автореферат диссертации по транспорту, 05.22.17, диссертация на тему:Технико-экономическая эффективность совмещения дноуглубительных работ на судовом ходу с добычей нерудных строительных материалов

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ РОССИИ И ПОИСК РЕЗЕРВОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ НА ИХ СОДЕРЖАНИЕ.

1Л. Внутренние водные пути России и использование их пропускной способности речным флотом.

1.2. Добыча нерудных строительных материалов из русел рек на акваториях водохранилищ и доставка их потребителю речным транспортом.

1.3. Позитивные и негативные воздействия дноуглубления и добычи нерудных строительных материалов на природу.

ГЛАВА 2. ГИДРОЛОГО - ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕКИ ОБИ И НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА, А ТАКЖЕ ХАРАКТЕРИСТИКА ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ И ДОБЫЧНЫХ РАБОТ В ЗОНЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОАО "НОВОСИБИРСКИЙ РЕЧНОЙ порт".;.зз

2.1. Гидролого-геоморфологические характеристики Новосибирского водохранилища и реки Оби от ГЭС до устья р.Томи.

2.2.Дноуглубительные работы и добыча нерудных строительных материалов в зоне деятельности ОАО «Новосибирский речной порт».

2.3. Биологическая характеристика реки Оби в зоне добычи и транспортировки нерудных строительных материалов ОАО "Новосибирский речной порт" и оценка влияния этих работ на воспроизводство рыбных запасов.

2.4. Организация добычи нерудных строительных материалов из русловых карьеров. Проблемы добычных и транспортных процессов в Новосибирском речном порту.

ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКО - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПЯТНА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ МУТНОСТИ ПОТОКА ПРИ СОВМЕЩЕНИИ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ И ДОБЫЧНЫХ РАБОТ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПЯТНА.

3.1. Оценка распространения пятна мутности при производстве совместных дноуглубительных и добычных работ.

3.2. Обезвоживающие, сгустительные и иные устройства, рекомендуемые при добыче нерудных строительных материалов земснарядами для уменьшения размеров пятна временной дополнительной мутности и концентрации взвеси в нем.

ГЛАВА 4. ОПЫТ СОВМЕЩЕНИЯ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ С ДОБЫЧЕЙ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ОБЪЕДИНЕНИЯ.

4Л. Отечественный опыт совмещения дноуглубительных работ для поддержания судоходных глубин с добычей нерудных строительных материалов.

4.2. технология и организация совмещенных дноуглубительных и добычных работ.

4.3. экономические характеристики транспортной системы.

4.4. Методика расчета экономической эффективности добычи НСМ по совмещенной технологии с путевыми работами.

4.5. Результаты обоснования и оценка эффективности внедрения доставки нерудных строительных материалов по совмещенной технологии в Новосибирском порту.

Настоящая диссертационная работа выполнена в Новосибирской государственной академии водного транспорта на базе ОАО «Новосибирский речной порт» и Обского государственного бассейнового управления водных путей и судоходства. В работе обобщается многолетний опыт автора, прошедшего все ступени инженерного управления добычными работами и поставкой строительных песков для различных организаций г. Новосибирска и нефтегазовых промыслов в Тюменской области.

Работа включает, помимо обобщения производственного опыта совмещения дноуглубительных и добычных работ, теоретические и экспериментальные исследования негативного воздействия дноуглубительных и добычных работ, выполняемых на водохранилище и реке, на качество воды и биосистемы, обусловленного созданием в водоеме или в водотоке временной дополнительной мутности, а также рекомендации конструктивных, технологических и организационных предложений по предупреждению или уменьшению таких воздействий.

Актуальность и необходимость выполнения представляемого научного исследования вытекает из современных технических и экологических проблем речного транспорта, когда портам и судоходным компаниям, чтобы выдержать конкуренцию на рынке строительных материалов и снизить цену на поставляемую продукцию, приходится искать пути усовершенствования и удешевления , . поддержания судоходных глубин, технологии добычи и транспортирования материалов. Совмещение дноуглубительных и добычных работ на внутренних водных путях, в период резкого уменьшения финансирования на содержание последних и почти полного прекращения транзитного дноуглубления для поддержания судоходных глубин является одним из наиболее реальных и эффективных решений этой проблемы.

