CC BY
29
- © Е.А. Ельчанинов, 2014
УДК 502:551.345
Е.А. Ельчанинов
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ОХРАНЫ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ПРОМЫШЛЕННОМ ОСВОЕНИИ СЕВЕРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Рассмотрены экологические проблемы масштабного промышленного освоения Северных территорий. Дается характеристика и место природоохранной проблемы, а также направления снижения негативного влияния на природную среду при масштабном промышленном освоении Северных территорий.
Ключевые слова: экология, природопользование, территории, Север, освоение
Можно без преувеличения утверждать, что важнейшие мировые хозяйственно-экономические задачи сегодня могут быпъ решены только с привлечением природных топливно-энергетического и минерально-сырьевого потенциала имеющегося на территории районов Крайнего Севера России. Районы Крайнего Севера России и прежде были объектами, активно участвующие в создании и развитии основ социалистической индустрии.
Достаточно вспомнить реализацию богатейших топливно-энергетических возможностей Восточной и Западной Сибири, минерально-сырьевой базы Севера Европейской России, Таймыра, Якутии и Магаданской области. Очередной проблемой подобной величины является намечаемое хозяйственное освоение шельфа Ледовитого океана и зоны прилегающей территории Крайнего Севера на протяжении всего Северного морского пути.
Что представляют собой проблемы территории Крайнего Севера России и какая роль отводится ей в решении социально-экономического развития России?
Проблема освоения Северных территорий России прошла сложный путь, подвергаясь многократной переоценке в период формирования рыночной экономики, в соответствии с конкретными
196
политическими и хозяйственными задачами, а также с учетом накопленных знаний о природно-климатических условиях и потенциале этой территории.
Реальные материально-технические возможности практического решения этих проблем играют не последнюю роль.
Сегодня экономисты не исходят из предположения, что решение этих проблем это развитие Северной транспортной магистрали призванной выполнять чисто транспортные функции. Речь идет о комплексном хозяйственном освоении, в котором транспортное обеспечение является частью общего освоения территории, а в первую очередь связана с программой освоения запасов нефтегазовых и минеральных ресурсов. Наряду с активным развитием газовых и нефтедобывающих центров необходимо предусматривать развитие горнодобывающей и перерабатывающей промышленности расположенной непосредственно на территории Крайнего Севера России. Важной предпосылкой решения проблем освоения является также успешное создание комплексов энергоемких и теплоемких производств. Эти комплексы и становятся экономическими форпостами для развертывания работ как по строительству горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, так, и для создания транс-портно-экономического развития Северного морского пути. Немаловажную роль в решении этой проблемы должна сыграть активная внешнеполитическая линия по разработке целого ряда совместных инвестиционных программ с развитыми странами мира.
Проблемы эти будут решаться в очень сложных природно-климатических условиях. Речь идет о строительстве и формировании территориально-производственных комплексов в местах, отдаленных от промышленно развитых центров России, в условиях низких температур и вечной мерзлоты. Это выдвигает ряд серьезных требований к научно-технической мысли, связанных с разработкой новых технологических методов добычи и переработки полезных ископаемых, изготовлением машин и механизмов, пригодных для эксплуатации в подобных условиях. Серьезные вопросы возникают в области транспортного, промышленного и гражданского строительства. Непросто решается проблема формирования трудовых ресурсов и создания для них материально-бытовых условий.
Имеющиеся на территории Крайнего Севера России минерально-сырьевые ресурсы и намечаемое развитие транспортных систем позволит создать крупные территориально-промышленные комплексы.
197
Так, вопрос доставки нефти в восточном направлении предполагает строительство на Дальнем Востоке целого ряда нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Известно, что такая постановка вопроса ранее рассматривалась. Теперь положение решается положительно, так как ежегодно может направляться на восток значительный поток северной нефти.
Строительство электростанций в районах освоения территории Крайнего Севера России позволит обеспечить условия для формирования территориально промышленных комплексов, повысить их надежность и обеспеченность электроснабжением, а также увеличить территорию с централизованным электро- и теплоснабжением.
