Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду icon

Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду






Скачать 436.28 Kb.
НазваниеКомплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду
Дата конвертации28.02.2013
Размер436.28 Kb.
ТипДокументы

Глава 1


Э
КОЛОГИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ
РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ



1.1. ВЛИЯНИЕ
ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ
ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ



Уровни выделяемых вредностей при разработке месторождений существенно зависят от техники и технологии ведения открытых и подземных работ. Ухудшение экологии при ведении открытых горных работ связано с неуклонным увеличением глубины карьеров. Так, глубина Соколовско-Сарбайского карьера, карьера № 1 Центрального ГОКа превысила 300 м, десять карьеров в странах СНГ имеют глубину 260…300 м. При достигнутом годовом понижении горных работ на карьерах 8…10 м в ближайшие 10 лет средняя глубина 22 действующих в этих странах крупных карьеров достигнет 350…400 м. Добыча железной руды в таких глубоких карьерах (50 % общей добычи) создает исключительно сложную экологическую техногенную нагрузку на окружающую среду. Ориентация технологии открытых горных работ на применение высокопроизводительных буровых, погрузочных, транспортных средств, а также использование при массовых взрывах больших количеств взрывчатых веществ (ВВ) приводят к увеличению выбросов в атмосферный воздух вредных веществ.

В связи с ростом глубины карьеров проект­ными институтами Гипроруда и Южгипро­руда выполнено технико-экономическое обоснование применения железнодорожного транспорта и целесообразность его использования до глубины карьеров 350…400 м. В ближайшие годы долевое участие в перевозке горной массы железнодорожным транспортом возрастет до 50 %. Учитывая, что из всех видов транспорта железнодорожный электрифицированный является экологически наиболее чистым, на карьерах внедряются современные электровозы ОПЭ-1А, ОП-1Б, ОПЭ-2, которые по своим технико-эксплуатационным характеристикам не уступают лучшим зарубежным аналогам. Разработана и реализуется на практике программа строительства и электрификации железнодорожных карьерных путей протяженностью до 300 км на Ингулецком, Полтавском, Северном, Соколовско-Сарбайском карьерах. В структуре железнодорожного карьерного транспорта удельный вес электровозного равен 18 %, тепловозного – 43 %, тяговых агрегатов – 39 %, а осуществляемые ими объемы перевозок соответственно составляют 11, 37 и 52 %. Наибольшая производительность электровоза – 570, тепловоза – 955 и тягового агрегата – 1,5 млн т горной массы в год.

На некоторых карьерах освоены элементы новых технологий горных работ: на Соколовско-Сарбайском карьере применяют железнодорожный транспорт в наклонных подземных стволах; на Южнолебединском ГОКе эксплуатируют выездную траншею с повышенным уклоном путей.

В качестве бурового оборудования на карьерах широко используют буровые станки шарошечного бурения СБШ-250 МН. В целом, на карьерах, ведущих разработку железных, марганцевых и хромитовых руд, ежегодно бурят свыше 21 тыс. км взрывных скважин со средней производительностью станка 27,5 тыс. м. Особенностью развития взрывных работ на карьерах является широкое внедрение водонаполненных и других простейших ВВ, изготовленных непосредственно на предприятиях. Наиболее эффективны гранулированные ВВ, доставляемые в мягких контейнерах МК 0–1,0 С.

Продолжается внедрение в практику буровзрывных работ (БВР) средств механизированного заряжания скважин и контейнерной доставки ВВ. Применение такой технологии взрывных работ позволило существенно снизить расход тротилосодержащих ВВ и, в частности, гранулотола, что способствовало снижению на 25–30 % выбросов в атмосферу окиси углерода при массовых взрывах.

На железорудных карьерах удельный вес применения экскаваторов с объемом ковша 4…5 м3 составляет 70 %, а 30 % приходится на экскаваторы с бóльшим объемом ковша. Средний объем ковша экскаваторов возрос до 7,2 м3 в железорудных карьерах и до 7,8 м3 – при добыче марганцевых и хромитовых руд. Максимальная производительность забойного экскаватора – 1200…1500 тыс. м3/год. Коэффициент использования календарного времени экскаваторов, работающих на отвалах и перегрузочных пунктах, составляет 0,59–0,62. Максимальный рост производительности среднесписочного экскаватора достигнут на Соколовско-Сарбайском и Северном ГОКах и составляет 1,2…1,5 млн м3 горной массы в год. В настоящее время назрела необходимость создания мощного карьерного экскаватора с более высокими рабочими характеристиками типа ЭКГ-10 ус, ЭКГ-11 ус, а также гидравлических машин типа ЭГ-8 и ЭГ-12, приспособленных к эксплуатации в глубоких карьерах. Следует указать, что разработка и внедрение прогрессивного технологического оборудования должны сопровож­даться соответствующими инженерными решениями по обеспыливанию воздуха и нейтрализации вредных газов.