Такое совмещение там где оно не снизит безопасность судоходства и не ухудшит экологическую ситуацию на реке, во-первых, позволяет шире применять коренное улучшение судоходных условий на затруднительных для прохода флота перекатах и стабилизировать на многолетие плановое положение фарватера, что благоприятно с точки зрения технико-экономических и экологических условий; во-вторых, уменьшает объем и затраты ежегодного эксплуатационного дноуглубления для поддержания судоходных глубин; в-третьих, расширяет возможность выбора карьеров по качеству нерудных материалов, расстоянию до их места выгрузки и т.д.

Предлагаемое совмещение двух видов работ может быть осуществлено при условии объединения усилий бассейновых управлений водных путей и судоходства, портов и судоходных компаний, федеральных и региональных органов работы по экологическому оздоровлению рек.

Чтобы предложения по совмещению дноуглубительных и добычных работ были достаточно убедительными в программе исследований было предусмотрено и осуществлено решение ряда оригинальных задач, имеющих научную новизну. В эти решения вошли следующие:

- Формулирование условий целесообразности совмещения дноуглубительных и добычных работ по гидравлико-гидрологиче-ским, геоморфологическим, технико-экономическим и экологическим критериям.

- Впервые в нестационарной постановке аналитическое решение для определения размеров и времени существования пятна дополнительной мутности при сливе за борт излишней технологической воды во время погрузки барж, загрязненной нетоварными мелкими частицами грунта, в зависимости от гранулометрического состава сливаемых фракций, наличия и скорости течения, глубины потока и погружения выброса и других факторов.

-6- Анализ рациональности использования в условиях реки Оби разработок последних лет проектно-конструкторских и научно-исследовательских организаций по усовершенствованию земснарядов для повышения их производительности и экологической безопасности. - Разработка методики экономического обоснования эффективности совмещения дноуглубительных и добычных работ в тех или иных конкретных условиях. В диссертационной работе обоснована последовательность проведения путевых и добычных работ по совмещенной технологии в общей системе поставки нерудных строительных материалов потребителям и разработана методика расчета экономической эффективности добычи по совмещенной с дноуглубительными работами технологии. Внедрение управляемой системы совмещения двух видов работ позволяет сократить эксплуатационные расходы на содержание пути и снизить себестоимость добываемых портом строительных материалов.

Выводы и заключение

Добыча нерудных строительных материалов предприятиями речного транспорта и их поставка потребителям имеют чрезвычайно важное значение для экономики страны. Появившиеся признаки оживления инвестиционного процесса говорят о возможном существенном развитии строительной индустрии уже в ближайшие годы и увеличении потребности в строительных материалах. Однако в условиях рынка акционерным обществам, возникшим на базе государственных речных пароходств и портов, приходится испытывать жестокую конкуренцию со стороны многочисленных акционерных и частных компаний, разрабатывающих береговые и русловые карьеры строительных материалов. Чтобы выдержать эту конкуренцию и снизить цены на поставляемую продукцию, речным судоходным компаниям и портам приходится искать пути усовершенствования организации и технологии добычных и транспортных работ, обеспечения экологической безопасности воздействий на гидрологический режим и биосистемы рек.

Пути усовершенствования процесса добычи и транспортировки нерудных строительных материалов видятся в следующем: повышении качества поставляемых материалов и строгого соответствия их ГОСТам, что достигается применением гидроклассификаторов и фракционирующих устройств; предъявлении к перевозке обезвоженных и освобожденных от мелкодисперсных и илистых примесей материалов и, таким образом, удешевлении транспортного процесса; совмещении, где это возможно, дноуглубительных и добычных работ; по'иске возможностей утилизации нетоварных фракций в промышленности стройматериалов и конструкций; объединении дноуглубительных и добычных работ с выполнением программ экологического оздоровления рек; осуществлении совмещенных дноуглубительных и добычных работ при наименьших размерах пятна дополнительной мутности, создающегося в процессе. грунтозабора, погрузки и транспортирования извлекаемого из русла грунта.

В представляемой работе главными решаемыми проблемами, имеющими признаки научной новизны и практической полезности являются:

Формулирование условий целесообразности совмещения дноуглубительных и добычных работ по гидравлико-гидрологическим, геоморфологическим, технико-экономическим и экологическим критериям.