Богатые ресурсы Крайнего Севера, рассредоточенные на огромнейшей территории, при ее слабой транспортной освоенности предопределяют очаговый характер размещения производства, привязывают его к опорным базам, расположенным в южных, обжитых районах Сибири и Дальнего Востока. С этих баз сырье и промышленная продукция отправляются в самые отдаленные точки Крайнего Севера.
Промышленное освоение районов территории Крайнего Севера России открывает для развития внешнеэкономических связей большие возможности. Это должно проявляться в двух направлениях. Во-первых, по линии создания надежных транспортных условий для более широкого использования продукции горнодобывающей и горноперерабатывающей, химической, лесной и лесоперерабатывающей отраслей промышленности всей Сибири и Дальнего Востока. Во-вторых, по линии комплексного использования сырьевых ресурсов непосредственно (уголь, никель, медь, асбест, железная руда, редкоземельные элементы и др.) для организации предприятий экспортной специализации. Это дает нам основания считать программой для широкого международного промышленно-экономического сотрудничества.
Трансконтинентальное значение самого Северного морского пути тоже велико, так как кратчайший путь между странами Европы, Азии и Тихого океана пролегает через этот путь, а в перспективе, с вводом в эксплуатацию новой широтной железнодорожной магистрали, возрастет значение трансконтинентального транспорта для обслуживания международного сотрудничества. Этой новая функция магистрального железнодорожного транспорта северных районов
198
России, предстоит справиться с мощным грузопотоком, что потребует дальнейшего развития морских портов побережья Крайнего Севера страны. Они должны быть модернизированы и значительно усилены.
Социальные последствия хозяйственного освоения Северных территорий можно разделить на три группы. К первой относятся те, что связаны с формированием баланса трудовых ресурсов. Это, во-первых, комплектование рабочей силы для строительства магистрали и промышленных объектов в зоне освоения на капитальной основе, так как вахтовый вариант не приемлем, как противоречащий основной идеи освоения территории. Во-вторых, подготовка кадров для их обслуживания.
Ко второй группе относятся те, которые предусматривают мероприятия по созданию социально-бытовых условий, с учетом особенностей стабильной жизни населения в условиях Крайнего Севера.
Суровость климата и неблагоприятные условия должны быть компенсированы в этих районах повышенным уровнем жизненного комфорта и сервиса. Несомненно, для приживаемости здесь следует повысить нормы обеспеченности и уровень коммунальных и бытовых услуг. Учитывая, что полностью обеспечить здешнее население овощами, молоком, мясом за счет внутренних районов России очень сложно, необходимо установить более тесные связи с базами централизованной поставки всех видов пищевой и бытовой продукции в требуемых объемах.
Третья группа связана с адаптацией коренных народов этой зоны в обстановке, которая будет складываться в процессе освоения территории Крайнего Севера России.
На планируемой к освоению территории издавна проживают многие народы (ханты, манси, якуты, эвенки, чукчи, ненцы, эвены, коряки и др.), несомненно, промышленное освоение территории повлечет за собой коренные изменения в их образе жизни. Для них это связано со сменой места жительства, хозяйственного уклада, переходом от традиционных занятий к нетрадиционным, восприятием новых духовных ценностей, они активно будут включаться в промышленное освоение территории, молодежь воспримет новую информационную базу и будет стремиться к приобретению незнакомых для нее профессий.
На основе данных мировой статистики следует признать, что природоохранные мероприятия в этих условиях должны составлять
199
8-10% от общей величины производственных капиталовложений, то есть следует считаться с необходимостью целевого выделения ресурсов из генеральных смет проектируемых объектов, предназначенных для осуществления природоохранных мероприятий.
Природа на территории Крайнего Севера России требует особенно бережного отношения. Почти на всем протяжении с Запада на Восток срок возобновления леса составляет 90-200 лет, легко разрушается растительный покров и верхний слой почвы при деградации многолетней мерзлоты, образуются участки с лунным ландшафтом практически не восстановимы.