За последние 10 лет на открытых горных работах осуществлена замена автосамосвалов БелАЗ-549 грузоподъемностью 75 т на автосамосвалы грузоподъемностью 110–120 т. В среднем грузоподъемность автосамосвала возросла с 37,8 т в 1990 г. до 100 т в 2003 г. Машинами повышенной грузоподъемности в настоящее время перевозится 80 % всех грузов в карьерах. Повышение производительности автосамосвалов грузоподъемностью 110 т в 4,5–5 раз по сравнению с машинами грузоподъемностью 40 т обеспечивает снижение себестоимости транспортировки горной массы в среднем на 25 %. Отметим, что эксплуатация карьерных автосамосвалов БелАЗ сопряжена с высоким уровнем загрязнения атмосферы карьеров. В связи с этим, а также по технико-экономическим условиям, назрела необходимость создания конкурентоспособного двигателя автосамосвала с расходом топлива до 110 г/(ткм).

Карьерами с использованием систем циклично-поточной технологии (ЦПТ) с автомобильно-конвейерным транспортом добыто с начала их эксплуатации 840 млн т скальных горных пород. Меньший объем добычи приходится на системы циклично-поточной технологии с конвейерно-железно­дорожным транспортом (ЮГОК и др.), хотя производительность труда в этом случае в 2 раза выше, чем в первом. На Соколовско-Сарбайском ГОКе приме­няется система ЦПТ с автомобильно-железнодорожным тран­спортом. По сравнению с обычной цикличной технологией применение ЦПТ позволило снизить себестоимость транспортировки горной массы на 30 %, энергозатраты – на 25 %, увеличить производительность труда в 1,5 раза и снизить уровни выделяемых в окружающую среду вредностей в 1,8 раза.

Системы ЦПТ включают, как правило, два наклонных подземных ствола, один из которых является вентиляционным. Исключение составляет карьер ЦГОКа, где для выдачи горной массы из карьера используется один ствол, а проветривание осуществляется за счет депрессии естественной тяги. Причем при изменении температуры наружного воздуха от 10 до 18 °С движение воздушных масс осуществляется из карьера со скоростью от 3,5 до 0,25 м/с. При температуре выше 18 °С воздух начинает поступать в ствол с поверхности со скоростью более 0,25 м/с. Для пылегазоподавления на воздухозаборе в стволе разработана система гидрообеспыливания, основанная на применении завесы из активной (3 % Н2О2) воздушной смеси [73].

Основными перспективными направлениями дальнейшего совершенствования ЦПТ на карьерах являются:

создание передвижных дробильных комплексов на концентрационных горизонтах, позволяющих более полно загрузить дробильно-конвейерные тракты;

использование одного транспортного ствола;

разработка схем транспортировки руды из карьера подземными конвейерами непосредственно на дробильные фабрики, исключая промежуточную экскаваторную перегрузку руды;

внедрение систем пылегазоподавления на воздухозаборах транспортных стволов.

На предприятиях горнодобывающей отрасли стран СНГ действует 18 горно-обогатительных комбинатов (ГОКов). Конечные продукты переработки железных руд – агломерат (ЮГОК, НКГОК, Качаловский ГОК), окатыши (ЦГОК, СевГОК, Полтавский, Камыш-Бурунский, Костомукшский, Михайловский и Стойленский ГОКи) и концентрат (остальные восемь ГОКов).

Технологические схемы переработки и обогащения руд развиваются по следующим основным направлениям [72]:

совершенствование процесса тонкого грохочения (Лебединский ГОК);

введение трехстадийных систем измельчения (Костомукшский ГОК);

повышение массовой доли железа в пульпе за счет подачи питания на стадии магнитного обогащения насосами через зумпф вместо схем с тремя перечистными операциями;

замена стержневых мельниц шаровыми и введение IІ стадии магнитного обогащения на разгрузке IІ стадии измельчения (НКГОК);

внедрение сепараторов окисленных руд ПБМ-150 (200), ПБМ-90 (250Р) (СевГОК, ССГОК, ИнГОК);

внедрение сухого магнитного обогащения.

На отдельных ГОКах внедрена и эффективно работает система контроля качества железорудного сырья в технологических агрегатах АСКК, применение которой позволило увеличить массовую долю железа на 2 %. На вооружении фабрик окускования руд находится 214 обжиговых машин с общей площадью спекания 25 795 м2, включая 44 машины с площадью обжига 10 000 м2 по окатышам [25].

Долевое участие подземных рудников в общем балансе добычи железной руды в странах СНГ составляет около 20 %. Глуби­на вскрываемых, подготавливаемых и отрабатываемых горизонтов на железорудных шахтах Украины и России достигла 1200…1500 м.