Аналитическое решение впервые в нестационарной постановке для определения размеров и времени существования пятна дополнительной мутности при сливе за борт во время погрузки барж излишней технологической воды, загрязненной нетоварными мелкими частицами грунта, в зависимости от гранулометрического состава сливаемых фракций, наличия и скорости течения, глубины потока и погружения выброса и других факторов.

Разработка методики экономического обоснования эффективности совмещения дноуглубительных и добычных работ в тех или иных конкретных условиях.

Внесение предложений по дооборудованию добывающих земснарядов. Для условий ОАО "Новосибирский речной порт" на основе оригинальных расчетов в первую очередь целесообразно поставить сифонные патрубки на выпускном конце пульпопровода землесоса и на баржах телескопические трубопроводы по выпуску сливных вод в придонную зону потока. На перспективу полезно построить баржу-приставку с фракционирующими, обогатительными и обезвоживающими устройствами.

Совмещение дноуглубительных и добычных работ на внутренних водных путях в период резкого уменьшения финансирования на содержание последних и почти полного прекращения транзитного дноуглубления для поддержания судоходных глубин соответствует экономике нашего времени. Совмещение дноуглубительных и добычных работ, там где оно не снизит безопасность судоходства и не ухудшит экологическую обстановку на реке, представляет собой один из реальных выходов из создавшегося для речного транспорта критического положения. Такое совмещение, во-первых, позволяет шире применять коренное улучшение судоходных условий на затруднительных для прохода флота перекатах и стабилизировать на многолетие плановое положение фарватера, что благоприятно с точки зрения технико-экономических и экологических условий. Во-вторых, уменьшает объем и затраты ежегодного эксплуатационного дноуглубления для поддержания судоходных глубин. В-третьих, расширяет возможность выбора карьеров по качеству нерудных материалов, расстоянию до их места выгрузки и т.д.; облегчает проблему согласования проектов карьеров с органами, регулирующими судоходство.

Предлагаемое совмещение двух видов работ вполне осуществимо и не требует больших затрат. Достаточно обоюдного делового подхода со стороны портов и районов водных путей.

Однако нельзя не учитывать того, что организация и производство совмещенной с дноуглублением судоходных прорезей добычи нерудных строительных материалов взаимосвязано с другими путями усовершенствования технологического процесса и потребует определенных изменений в конструкции снарядов, технологии их работы, иного подхода к проектированию работ. Должны значительно сократиться объемы геологоразведки, в особенности глубокого бурения. Его можно заменить простейшими геофизическими методами, позволяющими получить достоверные геологические разрезы без больших затрат времени и финансовых средств.

При сопоставлении технико-экономических обоснований выбора руслового или берегового карьера добычи нерудных строительных материалов следует иметь в виду, что стоимость изымаемых земель на берегу для устройства сухого карьера и затраты на рекультивацию выемок в десятки, а то и в сотни раз выше, чем цена отведенной под карьер акватории. Восстановление прежнего рельефа, т.е. заиление выемки, происходит несоизмеримо скорее чем на суше и не грозит развитием овражной эрозии.

Нельзя забывать, что совмещение дноуглубительных и добычных работ потребует определенного ужесточения природоохранных правил с точки зрения воздействия на окружающую среду, которое отразит различные особенности для каждого вида совмещаемых работ.

При проектировании совместных работ необходимо руководствоваться законом Российской Федерации "О недрах" от 21 февраля 1992 года, основанном на соответствующих положениях Конституции Российской Федерации, Едиными правилами охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых Госгортехнадзо-ра, Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом Госгортехнадзора и для зоны деятельности ОАО "Новосибирский речной порт", Законом Новосибирской области "О недропользовании" от 12 февраля 1996 года.

Для совмещения транзитных дноуглубительных работ с добычей нерудных строительных материалов остаются обязательными следующие основные требования:

Геологическое и маркшейдерское обеспечение добычных работ и учет состояния и движения запасов кондиционных нерудных строительных материалов и складирования грунтов вскрыши и непригодных для строительных целей. Поскольку в границах судоходной трассы, как правило, недопустимо извлекать донные отложения на всю технологически возможную глубину во избежание развития негативных русловых процессов, то маркшейдерская служба должна строго следить за фактической выработкой и предупреждать переборы извлечения грунта против проекта.

