Совершенствование прогноза экономического ущерба при освоении ресурсов недр Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК (338.2:622):330.15

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОГНОЗА ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ПРИ ОСВОЕНИИ РЕСУРСОВ НЕДР

Косолапов О. В., Власова Л. В.

В статье обосновывается необходимость оценки устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям и экологической опасности предприятий, оказывающих воздействия, в целях повышения достоверности прогноза последствий, а, следовательно, и экономического ущерба, учитываемых при принятии управленческих решений относительно освоения ресурсов недр. Осуществляется отбор факторов, характеризующих экологическую опасность горного предприятия при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. В процессе математической обработки материала экспертного опроса из первоначального числа, определяемого 17 факторами, отсеивается 5 факторов. Оставшиеся 12 факторов рекомендуются к использованию, как наиболее согласованные, по результатам экспертного опроса.

Ключевые слова: экономический ущерб; воздействия; последствия; экологическая опасность; факторы.

В современных условиях при переходе к устойчивому развитию выбор варианта освоения минерально-сырьевого потенциала во многом зависит от формирующихся при эксплуатации месторождений социальных и экологических последствий. В свою очередь характер экологических последствий определяется устойчивостью ландшафтов к антропогенным воздействиям и экологической опасностью предприятий, в процессе производственной деятельности которых формируются воздействия.

Горнопромышленный комплекс - это один из крупнейших источников негативного воздействия на окружающую среду [1]. По временному интервалу выделяют постоянные и временные воздействия. Постоянные воздействия проявляются безостановочно (без перерыва), временные - через определенные промежутки. По характеру обратимости воздействия подразделяются на обратимые и необратимые. Обратимые воздействия предполагают возможность самовосстановления и самоочищения, необратимые вызывают разрушение экосистемы с необратимыми последствиями. По направленности воздействия могут быть стихийные и целенаправленные. К числу целенаправленных воздействий относятся те, которые заранее определены проектными решениями, стихийные воздей-

ствия обычно не предсказуемы и возникают в процессе эксплуатации объекта. Целенаправленные воздействия, как правило, носят эволюционный характер, сопровождают производственный процесс в течение всего временного периода и приводят к постепенному изменению качества окружающей среды. Стихийные воздействия имеют место при аварийных ситуациях, вызывающих резкое и внезапное ухудшение качества окружающей среды.

Горнопромышленный комплекс оказывает практически на все элементы окружающей среды (литосферу, гидросферу, атмосферу) существенные негативные воздействия, которые распространяются на значительные территории. Естественно, что в каждом конкретном случае воздействия отличаются друг от друга видом, силой, продолжительностью, и в конечном итоге - величиной (силой) последствий. Как следует из результатов исследования, открытый способ разработки оказывает наибольшее техногенное воздействие на окружающую среду по сравнению с подземным способом разработки.

При открытых работах наиболее значимые воздействия на землю оказываются карьерным пространством, отвалами вскрышных пород и шламохранилищами, при подземном способе отработки - зонами обрушения. На

№ 4(40), 2015

93

недра при открытых работах воздействие оказывается в виде нарушения ландшафта местности чашами карьеров, при подземном способе - образованием пустот в недрах. Загрязнение атмосферы при открытых работах вызывается в первую очередь взрывными работами, технологическим газообразованием и пылеуносом с отвалов, при подземных работах - выделением газов при отработке и технологическом газообразовании. Загрязнение водного бассейна в основном вызывают дренажные и шахтные воды, при этом для обоих способов разработки характерно нарушение гидродинамического режима вод. В целом при открытом способе разработки наиболее значимым воздействием является загрязнение атмосферы и нарушение земной поверхности, при подземном способе разработки - нарушение напряженно-деформированного состояния горного массива и загрязнение подземных вод.

Геохимическое воздействие горнодобывающих комплексов на окружающую среду связано в первую очередь с загрязнением тяжелыми металлами, потоки которых поступают в окружающую среду с пылевыми выбросами, со сбросами сточных вод, с атмогенными и гидрогенными потоками от техногенно-минеральных образований [2, 3]. Виды металлов обусловлены главным образом содержанием металлов в рудном сырье, а в конечном итоге - ассоциацией металлов в геологических и рудных формациях разрабатываемых месторождений. Так, для территории Урала, например, выделяются формации месторождений железа, меднорудных и золоторудных месторождений, а также формации экзогенных месторождений. Существенная роль в оказании воздействия на окружающую среду принадлежит отходам (техногенно-минеральные образования).

