угольных шахт. Кроме того, разработкой общераспространенных полезных ископаемых (глина, базальт, известняки) открытым способом занимаются еще 10 предприятий. Зона нарушенных земель в районе, принадлежащих только Бачатскому разрезу, составляет 4,5 тысячи га. При этом рекультивировано предприятием за последние 3 года всего 300 га земли. Разрез Сартакинский занимает площадь в 2,5 тысячи га, а рекультивировано за этот же период 100 га. Ежегодно угольные предприятия изымают под разработки из земель сельхозназначения и лесного фонда более 100 га земли. Самый большой загрязнитель экологии, расположенный на территории Беловского района, - Беловская ГРЭС. Данное предприятие имеет два золоотвала общей площадью 300 га.

Рекультивацией принято называть работы по восстановлению плодородия земель, которые потеряли его в результате техногенного нарушения почвенного покрова. По мнению ученых-почвоведов, эффективность биологической рекультивации проявляется в формировании или восстановлении нарушенных хозяйственных и экологических функций почв.

Формирование почвы и растительности с момента уничтожения до достижения ими некоей комплексной структуры в условиях оптимальной температуры и влажности – процесс не одной сотни лет. По данным научных исследований, проведенных на основе оценки почвенноэкологической эффективности, 70 % поверхности отвалов горных пород Кузбасса представляет собой техногенную пустыню и только 2 % территории отвалов обладает очень хорошими почвенно-экологическими условиями, которые могут поддержать восстановительную сукцессию. А это означает, что на 98% территории необходимо проводить рекультивационные мероприятия в той или иной полноте.

Другая сторона проблемы – неудовлетворительное качество проводимых работ. Можно назвать сразу несколько условий, обеспечивающих надлежащее качество рекультивации, и каждое из них будет исключительно важным:

1.Выбор технологии рекультивации в соответствии с проектом.

2.Подготовка поверхности отвалов на горнотехническом этапе.

3.Соблюдение технологии и агротехники работ при проведении биологического этапа.

4.Совершенствование работ на биологическом этапе.

5.Планы территориального развития.

6.Наличие специалистов-профессионалов в области рекультива-

ции земель.

142

К технологии открытой разработки угольных месторождений, наряду с экономичностью и безопасностью, должны предъявляться следующие требования:

–При строительстве и эксплуатации разреза режим нарушения и восстановления земель должен быть наиболее благоприятным.

–Добыча должна быть наименее землеемкой.

–Формирование выработанного пространства и отвалов пустых пород должны отвечать требованиям проекта рекультивации согласно принятому направлению дальнейшего использования нарушенных земель.

Реализовать эти требования можно следующими путями:

–Применять систему разработки с внутренним отвалообразованием не только при разработке горизонтальных и пологих залежей, но и при разработке наклонных и крутых залежей в соответствующих условиях.

–Реализовывать технологии отработки, при которых отработанные участки или отдельные карьерные поля заполняются вскрышными породами с соседних участков или разрезов. Технологические решения должны быть направлены на оставление после отработки месторождений минимального выработанного пространства, не использованного для внутреннего отвалообразования.

–Применять селективную технологию выемки плодородных и потенциально плодородных пород и их складирования в верхнюю часть отвала вскрышных пород.

–Формировать оптимальный для дальнейшего использования рельеф поверхности отвалов.

–Создавать условия для быстрейшего и эффективного возврата земель в народнохозяйственное использование. Формировать отвалы на больших площадях таким образом, чтобы они в минимальные сроки достигли конечной высоты с дальнейшим одновременным развитием всех отвальных ярусов.