Принимаемая в проекте технология совместных дноуглубительных и добычных работ требует обоснования технико-экономическими расчетами с выбором вариантов, обеспечивающих создание стабильной судоходной трассы и безопасности движения флота и удовлетворяющих качеству добываемых материалов с максимальным экономическим эффектом на единицу погашаемых балансовых запасов и с учетом требований охраны окружающей среды.

На каждую партию (судно) отгружаемого потребителю товарного строительного материала должен быть оформлен сертификат на количество и качество материала, и соответствие его ГОСТам. Если нерудный строительный материал месторождения не соответствует ГОСТам, то следует стремиться к доведению его до кондиции посредством классифицирования и обогащения.

В разделах охраны окружающей природной среды (ОВОС) проекта совместных дноуглубительных и добычных работ учитывается специфика комплексного подхода.

На основе рекомендаций, вытекающих из результатов диссертационных исследований был разработан и осуществлен проект улучшения судоходных условий совмещаемых с добычей нерудных строительных материалов, на группе Почтовских и Белоглинских перекатов р. Оби. Рекомендации полностью оправдались. В настоящее время разработан второй проект совмещенных работ на Ташаринском перекате реки Оби.

В перспективе наши исследования имеет смысл продолжить разработкой отраслевого "Временного положения о порядке проектирования, организации и технологии производства совместных дноуглубительных и добычных работ и контроля за их выполнением". Такое

1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. -М.: Изд-ие МГУ.-1998. 294 с.

2. Барышников Н.Б. Антропогенное воздействие на русловые процессы. Л.: Изд-ие ЛГМИ. - 1990. - 140 с.

3. Баула В.А. Особенности дноуглубительных работ в Обском бассейне. // В сб. докладов 10-го совещания Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ. Вологда.: Изд-ие МГУ. - 1995. - С. 124-126.

4. Баула В.А. Упрощенный метод определения границ зон мутности при работе земснарядов. // В сб. науч. тр. НГАВТ "Развитие внутренних водных путей Сибири и Саха (Якутии)". 1994. - С. 100108.

5. Ботвинков В.М. Проектирование дноуглубительных и выправи-тельных работ на малых реках. Новосибирск.: Изд-ие НГАВТ. -1995. - 85 с.

6. Брюханов Ю.Г. Транспортно-технологические системы доставки грузов. Новосибирск.: Изд-ие НГАВТ. - 1995. - 102 с.

7. Быков Г.С, Вопросы экономики речного транспорта в условиях перехода к рынку. Новосибирск.: Изд-ие НГАВТ. - 1995. - 190 с.-1669. Бушуев В.В, Стратегические цели Сибири. //ЭКО. 1997. - №10. -С. 64-69.

8. Временные указания по оценке повышения мутности при землечерпательных работах, проводимых для обеспечения транзитного судоходства на реках, и учету ее влияния на качество воды и экологию гидробионтов. М.: Изд-ие ЦБНТИ Минречфлота РСФСР. -1986. - 60 с.

9. Гришанин К.В,, Дегтярев В.В., Селезнев В.М, Водные пути. М.: Транспорт. - 1986 - 400 с.

10. Дегтярев В.В, Улучшение судоходных условий сибирских рек. -М.: Транспорт. 1987. - 176 с.

11. Дегтярев В.В, Охрана окружающей среды. М.: Транспорт. -1989. - 208 с.

12. Дегтярев В.В, Оптимизация организации дноуглубительных работ с учетом экологических последствий. // В сб. "Экологические аспекты гидравлики". М.: изд-ие Всесоюзного объединения Союз-водпроект - 1990.- С. 67-71.

13. Дегтярев В.В, (мл.) Особенности гидравлического режима и русловых переформирований в зоне проявления суточного регулирования стока Новосибирской ГЭС. // В сб. докладов 2-го Всесоюзного съезда гидроэкологов. М.: 1991. - С. 134-135.

14. Зайцев A.M. Вопрос большого значения. Речной транспорт. -1989.-№12 - С. 2-3.

15. Захаров В.Н., Зачесов В.П., Малышкин А.Г. Организация работы флота. М.: Транспорт, 1994. - 287 с.- 16719. Зачесов В.П., Рагулин И.А. Речной транспорт Оби. Новосибирск: Издательско-полиграфическое предприятие "Советская Сибирь", 1997. - 332 с.

16. Изучение рекультивации биоценозов в местах разрабатываемых и отработанных месторождений НСМ. Отчет Новосибирского отделения института СибрыбНИИпроект. 1984. - 200 с.