Ведение горных работ на таких глубинах сопряжено с сокращением площадей залежей богатых руд. В связи с этим начата комплексная разработка месторождений богатых руд и железистых кварцитов в Кривбассе, где добыто подземным способом около 12 млн т железистых кварцитов. К новым технологическим решениям при подземной разработке руд относятся:

широкое применение высокопроизводительных систем разработки – камерных и с обрушением вмещающих пород;

совмещение бурового, подсечного и до­ставочного горизонтов с обуриванием массива параллельными вертикальными скважинами. Такая технология позволяет вдвое уменьшить объемы горнопроходческих работ, увеличить в 1,5 раза производительность труда и более чем в 2 раза снизить пылегазовые выбросы в атмосферу.

Совершенствуется технология одностадийной выемки руды с обуриванием очистных забоев скважинами увеличенного диаметра (250 мм). Однако дальнейшее расширение объемов внедрения этой технологии сдерживается недостающими поставками самоходных буровых станков БШ-200С.

Горнорудные предприятия России освоили:

технологию отбойки руды с принудительным этажным обрушением и отбойкой на “зажатую” среду или компенсационное пространство (ПО “Сибруда”);

траншейную подсечку рудных блоков (ПО “Уралруда”);

камерные системы разработки с плоским днищем и доставкой руды энергией взрыва (ПО “КМАруда”);

циклично-поточную технологию с конвейерной доставкой руды по скользящей ленте (ПО “Сибруда”);

поточную технологию доставки руды из забоя в околоствольный двор шахты с помощью саморазгружающихся вагонов ВМД-5,6 с межкузовными перекрытиями и донной разгрузкой;

применение повышенного давления (до 1,8 МПа) в шахтной пневматической магистрали при буровых работах в очистных блоках, позволившее увеличить скорость бурения станком НКР-100М в крепких рудах в 2 раза и снизить общее количество выделяющейся при бурении пыли в 2,5 раза.

Объем добычи марганцевой руды подземным способом в странах СНГ в 2000 г. достиг 40 % общего мирового производства. Марганцевая пыль характеризуется повышенной вредностью. Новые технологии подземной добычи марганца с применением щитовых механизированных комплексов позволили повысить производительность горнорабочего шахты до уровня производительности рабочего карьера при значительно меньшем уровне пылегазовыделений.

Добыча хромитовых руд подземным способом производится системами подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими взрывными скважинами. На проходке подземных выработок применяются комбайны 2 КВ. В связи с высоким горным давлением, характерным для горного массива Южно-кемперсайского рудного поля, на шахтах “Советская” и “Молодежная” применяют высокоустойчивые виды крепи, а также мелкоразмерные тюбинги, рассчитанные на давление до 100 тс/м2. При разработке Кемперсайского рудного поля в трещинных зонах обнаружено скопление незначительных количеств водорода, происхождение которого связано с термической диссоциацией воды в ультраосновных породах и последующими окислительными реакциями между окислами двухвалентного железа и гидроксильными группами с образованием высших окислов железа и свободного водорода. Для дегазации месторождения хромитовых руд УНИИБТГ разработаны специальные мероприятия.

1.2. Пылегазовыделения
при добыче и переработке руд



Открытая разработка руд. В рудных карьерах источники выделения вредностей носят неорганизованный и нестационарный характер. Ими являются: массовые взрывы, производящиеся в пределах размещения технологического оборудования – буровых станков, экскаваторов, дробилок; локальные источники – хвостохранилища, склады, отвалы; пылевыделения с поверхности дорог, железнодорожных вагонов и т. п.

Источники пылевыделений и концентрация вредностей при различных технологических процессах в карьерах в зависимости от эффективности способов пылегазоподав­ления характеризуются следующими величинами. При бурении скважин станками шарошечного бурения количество пыли, поступающей в атмосферу, составляет 3–200 г/м3, станками термического бурения – 2–170 г/м3, а концентрация в воздухе вредных газов при пересчете на условную окись углерода достигает 10 %.

При массовых взрывах в атмосферу выделяется 0,03–0,18 кг/м3 пыли, количество пыли в продуктах детонации – до 2 г/м3, вредных газов в пересчете на условную окись углерода – до 0,3 %.

При ведении выемочно-погрузочных работ концентрация пыли в кабинах экскаваторов изменяется в зависимости от влажности горной массы в пределах 20–200 мг/м3. При транспортировании горной массы запыленность воздуха в кабинах транспортных средств находится в пределах 3–25 мг/м3, а на автодорогах – 10–100 мг/м3. В выхлопах карьерных автосамосвалов при отсутствии нейтрализаторов содержится: окиси углерода – 10 %, окиси азота – 0,5, альдегидов – 1,0, углеводородных газов – 1,0, сажи – 1,0 % [13].

При переработке горной массы концентрация пыли в кабинах дробильных агрегатов составляет 3–75 мг/м3. При применении средств обеспыливания воздуха количество пылевыделений снижается до 5 мг/м3.
В кабинах стационарных грохотильно-дро­бильных комплексов циклично-поточной технологии (ЦПТ) запыленность воздуха изменяется в пределах 5–50 мг/м3, если средства обеспыливания воздуха не применяют, и 2–4 мг/м3, если такие средства применяются. При взметывании пыли с поверхности отвалов ее концентрация достигает 300–500 мг/м3.