Учитывая, что в хозяйственном освоении территорий Крайнего Севера России будут принимать участие тысячи коллективов и фирм различных отраслей промышленности, мало знакомые с природными условиями Крайнего Севера, что потребует дополнительных материальных и трудовых затрат, масштабов работ, экономической и социально-политической деятельности, на осуществление стратегических природоохранных задач при промышленном освоении этих территорий — программа грандиозная и захватывающая.
Анализ задач по освоению Северных территорий свидетельствует о широком диапазоне разновидностей строительных работ: от линейных инженерных сооружений (железнодорожных путей, шоссейных дорог, трубопроводного транспорта, прокладки ЁЭП и т.п.) до компактных строек (рудники, шахты, энергетические блоки, жилые комплексы и инфра структуры их обслуживания). Все эти работы будут производиться, как выше указывалось, на территории многолетней мерзлоты, которая характеризуется низкой устойчивостью к внешним воздействиям и высокой чувствительностью природной среды. Многолетняя мерзлота является термодинамическим явлением, которое не достаточно изучено, а в некоторых областях производственной деятельности они практически отсутствуют. Например, отсутствуют исследования термодинамических процессов в разрабатываемом массиве горных пород в зоне влияния горных выработок, а также отсутствуют какие-либо сведения о технических решениях, направленных на управление этими процессами. Горное производство в первую очередь интересуют те явления и те термодинамические процессы в разрабатываемом горном массиве, которые происходят непосредственно в местах деятельности человека при добыче полезных ископаемых, и которые влияют на
200
производственные процессы, условия ведения горных работ и возможность управления ими.
В настоящее время, на наш взгляд, проблема изучения термодинамических процессов в горном массиве приобрела, как выше указывалось, весьма актуальный характер в связи с планируемым интенсивным развитием добычи полезных ископаемых в районах многолетней мерзлоты. Знание закономерностей, происходящих в разрабатываемом массиве термодинамических процессов, позволяет по-новому решать многие технические и технологические задачи при разработке полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты.
Воздействие на характер изменения теплового поля с помощью средств терморегулирования, способных осуществлять интенсивно теплопередачу в глубь массива и из массива, обеспечивает условия управления состоянием тепловых полей, а следовательно, различными процессами и явлениями, вызываемыми изменением температурных полей в окружающей природной среде. Исследования термодинамики вмещающих пород при разработке полезных ископаемых способствуют обоснованию и разработке принципиально новых технических решений по сохранению поверхности горных отводов, сокращению негативных последствий экологических систем, а также на флору и фауну.
Освоение добычи полезных ископаемых в северных районах выдвигает весьма актуальную проблему совершенствования и оптимизации процессов разработки полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты с учетом термодинамики горных пород в массиве. Эта крупная многоплановая проблема охватывает ряд сложных научно-производственных задач, решение которых в значительной степени должно опираться на знание базовых закономерностей формирования и изменения тепловых полей в многолетнемерзлом массиве пород при его разработке.
Под многолетней мерзлотой принято понимать многолетнемерз-лое состояние горных пород, основная часть влаги в которых содержится в виде льда. Это определение наиболее полно соответствует энергетической основе всех тепловых явлений в толще вмещающих полезные ископаемые пород; оно не допускает двоякого понимания и полностью согласуется с теорией равновесного состояния воды в горных породах.
Главная особенность состава мерзлых горных пород — наличие в них льда — предопределяет в значительной степени специфику их
201
свойств, т. е. повышенную механическую прочность, способность к релаксации напряжений, ничтожную газо- и водопроницаемость, несколько большую теплопроводность, а также явно выраженную зависимость всех этих свойств от температуры, особенно при близких к нулю отрицательных ее значениях. Свойства мерзлых пород зависят также от количества оставшейся в них незамерзшей воды, которое тем больше, чем дисперснее породы, ближе к нулю температура, а также выше минерализация порового раствора и внешняя нагрузка.