Экологические проблемы возникают и при закрытии угольных предприятий. В настоящее время экономический кризис оказал негативное влияние на финансовые показатели горных предприятий. Разразившийся мировой финансовый кризис привел многие предприятия угольной промышленности к убыточному состоянию. Это вынудило собственников

крезкому снижению объемов работ по восстановлению нарушенных земель. Закрытие шахт Прокопьевско-Киселевского района приводит к полному прекращению финансирования рекультивации земель. Следовательно, необходимо решать вопросы по использованию горных отводов шахт для складирования горных пород, а также накопления финансовых ресурсов действующих предприятий для выполнения рекультивации нарушенных земель и восстановления их для народно-хозяйственных нужд.

143

Список литературы

1.Журнал «Уголь» № 2 – 2010.

2.Ю.А Манаков Нарушенные земли Кузбасса. Путь решения проблемы – фонд рекультивации (ИЭЧ СО РАН), 2010

3.Скукин В.А. Финансовые проблемы экологической безопасности Кузбасса при реструктуризации угольной отрасли // IХ Международная научно-практическая конференция «Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах.» - 22-23ноября 2011. Кемерово, с. 189-192.

УДК 504.05

А.Н. СОЛОВИЦКИЙ, доцент, к.т.н., КузГТУ, г. Кемерово

ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН СТУДЕНТАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

130303−ГОРОДСКОЙ КАДАСТР

Цикл экологических дисциплин, преподаваемых для студентов специальности 130303–Городской кадастр, включает:

Экология в объеме 150 часов;

Мониторинг и охрана городской среды в объеме 100 часов. Качественное состояние экологической подготовки характеризует

тематика лекций и лабораторных занятий. Для дисциплины «Экология» тематика лекций следующая.

1.Введение в экологию.

2.Взаимоотношения организма и среды.

3.Экосистемы и биогеоценозы.

4.Биосфера и человек.

5.Антропогенные воздействия на окружающую природную среду.

6.Ответственность человека за состояние окружающей природной среды.

7.Экология и здоровье человека.

8.Глобальные экологические проблемы окружающей среды.

9.Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы.

10.Основные принципы охраны окружающей среды.

11.Методы защиты окружающей среды.

12.Основы экологического права.

13.Экономический механизм охраны окружающей среды.

14.Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды.

15.Экологические проблемы Кузбасса.

Курс «Мониторинг и охрана городской среды» включает следующую тематику лекционных занятий.

144

1.Общее понятие мониторинга, его структура, цели, задачи. Понятие мониторинга городской среды

2.Понятие городской среды. Город как комплексная система

3.Экологические проблемы городов. Устранение влияния негативных процессов

4.Микроклимат городской среды

5.Городская среда и здоровье населения

6.Структура и содержание работ по мониторингу городской среды

7.Содержание работ по мониторингу атмосферного воздуха

8.Содержание работ по мониторингу поверхностных вод.

9.Дистанционные и наземные средства мониторинга, информационное обеспечение экологических изменений среды городов.

10.Экоаналитические средства мониторинга.

11.Источники и виды загрязнений атмосферы, водных объектов, почвы,

12.Вредные физические воздействия

13.Основы видеоурбоэкологии

14.Экологические требования к планировке и застройке поселений Изученная тематика указанных дисциплин формирует базу для при-

менения экологических знаний в курсах специальных дисциплин, таких как «Землеустройство», «Земельный кадастр», «Кадастр застроенных территорий». Следует отметить особенности их применения.

Во-первых, в целом полученные знания являются лишь частью паспорта специальности «Экология».

Во-вторых, красной нитью их применения является реализация федерального закона ФЗ–78 «О землеустройстве», а также Государственного образовательного стандарта. Так, для города Кемерово делаются в настоящее время попытки решения экологических задач методами территориального землеустройства.

Кним относятся следующие задачи:

регулирование выбросов в атмосферу и обеспечение здорового образа жизни путем комплексной застройки микрорайонов;

снижение влияния загрязнений от печного отопления на основе замещения малоэтажной застройки многоэтажной;

строительство полигонов отходов и заводов по их переработке;

снижение выбросов в атмосферу автотранспорта на основе расширения проезжей части главных улиц и строительства объездной дороги.