Эксперименты и расчеты показывают, что предельно допустимая концентрация (ПДК) по пыли достигается при рассеивании пылегазового облака в карьерах на расстоянии 2,5…8 км от места взрыва. Распространение пылегазового облака на 2,5…3,5 км отмечено при неустойчивом состоянии атмосферы. Наибольшая дальность рассеивания продуктов детонации при массовых взрывах в карьерах составляет 2,5…8 км, при штилевой погоде дальность их распространения не превышает 3,4…4,5 км.

Снижение пылегазовыделений при массовых взрывах достигается за счет: применения простейших ВВ; взрывания на неубранную горную массу; гидрообеспыливания и усиления проветривания взорванных блоков. УНИИБТГ испытана внешняя, внутренняя и комбинированная гидрозабойка скважин в полиэтиленовых емкостях. Ее применение позволяет снизить запыленность на 50–80 %. Как свидетельствует опыт подземных работ, введение 3–4 % Н2О2 в состав гидрозабойки приводит к снижению СО и NO2 в 2 раза и более [65].

Криворожский технический университет и промышленно-производственное предприятие “Кривбассвзрывпром” предложили для снижения количества вредных газов CO и NO2, образующихся при массовых взрывах, применять гидрогелевую забойку, которая нашла применение на карьерах Кривбасса. Работы по изысканию эффективных способов сокращения вредных примесей при взрывах продолжаются. Получены положительные результаты при орошении пылегазового облака с помощью водовоздушной струи, создаваемой вентиляторной установкой НК-12КВ. УНИИБТГ совместно с институтом “Гипроводхоз” завершил опытно-промышленные испытания по гидро­обеспыливанию продуктов массового взрыва мелкодисперсными каплями воды, подаваемыми импульсной установкой. Достигнутая эффективность пылеподавления после массового взрыва – 75 %.

Чрезвычайно интенсивным источником загрязнения окружающей среды пылью являются обезвоженные поверхности пляжей хвостохранилищ, общая площадь которых по Кривбассу и Полтавскому ГОКу составляет около 1000 га. На практике пылевыделения с пляжей хвостохранилищ составляют около 1000 мг/м3.

При скорости ветра 5 м/с запыленность воздуха от обезвоженных хвостохранилищ на расстоянии до 500 м превышает ПДК. Поскольку интенсивная разработка место­рождений железистых кварцитов всегда сопровождается складированием большого объема хвостов (по Кривбассу – свыше 120 млн т/год), рассмотрим этот вопрос подробнее.

Каждый гектар обезвоженной поверхности хвостохранилища выделяет в атмосферу до 70 т пыли в год. Железорудные ГОКи складируют хвосты обогащения в виде пульпы, которая поступает по трубопроводам диаметром 0,8…1,2 м в подземные резервуары, оконтуренные ограждающей дамбой и плотиной с подземными системами гидротранспортирования осветленной воды в специальные пруды.

При складировании хвостов источниками выделения пыли являются сухие пляжи шириной 50 м и более вдоль дамб, а также наклонные и горизонтальные поверхности. При конусной форме намыва пылящие поверхности пляжа хвостохранилища образуются как в его центральной части, так и в периферийной. Несмотря на то, что разработка способов снижения пылевыделения с поверхностей пляжей хвостохранилищ ведется уже продолжительное время, ни один из них промышленного распространения не получил. Разработанные способы снижения пылеподавлений с поверхности пляжей хвостохранилищ можно разделить на физико-химические, механические, биоло­гические и рекультивацию.

Рекультивация основана на полном восстановлении поверхности земель, занятых под хвостохранилища. Поскольку техника и технология рекультивации еще недостаточно разработаны, способ этот малоэффективен. Например, рекультивация земель площадью 93,5 га на молибденовом руднике штата Колорадо (США) продолжалась 7 лет, а стоимость работ по восстановлению 1 га земли составила 75 тыс. USD. На основе российского опыта рекультивационных работ установлено, что биологическая рекультивация на хвостохранилищах цветной металлургии нецелесообразна в связи с возможностью комплексной переработки вторсырья.

Для механического закрепления эрозионно опасных поверхностей хвостохранилищ используют глину, гравий, деревянную щепу и др. Механический способ борьбы со взметыванием пыли хвостов обогащения также трудоемок и неэкономичен из-за отсутствия специальной техники, приспособлений для работы на поверхности хвостохранилища. Более высокие результаты дает периодическое закрепление открытых надводных пляжей слоем суглинка вскрышных пород. Эффективный способ борьбы с эрозией поверхности хвостохранилищ, заключающийся в покрытии поверхности хвостохранилища слоем до 2 см тонких фракций хвостов обогащения диаметром до 0,005 мм, извлекаемых из пульповода, разработан институтом ВодГСО.