Прогноз возможных воздействий позволяет оценивать прогнозируемые последствия и экономический ущерб [4-6], обусловленный экономическими, экологическими и социальными последствиями. Достоверность прогнозируемых воздействий, наносящих вред окружающей среде, здоровью населения

и материальным объектам, оказывается тем выше, чем полнее информация об объекте воздействия. Оценка экологической опасности объекта, в лице которого выступает горное или горно-обогатительное предприятие, требует обоснования системы факторов, характеризующих это предприятие. Первоначальный состав факторов для условий открытой разработки месторождения включает в себя:

- тип транспортных средств;

- тип взрывных веществ;

- физическое состояние отходов;

- интенсивность взрывных работ;

- протяженность транспортировки;

- тип погрузочных средств;

- площадь размещения отходов;

- тип полезного ископаемого;

- глубина залегания подземных вод;

- водоёмкость;

- землеёмкость;

- рельеф местности;

- степень обводнённости;

- глубина карьера;

- скорость распространения колебаний в недрах;

- крепость вмещающих пород;

- производственная мощность карьера.

В оценке значимости вышеперечисленных факторов приняли участие 20 экспертов. Факторы оценивались по пятибалльной шкале; наиболее значимые факторы получили оценку «1», наименее значимые - «5». Согласно полученным данным были определены средние значения баллов для каждого показателя X , а также средние абсолютные отклонения А | X. |, что позволило оценить согласованность оценок экспертов по каждому признаку и выделить наиболее важные факторы с точки зрения данных экспертов. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

По приведенным данным была рассчитана мера согласованности (EJ оценок 20 экспертов на заданной шкале оценок [q, Q]:

n m

2ZZ I x - x|

En = 1 mn(Q - q) , (1)

где m - число экспертов; n - число оцениваемых факторов; x . - оценка /-го фактора j-м

94

Известия Уральского государственного горного университета

экспертом в баллах; q = 1, Q = 5. Если En = 1, Мера согласованности оценок 20 экс-

значит эксперты единодушны в своих оцен- пертов была вычислена по формуле (1) как ках [7]. для всех 17 показателей, так и для меньшего

Таблица 1

Анализ экспертных оценок 20 экспертов

Показатели Среднее значение оценки фактора х., баллов Среднее абсолютное отклонение фактора А х Место показателя по согласованности оценок экспертов Место фактора по его значимости

Тип транспортных средств 1,50 0,55 7 3

Тип взрывчатых веществ 3,10 1,02 14 14

Физическое состояние отходов 3,35 0,89 13 16

Интенсивность взрывных работ 1,75 0,60 9 7

Протяженность транспортировки 1,55 0,61 10 4

Тип погрузочных средств 3,00 1,10 16-17 13

Площадь размещения отходов 1,95 0,38 1-2 8-9

Тип полезного ископаемого 1,35 0,46 3 1

Глубина залегания подземных вод 1,70 0,49 4 6

Водоемкость 3,40 1,10 16-17 17

Землеемкость 2,30 0,62 11 11

Рельеф местности 1,60 0,72 12 5

Степень обводненности 2,65 0,59 8 12

Глубина карьера 1,45 0,50 5-6 2

Скорость распространения колебаний в недрах 1,95 0,38 1-2 8-9

Крепость вмещающих пород 3,25 1,08 15 15

Производственная мощность карьера 2,20 0,50 5-6 10

их числа, при этом показатели отбрасывались в соответствии с их местом по согласованности оценок экспертов, т. е. оставлялись наиболее согласованные факторы. Результаты расчетов приведены в табл. 2 и представлены на

рис. 1. Как и ожидалось, мера согласованности оценок довольно быстро уменьшается с ростом числа оцениваемых показателей, при этом зависимость E от n оказалась близка к линейной.

Таблица 2

Мера согласованности оценок 20 экспертов в зависимости от числа факторов

Число факторов n 2 4 6 8 10 12 14 16 17

Мера согласованности En 0,81 0,787 0,775 0,760 0,748 0,734 0,704 0,673 0,66

Далее было проанализировано изменение средних значений и средних абсолютных отклонений, а, следовательно, и согласованности оценок по признаку, а также рейтинга важности факторов в зависимости от числа экспертов, участвующих в экспер-

тизе.

Для этого были найдены средние значения абсолютных отклонений по всем 17 показателям для j-го эксперта АХ. . Результаты этих расчетов и рейтинг каждого эксперта по согласованности представлены в табл. 3.