При этом следует, отметить, что для застроенных территорий внутрихозяйственное землеустройство разработано слабо. Улучшение этого состояния проводится студентами при курсовом и дипломном проектировании. В этом плане можно отметить результаты исследований следующих студентов:

145

1.Тимошенко Илья Александрович, группа ГК–071 (шахта «Красноярская».

2.Митроченко Оксана Игоревна, группа ГК–041 (шахта «Листвяжная».

3.Ковина Ксения Владимировна, группа ГК–041, (город Белово).

4.Нимець Ольга Михайловна, группа ГК–041, (город Кемерово).

5.Буренкова Ольга, группа ГК–011, (Заводский район города Кемерово).

В-третьих, основным механизмом применения экологических знаний в землеустроительном проектировании является зонирование. При этом проведение экологического зонирования является также обязательным, как и функционального. Проведение такого зонирования студенты обучаются при выполнении следующих лабораторных работ по дисциплине «Землеустройство»:

1.Изучение состояния земель.

2.Образование землевладений (землепользований) сельскохозяйственных предприятий.

3.Образование землепользований граждан.

4.Установление на местности границ территорий с особым правовым режимом.

5.Установление и изменение черты населенных пунктов.

6.Размещение хозяйственных центров.

7.Организация угодий и севооборотов.

8.Внутрихозяйственное землеустройство крестьянских (фермерских) хозяйств.

9.Земельно-хозяйственное устройство города (поселка)

В-четвертых, информационная основа экологии формируется на основе проведения экологических изысканий.

В-пятых, основным организационным действием являются меропри-

ятия.

Эти особенности учтены при проведении информационно– экологической практики, а также на заключительной стадии аттестации студентов специальности 130303–Городской кадастр:

на государственных экзаменах;

при дипломировании.

экологической практики проведены экологические изыскания и составлены отчеты на следующих объектах:

улица Арсеньева, 10, город Кемерово;

улица Осьмухина, 50 город Новокузнецк;

улица Солнечный Туристан, 32, деревня Подъяково;

участок Истокский Титовского каменноугольного месторождения, Промышленновский район;

146

участок № 5 Изыхского каменноугольного месторождения, Республика Хакасия;

участок в 0,8 км на северо-запад от села Каракан, Беловский

район;

переулок 3-ий Карпатский, 10 город Кемерово.

На основании выполненных исследований сделаны следующие вы-

воды:

1.Дисциплины «Экология» и «Мониторинг и охрана городской среды» формируют базу экологических знаний для студентов специальности 130303–Городской кадастр.

2.Специальные дисциплины, такие как «Землеустройство», «Земельный кадастр», «Кадастр застроенных территорий» являются новым уровнем экологических знаний посредством их применения при решении задач территориального и внутрихозяйственного землеустройства.

3.Механизмом применения экологических знаний в землеустроительном проектировании является экологическое зонирование.

УДК 667.6:66

Н. Ю. СОЛОВЬЕВА, аспирант СибГИУ, г. Новокузнецк

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АЛКИДНЫХ ЛАКОВ И ГРУНТОВОК НА БАЗЕ ОТХОДОВ

Разработка лакокрасочных материалов коррозионной защиты на основе отходов металлургического производства позволяет одновременно решать проблему утилизации отходов, и производства широко востребованных материалов – алкидных лаков и грунтовок.

Из всех видов лакокрасочных материалов (ЛКМ), изготавливаемых на основе синтетических смол, чаще всего применяются материалы на основе алкидных смол. Это объясняется возможностью получения из них сравнительно недорогих покрытий горячей и холодной сушки с хорошей адгезией к поверхности различных материалов и хорошими физикомеханическими свойствами и химстойкостью. По химическому строению алкидные смолы относятся к сложным полиэфирам и получаются путем взаимодействия многоатомных спиртов глицерина или пентаэритрита и многоосновных кислот. Из кислот обычно применяют о-фталевую в виде ее ангидрида (ФА). Для получения эластичных покрытий алкидные смолы модифицируют растительными маслами, синтетическими жирными кислотами или их смесью. Эти смолы являются смешенными эфирами многоатомных спиртов, о-фталевой кислоты и жирных кислот масел. Длинные углеводородные цепи жирных кислот сообщают смолам растворимость в дешевых алифатических растворителях, повышают эластичность и атмо-