Экологически чистым и наиболее перспективным является биологический способ борьбы с пылевыделениями с поверхностей пляжей хвостохранилищ. Опытный участок пляжа хвостохранилища СевГОКа засажен колосняком степным. Для хвостохранилищ ГОКов подобраны типы растений, пригодные для выращивания на кислых и щелочных пляжах хвостов обогащения.

С 1982 г. Криворожским отделом Донецкого ботанического сада НАН Украины по инициативе и заданию УНИИБТГ проводились исследования по подбору ассортимента высших и низших растений, пригодных для закрепления хвостохранилищ железорудных ГОКов, и эффективности применения органических и минеральных удобрений для этих целей. Рассчитывать на выполнение естественной растительностью противоэрозийных функций без соответствующих условий нет основания, так как результат может проявиться через слишком длительный период времени. Поэтому наиболее реальным способом ускоренного закрепления поверхности хвостохранилищ является создание устойчивых к данным условиям видов растений.

Для жестких экологических условий хвостохранилищ следует отдавать предпочтение солеустойчивым, засухоустойчивым растениям и особенно растениям, способным поглощать атмосферный азот.

Низкая приживаемость и сохранность растений на хвостах объясняется неблагоприятными физическими свойствами последних, их фитотоксичностью, отсутст­вием элементов минерального питания растений и гумусовых веществ. Кроме того, при переносе песка ветром с засеянных площадей удаляются семена трав, поэтому посевы получаются изреженными. Посевы и всходы растений частично засыпаются песком, приносимым с окружающих территорий, после чего они отстают в росте или погибают.

Необходимое условие для произрастания растений на хвостах, особенно в первые годы, – полив и наличие органических удобрений. Без этого все попытки биологического закрепления хвостов не приводят к успеху. Растения успешно развиваются только в начальный период своей жизни за счет запасов питательных веществ в семени. Но с наступлением засушливого периода они погибают от дефицита влаги, отсутствия элементов минерального питания.

Установлено, что по эколого-биоло­гическим свойствам для закрепления хвостов заслуживают внимания такие виды растений из числа спонтанно поселяющихся на хвостохранилищах, как колосник черно­морский, колосник кистистый, пырейник сибирский, тростник обыкновенный.

Наиболее эффективный способ ускоренного массового размножения тростника – вегетативный. Он заключается в том, что в качестве посадочного материала используют наземные стелющиеся побеги. Их высаживают в ранее нарезанные борозды на глубину 16…20 см, засыпают хвостами и уплотняют. При частичной засыпке или замыве тростник дает новые побеги.

Закреплять длительно сухие участки хвостохранилищ рекомендуется многолетними вегетативными злаками (колосники черноморский и кистистый, а также пырейник сибирский). Семена злаковых растений высеваются весной или поздней осенью на глубину 3…5 см.

Для создания травяного покрова из многолетних злаков обязательно внесение в хвосты перед посевом больших доз минеральных удобрений, что осуществляется с помощью разбрасывателей I-РМТ-4; РТГ-4,2.

Посев семян многолетних трав производится зернотравяными сельскохозяйственными сеялками СЗТП-19, СЗТН-31 с расстоянием между рядами 50 см и последующим прикатыванием гладкими катками. Норма высева семян – 20 кг/га. В весенний период нужно вносить минеральные удобрения: аммиачную селитру – 4 ц/га, суперфосфат – 2 ц/га, калийную соль – 1,4 ц/га. За посадками тростника на хвостохранилищах уход не производится благодаря его биологическим особенностям роста в экстремальных условиях.

Промышленная проверка закрепления участков хвостохранилищ проводилась в условиях ЮГОКа и СевГОКа и показала перспективность биологического способа закрепления поверхностей пляжей хвостохранилищ.

В настоящее время реальные результаты по борьбе с эрозией поверхностей пляжей хвостов обогащения в промышленных масштабах могут быть получены при применении физико-химического способа. В качестве химических реагентов для структурообразования используются отходы различных производств, в первую очередь – нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности: сульфидно-спиртовая барда, сульфидно-дрожжевая бражка и др. Известны также составы на основе хлопкоочистительного производства. Наиболее удачным является состав, содержащий 15 % хлопково-бардяной эмульсии. Институтом физико-органической химии НАНУ разработан закрепитель в виде 4 % концентрации талового пека, который наносится на обезвоженную поверхность хвостохранилища гидросеялкой с помощью самоходных машин.

В настоящее время имеется широкий спектр закрепителей различных поверхностей – полимеры, латексы, полиакриламиды, карбамидные смолы и др.