Таблица 3

Рейтинг экспертов по согласованности их оценок друг с другом

Номер эксперта Среднее значение абсолютных отклонений для j-го эксперта Место j-го эксперта по согласованности с остальными экспертами

1 0,391 1

2 0,462 3

3 0,915 19-20

№ 4(40), 2015

95

Продолжение табл. 3

Номер эксперта Среднее значение абсолютных отклонений для j-го эксперта Место j-го эксперта по согласованности с остальными экспертами

4 0,615 5

5 0,679 12-13

6 0,662 9

7 0,621 6

8 0,556 4

9 0,803 15

10 0,809 16-17

11 0,909 18

12 0,674 11

13 0,403 2

14 0,650 8

15 0,809 16-17

16 0,915 19-20

17 0,750 14

18 0,632 7

19 0,668 10

20 0,679 12-13

В соответствии с рейтингом были оставлены оценки наиболее согласованных друг с другом 17, 14, а затем 7 экспертов. Были выполнены те же расчеты, что и для всех 20 экспертов, и опре-

делена мера согласованности оценок данного числа экспертов (по всем 17 факторам) по формуле (1). Результаты расчетов меры согласованности оценок приведены в табл. 4 и на рис. 2.

E

n

П

Рис. 1. Зависимость меры согласованности оценок 20 экспертов от числа наиболее согласованных оцениваемых факторов

Таблица 4

Мера согласованности оценок 17 показателей в зависимости от числа экспертов

Число экспертов m 1 7 14 17 20

Мера согласованности E 1 0,764 0,703 0,683 0,660

Падение меры согласованности оценок с увеличением числа экспертов происходит примерно по экспоненциальной кривой, т. е.

сначала (при малом числе экспертов) добавление каждого следующего эксперта очень резко снижает меру согласованности оценок,

96

Известия Уральского государственного горного университета

а с увеличением общего числа экспертов добавление следующего эксперта гораздо меньше влияет на меру согласованности оценок.

В табл. 5-6 приведены рейтинги показа-

телей по согласованности их оценок и по их значимости соответственно для различного числа наиболее согласованных между собой экспертов.

E

m

1 4 7 11 15 20

Рис. 2. Зависимость меры согласованности оценок 17 факторов от числа наиболее согласованных друг с другом экспертов

Таблица 5

Рейтинг факторов по согласованности их оценок экспертами

Число экспертов, участвовавших в опросе 20 17 14

Факторы в gорядке 7, 15 7 1, 5

убывания 8 15 9

согласованности 9 8 5

их оценок экспертами 14 9 8

17 17 4, 13, 14

1 13, 14 17

13 1, 4 1

4 11 11

5 5 12

11 12 10

12 2 16

3 3 3, 6

2 10 2

16 16

6, 10 6

Как следует из табл. 5-6, с достаточной достоверностью можно считать наименее важными факторы 2, 3, 6, 10 и 16, которые могут не рассматриваться далее. Отбор наиболее значимых факторов и их использование

Таблица 6

Рейтинг факторов по их значимости, оцененной экспертами

Число экспертов, участвовавших в опросе 20 17 14

Факторы в порядке 8 8 8

убывания их 14 1 5

значимости 1 14 14

по оценкам экспертов 5 5 1

12 4, 12 4, 12

9 9 9

4 7 7, 15

7, 15 15 17

17 17 11

11 11 13

13 13 6

6 6 2, 10, 16

2 2 3

16 16

3 10

10 3

при оценке степени экологической опасности объектов антропогенного воздействия на окружающую среду позволяет повысить обоснованность результатов оценочных работ и снизить трудоёмкость их выполнения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ список

1. Семячков А. И., Игнатьева М. Н., Литвинова А. А. Выявление и типология последствий воздействия горнопромышленных комплексов на окружающую среду. Екатеринбург: ИЭУрОРАН, 2008. 90 с.

2. Воин М. И. Геохимическая составляющая экологии горнорудных районов. М: Геоинформарк, 1992. 44 с.

3. Емлин Э. Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1991. 253 с.

4. Косолапов О. В., Игнатьева М. Н., Литвинова А. А. Формирование экономического ущерба, обусловленного последствиями воздействия горнопромышленного комплекса на окружающую среду // Экономика региона. 2013. № 33. С. 158-166.

5. Игнатьева М. Н., Литвинова А. А., Косолапов О. В. К методическому обеспечению прогнозирования

№ 4(40), 2015

97

экологических последствий воздействия добычи нефти и газа в северных регионах // Изв. вузов. Горный журнал. 2011. № 7. С. 70-76.

6. Экономическая оценка вреда, причиняемого арктическим экосистемам при освоении нефтегазовых ресурсов / М. Н. Игнатьева [и др.] // Экономика региона. 2014. № 1. С. 102-111.

7. Экспертные оценки в социологических исследованиях / С. Б. Крымский [и др.]. Киев: Наукова Думка, 1990. 320 с.

Косолапов Олег Вениаминович - кандидат экономических наук, руководитель Управления Росприроднадзора по Республике Хакасия. 655012, Республика Хакасия, г. Абакан, ул. Хакасская, 21. E-mail: [email protected]

Власова Людмила Витальевна - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математики. 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Уральский государственный горный университет.

98

Известия Уральского государственного горного университета