Заведующий отделом
Ирина Владимировна Шадрунова
Профессор, доктор технических наук
Область научной деятельности
Область научной деятельности определена в соответствии с основным направлением фундаментальных исследований РАН «Проблемы комплексного освоения недр Земли и новые технологии извлечения полезных ископаемых из минерального и техногенного сырья» (Постановление № 233, раздел «Науки о Земле»).
Научная деятельность отдела осуществляется, преимущественно, в рамках науки «Горная экология», которая изучает взаимодействие техногенных геосистем с окружающей средой. Целью изучения является создание научного базиса обоснования их экологически безопасных параметров.
Главный предмет исследований составляют закономерности формирования экологической опасности в результате создания и эксплуатации техногенных геосистем.
Решаемая отделом фундаментальная проблема горной экологии заключается в обосновании пара
Решение данной проблемы предполагает достижение возможности:
— выявления и распознавания процессов формирования экологической опасности с момента их зарождения;
— достоверной оценки и контроля протекания таких процессов на различных стадиях освоения недр;
— технологического управления ходом экологических процессов.
Научные направления отдела
1. Научные экологические представления об освоении недр на базе концепции устойчивого развития.
2. Теоретическое и методологическое обеспечение экологической оценки природно-техноге
3. Моделирование процессов формирования экологической опасности при освоении недр, количественные оценки взаимодействия природных и технических систем.
4. Методология интегральной оценки динамики состояния природно-техноге
Основные научные и научно-практичес
Оценка экологической опасности горных объектов по степени ресурсопотреблен
Разработан комплекс новых формализованных индикаторов изменения состояния основных геосфер в процессе освоения недр, позволяющий дать интегральную и дифференцированн
Разработан комплекс методик по оценке опасности объектов и технологических процессов горного производства для прилегающих к карьерам территорий, являющейся результатом непосредственног
Обоснование методологии оценки техногенного изменения основных геосфер и создания экологически безопасных геотехнологий при подземном освоении рудных месторождений. Предложена и разработана гипотеза о том, что проблемы экологических воздействий геотехнологий являются отражением процесса формирования и развития при добыче полезных ископаемых нового литосферного объекта – техногенно измененных недр.
Основной техногенной нагрузкой на окружающую среду территории размещения карьеров, является механическое разрушение почвенного покрова и растительности, которое постоянно растает по мере отработки месторождения.
Разработана новая методология количественной оценки динамики состояния окружающей среды в процессе изменения техногенной нагрузки в масштабе реального времени на территориях добычи и переработки минерально-сырье
Разработана методология количественной оценки состояния окружающей среды на территориях размещения предприятий по освоению недр позволяет ранжировать их по уровню сохранившегося здорового растительного покрова территории (величина НДВИ) и степени фитотоксичности почв и распределить их по четырем категориям, в соответствии с нормативными документами по переходу промышленных производств на принципы наилучших доступных технологий (НДТ):
— предприятия, оказывающие значительное негативное воздействие на окружающую среду и относящиеся к областям применения наилучших доступных технологий: значение НДВИ ≤ 0.3, почвы сильнотоксичные. Необходима срочная модернизация всего производства с целью кардинального снижения техногенной нагрузки (I категория).
-предприятия, оказывающие умеренное негативное воздействие, для которых утверждаются нормативы по технологически обоснованным объемам воздействия: значение ДНДВИ находится в пределах 0.35 – 0.6, почвы слаботоксичные. Необходима программа модернизации отдельных циклов производства с целью постепенного снижения техногенной нагрузки (II категория)
— предприятия, оказывающие незначительное негативное воздействие на окружающую среду, для которых может вводиться декларирование: значение НДВИ в пределах 0.6-0.8, почвы нетоксичные. Техногенная нагрузка соответствует приемлемому уровню воздействия (III категория).
— предприятия, оказывающие минимальное негативное воздействие на окружающую среду: значение НДВИ более 0.8 (IV категория). Почвы условно-фоновые. Применяемую на этих предприятиях геотехнологию можно отнести к нейтральным или природоподобным технологиям.
Новая методология дифференциации предприятий горнопромышленного комплекса (ГПК)
по степени экологической опасности с использованием принципов
технологического нормирования на основе наилучших доступных технологий (НДТ)
Впервые предложен методологический подход к решению проблемы экологической безопасности подземных горных технологий путем применения концептуальных положений гомеостатики о способах поддержания жизненно важных параметров взаимодействующи
Основной техногенной нагрузкой на окружающую среду территории размещения карьеров, является механическое разрушение почвенного покрова и растительности, которое постоянно растает по мере отработки месторождения.