Хорошие результаты по закреплению поверхностей хвостохранилищ получены с помощью веществ, которые образуют эффективные противоэрозионные покрытия. На Полтавском ГОКе широко применяются такие закрепители поверхностей пляжей хвостохранилищ, как сульфатное мыло и сульфидно-спиртовая барда. Последний закрепитель более эффективен для данных условий. Для кратковременного закрепления пылящих поверхностей пляжей хвостов обогащения (не более 3 месяцев) рекомендуются такие дешевые материалы, как глина, препарат К-9, а для долгосрочного – составы на основе карбамидных смол.

Для стабилизации поверхности хвостохранилищ физико-химическими способами используют выпускаемые промышленностью поливочные машины ПМ-130, гидромониторы и другую специально переоборудованную технику, способную перемещаться как по сухой, так и влажной поверхности хвостохранилищ. Институтом “Казмеханобр” разработан для этой цели самоходный комплекс на базе шасси гусеничного трактора. Он существенно расширяет область такого перспективного способа борьбы с пылением хвостохранилищ, как гидрообеспыливание. В результате этих работ создана система гидроорошения поверхностей пляжей хвостохранилищ, включая дальнеструйную систему дождевания и агрегаты для образования водяных аэрозольных завес.

Разработанные технологии химического закрепления пылящих поверхностей пляжей хвостохранилищ основаны на применении реагентов. Экологически закрепители оцениваются следующим образом. Не имеет в своем составе вредных веществ глинистая суспензия. Как свидетельствуют результаты исследований, не оказывают негативного воздействия на окружающую среду раствор карбамидной смолы и пенопласты на основе карбамидной формальдегидной смолы. Незатвердевшая карбамидная смола может вызывать аллергические реакции в связи с полимеризацией и выделением различных углеродов, включая ароматические. Поэтому при ее применении следует соблюдать меры предосторожности.

Наиболее экономичные составы для закрепления пляжей хвостохранилищ – глинистый раствор и быстротвердеющая композиция на основе карбамидной смолы.

Мощными источниками загрязнения воздуха пылью и вредными газами являются массовые взрывы в карьерах, пылящие поверхности пляжей хвостохранилищ и карьерный дизельный автотранспорт. По десяти железорудным ГОКам Кривбасса и КМА годовой выброс пыли от взрывных работ и с поверхности хвостохранилищ соответственно составил 30 тыс. т и 6 тыс. т.

Для сокращения пылегазовыделений при массовых взрывах УНИИБТГ разработан комплекс технологических, организационных и инженерно-технических мероприятий. Промышленные исследования показали, что наиболее эффективно использование гидрозабойки скважин. Эффективность пылеподавления составила 35–53 %, а газоподавления (оксида азота) – 32–64 %.

УНИИБТГ совместно с институтом “Союз­гидроводхоз” сконструирована и изготовлена установка импульсного мелкодисперсного орошения для пылеподавления и нейтрализации вредных газов массового взрыва. С 1992 г. осуществляется ее практическое применение на карьерах НКГОКа и ЮГОКа.

В результате выполненных работ по проб­леме предупреждения пыления с пляжей хвостохранилищ разработаны:

способ локализации пылящих поверхностей в процессе их эксплуатации;

универсальный узел приготовления составов для закрепления эрозионно опасных поверхностей хвостохранилищ;

технология гидрообеспыливания.

Эффективность использования перечисленных способов борьбы с пылевыделениями с пляжей хвостохранилищ достигает 50 %.

Оценивая уровни пылегазовых выбросов открытыми разработками в атмосферу, можно отметить, что без внедрения принципиально новых способов и средств борьбы с пылегазовыделениями антропогенную нагрузку на окружающую среду стабилизировать не удается. При высокой техногенной нагрузке открытых горных работ, вклю­чающих и переработку руд фабриками ГОКов, понадобятся более эффективные технологические решения, основанные на применении комплексного открыто-подземного спо­соба разработки наклонных и крутопадающих рудных месторождений.

Быстрое развитие открытых горных разработок стало возможным в связи с освоением промышленностью производства современных большегрузных автосамосвалов, тепловозов, мощных колесных скреперов, тракторов и других транспортных средств с дизельными двигателями. Однако известно, что при работе дизельных машин в атмосферу выделяется большое количество (свыше 1000) вредных компонентов: окислов углерода, окислов азота, углеводородов, альдегидов, анилина, ацетилена, сажи и т. п.

В продуктах выхлопа дизеля содержатся канцерогенные вещества: бензопирен, кротоновый альдегид, анилин и др. Присутствие сажи в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания (ДВС) приводит к образованию в карьерах смогов, которые активно адсорбируют канцерогенные вещества. В отсутствие проветривания такая атмосфера является чрезвычайно опасной для работающих в карьере. Загазованность воздуха в карьерах наиболее высока (до 0,05 % в пересчете на условное СО) при штилевой погоде и может быть опасной для здоровья, если не будут осуществляться мероприятия по ее снижению. К ним относятся: локальное проветривание застойных участков карьера, применение для газоподавления водовоздушной смеси, включая активную смесь, и др. Важное значение для снижения токсичности отработанных газов имеет выбор типа двигателя и камеры сгорания, которые конструктивно могут быть выполнены совместно или раздельно. Применение таких двигателей позволяет снизить в 2 раза выделение в атмосферу окислов азота. Турбонадув в 4–5 раз снижает выделение дизельным двигателем сажи, а также уменьшает выделение окиси углерода и альдегидов. В зарубежной практике подавляющее большинство автосамосвалов оборудованы дизельными двигателями с воздушным охлаждением, что способствует более полному сгоранию топлива и, благодаря этому, снижению выбросов вредных веществ выхлопа в рудничную атмосферу. Рециркуляция до 30 % объема отработанных газов и их обратная подача в коллекторы двигателя дают возможность уменьшить выбросы вредных компонентов выхлопа в атмосферу до 25 %.