Лед в мерзлых породах может содержаться в виде цемента, состоящего из мелких, почти незаметных невооруженным глазом отдельных кристаллов различной формы и ориентировки и в виде обособленных включений — шлиров (прослойки, линзы и гнезда), а также крупных ледяных тел размерами до нескольких сот метров (пластовые, жильные льды). Количество, размеры, форма и размещение в породе кристаллов и шлиров льда связаны с генезисом, составом пород, водно-температурными условиями их промерзания и определяют особое строение этих пород — их криогенную текстуру.
При кратковременных нагрузках ледяные шлиры выполняют роль армирующего каркаса, и порода оказывается тем прочнее, чем больше толща и количество содержащихся в ней шлиров. При длительно воздействующих нагрузках во льду начинают развиваться пластические деформации, что приводит к постепенному и часто весьма значительному уменьшению общей прочности породы.
Ослабленными плоскостями в мерзлых породах являются внутренние поверхности контакта ледяных шлиров с породой. При сдвиге вдоль этих поверхностей порода значительно менее прочна, чем при сдвиге по плоскости, нормальной к шлирам. Особенно явно влияние такого ослабления прослеживается у пород слоистой криогенной текстуры.
Интенсивное проявление криогенных процессов — это пучения, растрескивания, просадки и т.д., опасное и необратимое развитие которых свойственно мерзлым породам разного генезиса. Эти процессы порождены своеобразными условиями тепло — и водообмена, а именно резкими нарушениями фазовых равновесий воды в горных породах, изотермическими превращениями воды в лед, и наоборот.
Поэтому среди множества природных и горнотехнических факторов, влияющих на выбор эффективных способов отработки по-
202
лезных ископаемых, основную роль играет температура массива, содержащего лед, а следовательно, наряду с литологическим составом, строением, льдистостью горных пород температурные условия последних во многом определяют параметры добычных (очистных) выработок.
Тепловой эффект массообмена заметнее всего оказывает влияние на тепловые поля в водонасыщенных крупнодисперсных и крупнообломочных породах. Термоградиентная конвекция проявляется чаще всего в протаивающем слое и в слое пород по изотерме 0^+4 °С и зависит от состава и концентрации солей.
Наиболее неблагоприятны условия разработки в подмерзлотных горизонтах при наличии трещинно-пластовых вод, обычно напорных. При образовании депрессионной воронки в процессе снятия напора подмерзлотных водоносных горизонтов изменяется тепловое поле массива, происходит промерзание пород на большую глубину, что приводит к инфильтрации воды и развивает локальные талики, отражающиеся на условиях горных работ, развивается морозное и талое пучение пород.
Перечисленные факторы заметно различаются в отдельных районах рассматриваемой области, и вследствие этого изменяются условия эксплуатации месторождений. Одновременно эти же факторы изменяются на всех месторождениях с глубиной залегания, т.е. по мере возрастания температуры породного массива.
В период эксплуатации месторождения значительное влияние на указанные факторы оказывает тепловой режим шахты. Поскольку мерзлота является продуктом теплообмена, то, варьируя его условиями, изменяем природные условия. Для сохранения повышенной устойчивости мерзлых горных пород необходимо сохранять их естественное тепловое состояние.
Сохранение пород в устойчивом состоянии, обеспечение низкой интенсивности окислительных процессов нуждаются в стабилизации тепловых полей вокруг горных выработок. Сложность и оригинальность условий требуют учета знакопеременного теплового режима массива и горных выработок: системы фазовых переходов воды в рудничном воздухе и горных породах; нестабильности физических полей и режимов горного массива при знакопеременных температурах.
203
Итак, основными факторами, определяющими специфику условий эксплуатации месторождений п.и. в районах многолетней мерзлоты, являются:
высокая устойчивость обнажений;
низкая газоносность и газопроницаемость полезных ископаемых и вмещающих пород;
жесткие климатические условия в горных выработках; отсутствие окислительных процессов; изменение тепловых полей при разрушении пород; невозможность восстановления энергетических полей из-за отсутствия сил сцепления между частями обрушенных пород;
ярко выраженные фазовые переходы при изменении температуры массива.