Установлено, что степень относительного экологического риска территорий размещения подземных рудников в основном определяется инфраструктурой и технологиями поверхностных производств и сооружений, определяющих локальную изменчивость природных компонентов (биологического сообщества).
Техногенная нагрузка, связанная с химическим загрязнением атмосферы, имеет тенденцию к уменьшению с увеличением глубины карьера. Это объясняется отсутствием искусственного проветривания карьеров. В этом случае, при определенной глубине карьеров газообразные вещества могут подавляться и оседать в пределах его пространства.
Разработана стратегия управления системой оборота металлоносных вод горных предприятий, обеспечивающая рациональность и комплексность их использования, снижение экологической нагрузки на окружающую среду и включающая: оценку целесообразности вовлечения потока в ресурсосберегающ
Загрязненные воды представляют серьезную экологическую опасность для экосистем региона. Очистка сточных вод производится в несколько стадий и заключается в удалении основных загрязнителей. К кадмию, как к одному из самых токсичных тяжелых металлов, не проявляют повышенный интерес в силу его небольших объемов в общей массе загрязнений. Преимущественно кадмий содержится в медно-колчеданных, полиметаллических, свинцово-цинковых рудах. В рудах, разрабатываемых ГОКами Башкортостана, содержание кадмия колеблется от 0,0031 до 0,218 %.
Проведен анализ присутствия кадмия в технологических процессах при освоении медноколчеданных месторождений. Определено, что преобладающим фактором загрязнения экосистемы кадмием при освоении медноколчеданных месторождений является его поступление с недостаточно очищенными сточными водами в природные водные объекты.
Проведен сравнительный анализ биогеохимических свойств генетически связанных элементов кадмия и цинка. Определено, что несмотря на близкий генезис и схожесть протекания химических реакций, физические свойства этих элементов различны, кадмий более подвижен, чем цинк, при этом он более опасен для природной среды, так как относится к 2 классу загрязняющих веществ, токсичен и является кумулятивным ядом, способным распространятся по пищевым цепочкам. Значительную опасность представляют загрязнённые кадмием почвы.
Кадмий наносит существенный вред растениям и экосистемам в целом, в частности здоровью человека, распространяясь по пищевым цепочкам, в связи с чем извлечение и нейтрализация кадмия является приоритетной экологической задачей в районах функционирования горно-перерабатывающих производств.
Результаты исследований, полученные на данной стадии, являются базой для оптимизации процессов и формирования возобновляющей технологии переработки металлоносных вод.
Монографии:
|
В 2016 году в издательстве «Наука» выпущена монография «Технология обогащения медных и медно-цинковых руд Урала» http://elibrary.ru/item.asp?id=28215288  |
В 2018 году в издательстве «Спутник+» выпущена монография «Экологически ориентированная переработка горнопромышленных отходов»  |
В 2018 году в типографии ООО «Научтехлитиздат» выпущена монография «Экологические проблемы геотехнологий при развитии минерально-сырьевого комплекса Арктики»  |
В 2023 году в издательстве «Горная книга» выпущена монография «Природно-технические системы подземной разработки рудных месторождений на основе конвергентных горных технологий» /> |
Сотрудники отдела
главные научные сотрудники:
проф., д.т.н. Калабин Геннадий Валерианович (e-mail: kalabin_g@ipkonran.ru)
проф., д.т.н. Галченко Юрий Павлович (e-mail: galchenko_i@ipkonran.ru)
с.н.с., д.г.-м.н. Ожогина Елена Германовна
проф., д.т.н. Чантурия Елена Леонидовна
ведущие научные сотрудники:
доцент, к.т.н. Чекушина Татьяна Владимировна (e-mail: chekushina_t@ipkonran.ru)
доцент, д.т.н. Орехова Наталья Николаевна
доцент, д.т.н. Горлова Ольга Евгеньевна
доцент, к.т.н. Колодежная Екатерина Владимировна
научные сотрудники:
к.т.н. Стефунько Мария Сергеевна (e-mail: stefunko_m@ipkonran.ru)
н.с. Прошляков Алексей Николаевич (e-mail: proshlyakov_a@ipkonran.ru)
инж. Воробьев Кирилл Александрович