Кириленко Н. П. Комплексна оцінка та управління екологічними ризиками транспортних процесів на кар’єрах блочного облицювального каменю

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0425U000364

Облікова картка дисертації

0425U000364.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 21.06.01 - Екологічна безпека

07-11-2025

Спеціалізована вчена рада

Д 14.052.04

Державний університет "Житомирська політехніка"

Анотація

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-практичної проблеми підвищення екологічної безпеки та паливної ефективності транспортних процесів у гірничодобувних підприємствах, що здійснюють відкриту розробку родовищ блочного облицювального каменю. Значна частка енергоспоживання та викидів СО₂, NOₓ, SO₂ і твердих частинок у кар’єрах пов’язана з неефективною транспортною логістикою, особливо в умовах великих ухилів доріг, перевантаження техніки та відсутності цифрового управління. У першому розділі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету, завдання, об’єкт і предмет дослідження, розкрито методологічну основу. Здійснено системний огляд літератури, в якому проаналізовано сучасний стан енергоефективності та екологічної результативності транспортних процесів у кар’єрах. Узагальнено наукові підходи до цифрового управління логістикою із застосуванням систем FMS, технологій IoT, Digital Twin і алгоритмів машинного навчання для прогнозування технічного стану, витрат пального та викидів. Встановлено, що в Україні такі інструменти практично не використовуються, хоча вони є критично важливими в умовах глобальної енергетичної та кліматичної кризи. У другому розділі проаналізовано специфіку функціонування машинно-транспортних комплексів у кар’єрах облицювального каменю. Наведено детальні характеристики техніки, маршрутів, геометрії блоків, профілю доріг та сезонних умов. На основі даних каменедобувних підприємств Житомирщини визначено, що основними чинниками паливної неефективності є збільшений ухил доріг, нестабільна якість покриття, надмірні простої, технічний стан машин і людський фактор. Виявлено, що нераціональна організація транспортних процесів призводить до суттєвих економічних втрат і підвищеного екологічного навантаження. У третьому розділі розроблено комплексну цифрову модель прогнозування витрат пального, собівартості транспортування та пов’язаних екологічних ризиків. Модель враховує ухил, масу вантажу, довжину маршруту, коефіцієнт зчеплення, сезонні чинники й технічний стан обладнання. Розрахунки реалізовано в середовищі Google Colab із інтеграцією результатів у Google Sheets. Для верифікації застосовано метрики MAPE і RMSE, а також алгоритм машинного навчання Random Forest. Екологічний блок оцінює викиди СО₂, NOₓ, SO₂ і PM за емісійними коефіцієнтами. Результати апробації моделі на підприємствах Межиріцького та Кам’янобрідського родовищ підтвердили її ефективність: цифрова оптимізація маршрутів і графіків техобслуговування зменшує витрати пального до 31 %, скорочує викиди СО₂ на 30–42,5 % і підвищує ефективність використання техніки. У четвертому розділі запропоновано цифровий інструментарій управління екологічними ризиками транспортних процесів, що інтегрує розроблену модель із платформами типу MineStar Edge, FMS та Digital Twin. Надано рекомендації щодо використання IoT-сенсорів для автоматизованого моніторингу та алгоритмів штучного інтелекту для адаптивного планування маршрутів і технічного обслуговування, впровадження альтернативного пального, гібридних систем і електрифікації транспорту. Розраховано соціально-економічний ефект: підвищення конкурентоспроможності підприємств, створення нових робочих місць у сфері цифрових технологій та екологічного аудиту, зниження ризиків для здоров’я працівників, зростання корпоративної екологічної відповідальності. Практична значущість полягає у можливості безпосереднього впровадження цифрової моделі для підвищення точності прогнозування витрат пального, зменшення простоїв і холостих пробігів, скорочення викидів і підтримки управлінських рішень щодо логістики та технічного обслуговування. Результати можуть бути використані у виробничій діяльності, наукових дослідженнях і навчальному процесі за спеціальностями «Гірнича справа» та «Екологічна безпека», а також у програмах цифровізації гірничого виробництва. Загалом, дисертаційна робота є міждисциплінарним дослідженням, що поєднує екологічну безпеку, цифрову логістику і гірничу інженерію. Вперше розроблено адаптовану до умов кар'єрів блочного каменю цифрову модель управління транспортними процесами, яка забезпечує підвищення енергоефективності, зниження викидів і прогнозовану надійність техніки. Результати мають прикладне значення та можуть бути використані як у виробництві, так і в освітньому та науковому середовищі.

Читати повністю

Публікації

Герасимчук Л.О., Кириленко Н.П., Валерко Р.А., Пацева І.Г. Екологічні ризики та їх оцінювання в контексті сталого розвитку видобувних підприємств. Екологічні науки. 2025. № 3 (60). с. 31–36. DOI: https://doi.org/10.32846/2306-9716/2025.eco.3-60.5

Герасимчук Л.О., Валерко Р.А., Кириленко Н.П., Пацева І.Г. Інтегрована модель оцінки та управління екологічними ризиками (на прикладі сфери транспортування гірничовидобувних підприємств). Збірник наукових праць Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. 2025. Т. 2, № 500. с. 344–352. DOI: https://doi.org/10.15589/znp2025.2(500).45

Ковалевич Л.А., Левицький В.Г., Білобров Д.М., Кириленко Н.П., Шамрай В.І. Динаміка споживання паливно-мастильних матеріалів самоскидами на Омелянівському родовищі гранітів. Технічна інженерія. 2021. Т. 1, № 87. с. 142–148. DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2021-1(87)-142-148

Філіпова Н.П. (Кириленко Н.П.) Формування технологічних комплексів на родовищах блочного облицювального каменю. Вісник ЖДТУ. Серія: Технічні науки. 2016. Т. 3(78). с. 172–183