В мировой практике широкое распространение получил дизельный двигатель с замкнутой системой выхлопных газов. Существенно снизить токсичность выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) можно за счет введения в горючий состав углеводородных газов. Промышленные исследования показывают, что при использовании в качестве горючего природного газа происходит снижение токсичности продуктов выхлопа на 30 %, возрастает долговечность двигателя в 1,5 раза. Эксплуатация автосамосвалов БелАЗ-540А, работающих на смеси топлива, состоящей из 85 % бутана и 15 % дизтоплива, показала, что токсичность выхлопных газов ДВС снижена на 75 % по окислам азота, на 20 % – по окиси углерода, на 15 % – по углеводородам и в 5 раз – по саже. Фирма “Фиат” при высоких нагрузках на двигатель вводит в горючую смесь 35 % горючего газа, что снижает выбросы в атмосферу вредных веществ на 30 %.

Научные работы в области нейтрализации вредных газов карьерного автотранспорта ведутся в двух направлениях:

1) термокаталитического окисления окислов углерода и азота до высших окислов путем введения специальных присадок в автомобильное топливо и последующей каталитической очистки от высших окислов углерода и азота в коллекторе;

2) некаталитического окисления окислов углерода и азота атомарным кислородом и озоном, получаемым плазмохимическим способом в коллекторе автосамосвала.

Результаты предварительных исследований свидетельствуют о высокой эффективности некаталитического способа очистки выхлопных газов карьерного автотранспорта (60 % СО, 80 % NO2). Однако, несмотря на успехи в области разработки современных способов и средств снижения выбросов и токсичности выхлопных газов ДВС, ожидать в ближайшие годы реализации этих разработок в производственных условиях нельзя из-за высокой стоимости проектирования и серийного производства такой техники. Между тем глубина карьеров постоянно растет и работать в такой атмосфере становится все сложнее. Более перспективен, с точки зрения снижения токсичности вредных выбросов транспортных средств, переход к дизельно-электрическим автосамосвалам. По сравнению с дизельными автосамосвалами, дизель-троллейвозные выделяют на 60 % меньше выхлопных газов, а производительность по транспортировке горной массы на 10–12 % больше. В зарубежной практике известны технические варианты решения проблемы снижения количества выделяемых выхлопных газов транспортными средствами на основе создания троллейно-аккумуляторных автосамосвалов и газотурбинных двигателей.

Среди каталитических нейтрализаторов промышленность выпускает нейтрализатор НКИ 2М, обеспечивающий очистку выхлопных газов ДВС по окиси углерода на 75 %, альдегидам – на 80 %, углеводородам – на 70 %.

Одним из направлений повышения эффективности очистки выхлопных газов дизелей является комбинация каталитической и жидкостной газоочисток. Схемы устройства для фильтрации отработанных газов дизеля и очистки сажи, комбинированная система нейтрализации выхлопных газов дизеля НИПИцветмета основаны на каталитической нейтрализации вредных примесей в газах и частичной рециркуляции увлажненных отработанных газов. Ее эффективность по саже – 85 %, окиси углерода – 95 %, окиси азота – 12 %.

ИГД Минмета России предложен способ очистки выхлопных газов дизеля на 90 % по СО и на 40 % по NO2, основанный на фильтрации газов через слой перевозимой горной массы.

Ионизация выхлопных газов, направленных вихревыми струями положительной, отрицательной и биполярной плазмы, позволяет снизить концентрацию СО, NO2 и альдегидов на 83–93 %.

В последние годы развивается нейтрализация выхлопных газов дизеля путем введения специальных присадок и диспергированных капель воды к топливу в виде эмульсий. Эффективность таких присадок к топливу для снижения токсичности выхлопных газов дизеля различна, однако в среднем составляет по окиси углерода 35 %, окислам азота – 65 %, двуокиси серы – 75 %. Проводятся также комплексные исследования нейтрализации выхлопных газов в цилиндрах двигателей путем дополнительного введения окислителя в продукты горения и каталитической очистки в коллекторе от окислов азота.