147

сферостойкость покрытий, хотя и снижают их щелочестойкость. Выбор масла и синтетической жирной кислоты для модификации смолы и их содержание в ней (жирность) оказывают сильное влияние на свойства получаемых покрытий. С увеличением жирности улучшается смачивающая способность алкидных смол и текучесть ЛКМ. Однако при жирности более 70 % реакционная масса склонна к преждевременной желатинизации. Модифицирование алкидных маслами позволяет получать ЛКМ отверждающиеся при комнатной температуре (в присутствии сиккатива), а модифицирование их гликолями позволяет регулировать их жирность, сохраняя хорошую эластичность получаемых покрытий. Однако, несмотря на уменьшение жирности, модификацию маслами и присутствие сиккатива, покрытия на основе одних алкидных лаков хорошо высыхают при комнатной температуре лишь в тонком слое. Для получения грунтовочных составов естественной сушки на основе алкидных лаков в них вводят карбамидные и эпоксидные смолы. [1]

Исследование алкидных лаков на основе кубовых остатков фталевого ангидрида (КОФА) проводилось по трем рецептурам (получение глифталевого, пентафталевого и светлого глифталевого лаков) и грунтовочного состава, модифицированного эпоксидной смолой. Для модификации лаков из растительных масел выбрано наиболее доступное техническое подсолнечное масло, хотя оно и не является наиболее реакционноспособным в ряду высыхающих масел, а с целью удешевления продукции произведена частичная его замена дистиллированным таловым маслом, отходом целлюлозно-бумажной промышленности. Синтез алкидных лаков включает: прием, хранение и подготовку сырья; синтез алкидной смолы; получение лака; хранение готового лака.

Для исследования и разработки технологии получения алкидных смол исследовали отходы дистилляции фталевого ангидрида со следующим содержанием ФА, % мас.: 35, 37, 48, 50; содержание КОФА в рецептуре алкидной смолы изменяли от 40 до 58,9 %; содержание подсолнечного масла составляло 30,1 -41,5; глицерина 10,3 -11,9 %; пентаэритрит вводили в количестве 10 %, содержание кальция углекислого составляло 0,02 %. Подсолнечное масло заменили на дистиллированное таловое масло на 30-50 %. Исследовали влияние гранулометрического состава КОФА на качество алкидного лака. Гранулометрический состав КОФА изменялся от

0,05-1,1 мм до 1,2-2,0 мм.

Исследования осуществляли в лабораторных условиях. Синтез алкидной смолы проводили известным алкоголизным способом [2] в две стадии. В емкость загружали подсолнечное масло, пентаэритрит, катализатор. В качестве катализатора использовали натрий углекислый (0,02 %). Процесс алкоголиза осуществляли при температуре 240-260 °С в течение 6 - 8 ч. Контроль степени алкоголиза осуществляли по отсутствию в пробе нерастворимой в этиловом спирте части. После завершения алкоголиза реак-

148

ционную массу охлаждали до 180 °С и загружали таловое масло, КОФА и сольвент (3 % массы общей загрузки). Процесс полиэтерификации осуществляли при температуре 240 °С, длительностью 10-15 часов. Контроль за полнотой полиэтерификации осуществляли по кислотному числу и вязкости реакционной массы. Полученную модифицированную алкидную смолу охлаждали до 150°С и добавляли сольвент в соотношении 1:2, полученный раствор алкидного лака охлаждали до 20-25 °С.

Условия и результаты процесса синтеза алкидных лаков представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Условия и результаты синтеза алкидных смол

149