В настоящее время знания о тепловых полях и температурном состоянии массива пород при добыче полезных ископаемых крайне неопределенны, так как наука не располагает достаточным количеством объективной информации о тепловом режиме массива. Одним из путей получения таких сведений является систематическое изучение изменений теплового потока в массиве в зоне ведения активных работ.
Тепловое поле земной коры определяется мощностью и распределением источников выделения и поглощения тепла, термическими свойствами земных слоев и законами их изменения, температурой поверхности Земли. Источниками теплового поля земной коры и Земли в целом являются внутренние (планетарные) и внешние (космические) процессы.
К внутренним процессам, сопровождающимся выделением тепла, относятся распад радиоактивных элементов, приливное трение, релаксация упругих напряжений, гравитационная дифференциация, кристаллизационные и полиморфические превращения, перестройка электронных оболочек, фазовые переходы, химические реакции. К внешним источникам тепла относится космическое излучение (солнечная радиация, корпускулярное и прочие излучения Солнца, звезд и галактик).
Небольшой разогрев поверхности Земли происходит в процессе падения на нее метеоритов и метеорной пыли. В результате замедления скорости вращения — в связи с изменением момента инерции при увеличении объема и массы Земли за счет падающих метеоритов
204
и метеорной пыли — выделяется энергия мощностью 1,46-1012 Вт. Такая мощность энергии при площади поверхности Земли 5-1014 м2 создает тепловой поток плотностью 0,29-10-2 Вт/м2.
Тепло выделяется при тектонических, метаморфических и магматических процессах, в основном, когда внутриземная энергия превращается из одного вида в другой. В случае вертикальных движений происходит изменение потенциальной энергии — увеличение при поднятии и уменьшение при опускании. Тепло в Земле могут выделять электрические токи, возбуждаемые солнечной радиацией в теле Земли и в атмосфере.
Знание термодинамических закономерностей в разрабатываемом горном массиве способствует разработке теоретических основ управления физическими процессами в массиве при добыче полезных ископаемых в многолетней мерзлоте и состоянием природной среды. Эти теоретические основы содержат, в частности методы расчета: систем управления тепловыми полями в массиве пород вокруг горных выработок;
устойчивости выработок в условиях знакопеременного тепло — и массообмена в зоне многолетней мерзлоты;
определения пожароопасности отработанных участков на основе формирования теплового поля разрабатываемого массива;
управление опасными динамическими явлениями в массиве воздействием на тепловое поле;
конструирования систем регулирования теплового режима для условий шахт глубоких горизонтов и многолетней мерзлоты с использованием тепловой энергии массива;
конструирования теплообменных крепей и ряда других тепло-обменных и теплопередающих устройств;
формирование искусственного массива из обрушенных пород и закладочных материалов методом смораживания;
конструирования тепловых систем ослабления пород в массиве при термическом, гидротермическом, электротермическом, термоэлектрохимическом способах;
прогноза опасных динамических явлений в массиве, вмещающем горные выработки;
экологические преобразования природных экосистем. На базе результатов исследований термодинамических процессов и аналитических методов намечено создание новой техники и
205
технических решений по способам и средствам управления термодинамическими процессами в горном массиве при разработке месторождений полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты.
В настоящее время разработаны способы управления тепловыми полями в массиве, вмещающем строительные объекты, с целью охраны их от теплового воздействия в условиях многолетней мерзлоты с использованием энергии массива и ряда конструкций теплопередаю-щих и теплорегулирующих устройств. Соответственно разработаны эффективные схемы регулирования теплового режима воздушной потоков с использованием тепла (холода) массива.
Проведены проработки ряда технологических решений по созданию искусственного массива из разрушенных пород и закладочных материалов методом смораживания; по, предотвращению пожароопасности выработанных пространств методом глубокого промораживания массива пород и полезного ископаемого с использованием естественного и искусственного холода. Осуществляются поиски по созданию ряда методов прогноза, в частности степени пожароопасности выработанных участков, выбросоопасных и ударо-опасных условий при разработке полезного ископаемого; внезапных обрушений породы на больших площадях, возникновения опасных напряжений при зависании труднообрушаемых пород основной кровли в комплексно-механизированных лавах. Кроме того, проведены поиски по созданию способов и средств по предотвращению этих опасных динамических явлений с учетом и использованием установленных закономерностей изменения температурных полей в массиве. Значительно улучшается экологическая ситуация на горных отводах и прилегающих к ним территориях.