17. Ильин Н.И. Русловая добыча и перевозка нерудных строительных материалов. М.: Транспорт - 1987. - 232 с.

18. Инструкция по землечерпательным работам. М.: Минречфлот РСФСР. - 1989. - 65 с.

19. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты. М.: Госкомприрода СССР, -1989. - 20 с.

20. Кладько С.Н. Гидротехническое строительство (технология работ). М.: Транспорт. - 1983. - 399 с.

21. Лоскутов E.H. Позитивные и негативные воздействия дноуглубления и добычи нерудных строительных материалов на природу (отечественный и зарубежный опыт). // В сибирском научном вестнике РАЕН, вып. 2, Новосибирск: 1998. С. 305-31 1.

22. Маккавеев Н.И., Чалов P.C. Русловые процессы. М.: Изд-ие МГУ. - 1986. - 263 с.

23. Маккавеев Н.И. Эрозионно-аккумулятивные процессы и рельеф русла реки. М.: Изд-ие МГУ. - 1998. - 287 с.

24. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод. Л.: Гидрометео-издат. 1987. - 287 с.

25. Натальчук Ю.М. Гидротехническая программа оздоровления городских рек. // В тр. Академии водохозяйственных наук "Гидрология и русловые процессы". М.: 1997, вып. № 5. - С. 172183.

26. Природоохранные правила производства путевых работ на внутренних водных путях. /Минтранс РФ. Главводпуть и НГАВТ Ма-шинопис. вариант.1994. - 34 с.

27. Проектирование судовых ходов на свободных реках. М.: Транспорт, 1964. - 262 с.

28. Пятницкий К.А. Эксплуатация самоотвозных землесосных снарядов. М.: Транспорт. - 1983. - 224 с.

29. Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов. JL: Гидро-метеоиздат. - 1988. - 128 с.

30. Руководство по улучшению судоходных условий на свободных реках. СПБ, изд-ие ЛИВТа. - 1992. - 312 с.

31. Сорокин М.К., Минеев В.А. Технология и организация перегрузки грузов в порту. Новосибирск: Изд-ие НИИВТа. - 1989. - 125 с.

32. Стариков A.C., Лукин Н.В., Разживин A.C. Суда технического флота. М.: Транспорт. - 1992. - 335 с.

33. Территориально-комплексная схема охраны природы ЗападноСибирского нефтегазового комплекса. // Раздел "Рыбное хозяйство" в отчете Новосибирского отделения института "СибНИИпроект". 1986. - 212 с.

34. Тимошек Н.Г. Влияние добычи песка на подводную флору и фауну. //В сб. "Дноуглубительные работы и проблема охраны рыбных запасов и окружающей среды рыбохозяйственных водоемов". Астрахань: Изд-ие Минрыбхоза СССР. 1984. - С. 44-46.

35. Чалов Р.С., Чернов А.В. Об экологической неоднозначности последствий техногенных воздействий на речные русла. //Тр. Академии водохозяйственных наук.Гидрология и русловые процессы. -М. 1998, вып. №5. . с. 203-216.

36. Чуприн В.Н. Комплексная технология утилизации вынутых при дноуглублении грунтов. Препринт, науч. доклада. Одесса: Изд-ие Академии наук Украины. - 1993. - 44 с.

37. Экология и природоохранная деятельность на транспорте. (Те-мат. сб. нормативно-справочных материалов). М.: Изд-ие Минтранса РФ. - 1993. - 201 с.

38. Aquatic pollution and dreding in the European community. Hague: Delvel. Shaping the Environment. 1990. - 184 p.

39. Buchberger C.,Environment Canada Demonstrations. Terra et aqua-1993. № 50. p. 3-13.

40. Classification of soils and rocks to be dredged (report of a working group of the permanent technical committee. Brussels. Belgium. PIANC. 1984. - 16 p.

41. Degtyarev V.V., Vazhenin G.G. Some results of dreding effect studies of water quality and basins ecology. Seventeenth Congress of the International Association of Hydraulic Research. Volume 6. BadenBaden FRG, 1977. p. 852-853.

42. Degtyarev V.V. The effect of bottom dredging on the fluvio-morfological processes in rivers and rivers ecology. Bulletin PIANC Brussels. Belgium, 1988. №41. - p. 40-42.