Коробійчук В.В., Кириленко Н.П., Махно А.М., Костенко В.К., Мамрай В.В. Інтеграція європейського досвіду оцінки якості природного каменю в Україну. Технічна інженерія. 2023. Т. 2, № 92. с. 217–224. DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2023-2(92)-217-224

Кириленко Н., Шамрай В., Ковалевич Л., Лебля М., Махно А. Обґрунтування транспортних робіт в умовах блочного кар’єру. Науково–технічний журнал «ГЕОІНЖЕНЕРІЯ». 2021. № 5(2021). с. 14–24. DOI: https://doi.org/10.20535/2707-2096.5.2021

Kyrylenko N. Substantiation of the wheel loader employment at dimension stone quarries in Ukraine. Italian journal of engineering geology and environment (IJEGE). 2017. № 2. с. 57–62. DOI: https://doi.org/10.4408/IJEGE.2017-02.S-06. (Scopus, Q3)

Filipova N. (Kyrylenko N.), Rasputna T. Ukrainian dimension stone industry: problems and solutions. Geoingegneria Ambientale e Mineraria (GEAM). 2018. № 153. с. 5–12. (Scopus, Q3)

Leonets I., Kyrylenko N., Mykytenko S., Syroid Y. Impact assessment of natural stone processing techniques on the grain composition of sludge admixtures for press powder. Geoheritage. 2024. DOI: https://doi.org/10.1007/s12371-024-01030-z. (Scopus, Q1)

Karimbetova N. (Kyrylenko N.) Shaping of technological complexes on block facing stone quarries for conditions the Ukrainian shield. Logistyka. 2013. Т. 4. р. 194-201 (Collection of scientific articles on CD)

Філіпова Н.П. (Кириленко Н.П.), Котенко В.В. Аналіз чинників, які визначають ефективність роботи технологічних комплексів на кар’єрах блочного каменю. Розробка родовищ корисних копалин. Промислова екологія: тези XXXVII науково-практичної міжвузівської конференції, присвяченої Дню науки (Житомир, 12–13 травня 2011 р.). Житомир : Редакційно-видавничий відділ ЖДТУ, 2011. С. 309–310

Філіпова Н.П. (Кириленко Н.П.), Котенко В.В. Порівняльний аналіз технологічних способів відокремлення монолітів від масиву на родовищах високоміцних порід природного облицювального каменю. Тези XXXVI науково-практичної міжвузівської конференції, присвяченої Дню науки (Житомир, 12-13 травня 2011 р.). Житомир : Житомирський державний технологічний університет, 2011. С. 171–174

Karimbetova N. (Kyrylenko N.), Shapovalova O., Kobzar S. Measurement of the Movement Parameters of Elements of Diamond Wire Saw. Current trends in young scientists’ researches: Book of papers of All Ukrainian Scientific and Practical Conference (Житомир, 16 квітня 2015 р.). Zhytomyr : Publishing of Zhytomyr State Technological University, 2015. C. 50–53

Karimbetova N. (Kyrylenko N.) Substantiation of wheel loader employment at dimension stone quarries in Ukraine. 1st International Sustainable Stone conference (Каррара, 20 травня 2016 р.). Каррара, 2016

Bianco I., Bobba S., Karimbetova N. (Kyrylenko N.), Kobzar S. Environmental and economic justification of dimension granite cutting technologies. Current Trends in Young Scientists’ Research: Book of Papers of All Ukrainian Scientific and Practical Conference (Житомир, 14 квітня 2016 р.). Житомир, 2016. С. 38–42

Кириленко Н.П., Котенко В.В. Техніко-економічне обґрунтування комбінованих способів відокремлення монолітів високоміцних порід на кар’єрах блочного облицювального каменю. Перспективи розвитку гірничої справи та раціонального використання природних ресурсів; тези IV Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених (Житомир, 12-13 квітня 2017 р.). Житомир : Житомирський державний технологічний університет, 2017. С. 1–3

Kyrylenko N., Korobiichuk V., Mamrai V. IoT for sustainable mining: EU-UA insights on research, education, and business. Building sustainable EU society for the future: Proceedings of the International Scientific Jean Monnet Conference (Загреб, 12-13 грудня 2024 р.). Zagreb : Faculty of Economics & Business, University of Zagreb, 2025. С. 49–62

Кириленко Н.П., Шамрай В.І. IoT для сталого гірництва: перспективи інтеграції в ЄС та Україні. Європейські студії в галузі гірництва та екології: тези Всеукраїнської науково-практичної конференції «Сучасні проблеми гірництва та будівництва» (Житомир, 21 листопада 2024 р.). Житомир, 2024. С. 112-113

Читати повністю

Файли

autoreferat-Автореферат_Кириленко.pdf

evolution-Рішення про присудження ступеня_Кириленко.pdf

Дисертація_Кириленко Н-П-.pdf

Схожі дисертації

0526U000054

Іщенко Віталій Анатолійович

Наукові засади управління, рециклінгу та ресурсного потенціалу небезпечних компонентів побутових відходів

0526U000011

Кобилінська Наталя Григорівна

Колоїдно-хімічні принципи створення сорбційних матеріалів для вилучення антропогенних забруднювачів об’єктів довкілля

0525U000398

Васютинська Катерина Анатоліївна

Наукові основи індикаторного оцінювання природно-техногенних небезпек урбанізованих територій

0525U000375

Радовенчик Ярослав Вячеславович

Наукові засади захисту довкілля від забруднення відходами систем водообробки та технологічними розчинами

0525U000316

Сєрікова Олена Миколаївна

Наукові основи забезпечення екологічної безпеки зберігання рідких вуглеводнів в умовах сейсмічних навантажень