При этом принято, что во всех горных породах, залегающих в верхней части земной коры, основным механизмом теплопередачи является кондуктивная теплопроводность.
Предстоящее освоение огромной территории (площадь 10,7 млн км2 и 69,7% от всей площади) России охваченной многолетней мерзлотой. На этой территории сосредоточены большие запасы (от 40 до 100% мировых запасов) минерального сырья — медь, никель, кобальт, олово, железо, платина, золото, нефть, газ, слюда, поваренная соль, фосфаты, алмазы и др.
Освоение северных районов выявило актуальную проблему охраны природной среды. Эта проблема проявилась уже при разработке
206
алмазных месторождений республики Саха (Якутия) и Архангельской области (Европейского Севера) связанных с нарушением подземных водоносных горизонтов несущих высокоминерализованные воды (рассолы), перемещение которых приводит к изменению состояния естественных тепловых полей.
Все взаимодействия с многолетнемерзлым массивом взаимосвязаны с термодинамикой массива. Термодинамика массива позволяет решать многие проблемы, в том числе и размещение высокоминерализованных вод откачиваемых из рудников, в геологических многолетнемерзлых структурах не являющихся источниками питания водоносных горизонтов.
Температура пород является одним из факторов, определяющих коллекторские свойства пород, фазовое состояние воды, ее миграцию и накопление.
При решении технических и технологических проблем необходимо решение следующих аналитических задач:
• перенос теплоты от воды в массив горной породы, который приводит к вакуум-фильтрационному эффекту, за счет таяния льда. Плотность льда на 8,3% меньше плотности воды, и, следовательно, при фазовом переходе лед — вода первоначальный объем, занимаемый льдом в горной породе, уменьшается, способствуя подтоку воды в образующиеся пустоты.
• фильтрационное движение жидкости за счет градиента давления, возникающего за счет капиллярных сил, возникающих при контакте воды с трещинами, образованными при замораживании влажной горной породы.
• электроосмос, обусловленный движением ионов солей, присутствующих в природной воде, под действием естественного электрического поля, возникающего на границе фазового перехода льда в воду.
Процесс переноса теплоты, выделяемой или поглощаемой во фронте фазового превращения, например, при контакте массива мерзлой горной породы с водной средой, можно рассматривать как процесс нестационарной теплопроводности в полуограниченном теле (массиве).
В соответствии с балансом подвода и отвода теплоты фронт фазового превращения вещества будет перемещаться с определенной скоростью, захватывая новые области процессом образования новой
207
фазы. Температура во фронте фазового превращения принимается равной температуре фазового перехода при данном давлении (температура плавления и т.д.).
Подводя итог сказанному о роли и значении Северных территории в хозяйственной деятельности России и воздействии на природные комплексы нужно отметить следующее.
Особенности растительного и животного мира на территории многолетней мерзлоты.
Принципы хозяйственной деятельности на Северных территориях. Управление мерзлотными процессами. Радиационно-тепловой баланс поверхности Земли как условие формирования и динамики сезонной и многолетней мерзлоты и экологического преобразования.
Влияние факторов природной среды и промышленной инфраструктуры на формирование радиационно-теплового баланса поверхности земли осваиваемого района. Основные условия связи температурного режима пород с составляющими радиационно-те-плового баланса поверхности. Влияние освоения территории на структуру радиационно-теплового баланса поверхности.
Нарушения поверхности территории многолетней мерзлоты, вызванные деятельностью человека. Особенности антропогенного формирования ландшафтно-криогенных процессов. Изменение растительного и животного мира в области многолетней мерзлоты в результате техногенеза. Источники антропогенного влияния на многолетнюю мерзлоту.
Влияние промышленного производства на окружающую природную среду Северных территорий. Особенности взаимодействия промышленного предприятия с атмосферным воздухом в условиях Арктического и Субарктического климата.
Взаимодействие промышленного предприятия с литосферой в условиях многолетней мерзлоты. Отличительные особенности взаимодействия промышленного предприятия с подземными и поверхностными водами на территории многолетней мерзлоты (угольные, рудные, россыпные месторождения, открытые и подземные горные работы, металлургические заводы, энергетические объекты и т.д.). Особенности взаимодействия промышленного производства с почвенным и растительным покровом в условиях многолетней мерзлоты.
Воздействие на окружающую природную среду при строительстве различных объектов на территории многолетней мерзлоты.
208
Влияние строительства магистральных трубопроводов на окружающую природную среду в условиях многолетней мерзлоты. Линейное строительство в условиях многолетней мерзлоты (автодороги, железные дороги, линии электропередач, взлетно-посадочные полосы и др.) и окружающая природная среда. Строительство горнодобывающих, обогатительных и перерабатывающих предприятий на территории многолетней мерзлоты и его воздействие на окружающую природную среду. Строительство населенных пунктов на территории многолетней мерзлоты и его влияние на окружающую природную среду.
Методы и средства инженерной защиты окружающей природной среды при освоении территории многолетней мерзлоты.
Методы и средства инженерной защиты окружающей природной среды при разработке месторождений полезных ископаемых: рекультивация нарушенных земель и ее особенности; управление тепловыми полями с помощью тепловой и электрической энергии, а также без энергетическими средствами; создание искусственных массивов: применение систем теплового ослабления многолетне-мерзлого массива: снижение окислительных процессов; снижение запыленности и пылеподавление с применением термических, пено-и снегообразующих установок.
Использование выработанного пространства для размещения твердых и жидких отходов; защита подземных и поверхностных вод применением замкнутого дренажа, закладки выработанного пространства с последующим замораживанием, перепуск в ниже лежащие водоносные горизонты, др.; повышение устойчивости бортов карьеров и отвалов; защита водных объектов от загрязнения твердыми взвесями и химическими продуктами.
Снижение окислительных процессов в отработанных пространствах и отвалах; термические и мокрые способы борьбы с пылью; комплексное использование извлекаемого полезного ископаемого и попутных ресурсов; управление тепловыми полями; применение теплового ослабления многолетнемерзлых грунтов.
Методы и средства инженерной защиты окружающей природной среды при обогащении и переработке полезных ископаемых: снижение окислительных процессов; специальные способы борьбы с пылью; глубокая очистка технологических вод; использование хвостов в качестве закладочного материала в выработанное пространство шахт, рудников и карьеров.
209
Методы и средства инженерной защиты окружающей природной среды при строительстве различных промышленных и гражданских объектов: защита свайных фундаментов от оседания; защита фундаментов на подсыпках и щебеночных подушках; устройство продуваемых пространств под зданиями; предпостроечное оттаивание грунтов; защита фундаментов периодическим замораживанием специальными устройствами в период низких атмосферных температур.
Методы и средства инженерной защиты окружающей природной среды при использовании большегрузного колесного и гусеничного транспорта в условиях бездорожья на территории многолетней мерзлоты.
Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий под влиянием хозяйственной деятельности.
Районирование многолетней мерзлоты по степени возможного изменения окружающей природной среды под антропогенным воздействием. Прогноз ожидаемых техногенных изменений окружающей природной среды. Прогноз возможных промышленных тепловых процессов и степень их влияния на преобразования окружающей природной среды.
Прогноз взаимосвязей экологических подсистем подверженных техногенному взаимодействию с другими подсистемами, но напрямую не подверженных техногенному воздействию.
Прогноз возможных естественных криогенных процессов способных привести к значительному изменению окружающей природной среды.
Методы и аппаратура контроля криогенных процессов и изменения состояния многолетней мерзлоты, ч^ге
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Ельчанинов Евгений Александрович — доктор технических наук, профессор кафедры «Инженерная защита окружающей среды (ИЗОС)», Московский государственный горный университет, izos95@mail.ru
210