Подводя итоги эффективности применяемых и разрабатываемых систем снижения токсичности выхлопных газов дизельных транспортных средств и оценивая экологический ущерб от загрязнения ими окружающей среды, можно констатировать, что в ближайшие годы экология открытых горных работ существенных изменений не претерпит. Новые технические средства позволят лишь не наращивать эти выбросы.

Радикальным решением, улучшающим экологию при добыче руд, является принципиальное изменение технологии горных работ на основе перехода на комплексную открыто-подземную разработку рудных месторождений.

Подземная разработка. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха пылью и вредными газами при подземной разработке руд являются выбросы вентиляторов главного проветривания при нормальном режиме работы шахт и особенно после массовых взрывов, а также неорганизованные выбросы пыли при складировании руды и погрузке ее в железнодорожные вагоны.

Как показывают исследования, запыленность исходящего из шахт воздуха при нормальных режимах находится в пределах 0,2–0,5 мг/м3 вследствие того, что воздуховыдающие стволы при наличии в них капельного потока воды являются хорошими естественными фильтрами. При прохождении воздуха по воздуховыдающим стволам его метеорологические параметры изменяются. При движении по стволам воздуха со 100 %-й относительной влажностью влага конденсируется на тонкодисперсной пыли. Наиболее активное укрупнение пыли происходит на первых 100 м подъема воздуха в вентиляционных стволах, где диаметр пылинок достигает 10 мкм и более. На уровне вентиляционного канала количество конденсата составляет 1,5–2 г/м3. Указанные процессы способствуют оседанию пыли на стенках подземных выработок.

Мощным источником образования пыли и вредных газов в шахтах являются взрывные работы. Концентрация пыли в воздухе при детонации зарядов ВВ в подземных выработках достигает 1500 мг/м3, а в отдельных случаях и более. Газовыделение отдельных типов ВВ в железорудных шахтах находится в пределах 20–80 л условной окиси СО с 1 кг ВВ.

Процесс выделения вредных газов включает мгновенные выбросы их в рудничный воздух при взрыве, а также постепенное выделение из взорванной горной массы, в которой находится около 50–60 % общего объема продуктов детонации. Исследования динамики выбросов вредных газов и пыли при производстве массовых взрывов свидетельствуют о ее нестационарном характере. Количество вредных газов и пыли в главных вентиляторных установках (ГВУ) возрастает в течение первых 15–20 мин после начала взрыва, а затем их концентрация снижается до уровня нормального режима работы шахты. В связи с высокой относительной влажностью рудничного воздуха и конденсацией водяных паров в воздухо­подающих стволах часть окислов азота – продуктов детонации ВВ – поглощается водой с образованием слабых азотной и азотистой кислот, что существенно снижает уровень выбросов азотной группы окислов в атмосферу. Учитывая, что окись углерода является устойчивым газом в реакциях с другими компонентами, общее ее количество, выбрасываемое в атмосферу, равно первоначально образующемуся при детонации зарядов ВВ.

Установлено, что концентрация вредных газов и пыли в выбросах по обводненным глубоким вентиляционным стволам обычно не превышает ПДК. Повышенный уровень выбросов в шахтную атмосферу пыли и вредных газов наблюдается непродолжительное время, только после момента производства массовых взрывов, а количество выбрасываемых вредных веществ за этот период не превышает 20 % общего количества выделяющихся вредностей в шахтах.

При разгрузке скипов в приемные бункера на поверхности шахт, дроблении руды, ее сортировке и транспортировке в штабели на открытых складах, загрузке в железнодорожные вагоны происходит интенсивное пылевыделение в атмосферу. Интенсивность поступления пыли в окружающую среду при выполнении этих операций (0,01–0,08 мг/с) зависит от количества перерабатываемой руды, метеорологических условий, а также от применяемых средств борьбы с пылью.

По интенсивности пылевыделений в окружающую среду источники пылевыделений на промплощадках шахт можно разделить на две группы: источники с предварительной очист­кой выбрасываемого в атмосферу запылен­ного воздуха; источники пылевыделений без очистки (неорганизованные).

К первой группе относятся дробильно-сортировочный комплекс и конвейерный тракт подачи руды в надштабельную галерею склада. Все технологические операции выполняются в защищенных от ветра помещениях, а основные места пылевыделений укрыты аспирационными установками с очисткой аспирационного воздуха при помощи фильтров.

Ко второй группе относятся открытые склады руды, на которых все выполняемые процессы сопровождаются активным пылевыделением в окружающую среду.

В открытые склады руда поступает по ленточным конвейерам с надштабельных галерей, расположенных на высоте 20 м от поверхности склада. При свободном падении руды значительное количество пыли взметывается и попадает в окружающую среду, загрязняя воздух до концентраций, превышающих ПДК.

УНИИБТГ разработал ударно-инерцион­ный фильтр УКФ, принцип работы которого основан на осаждении на уголковой решетке укрупненных частиц влаги, содержащих пылевые частицы. Скорость потока на входе достигает 15 м/с, а между пластинами снижается до 5 м/с. При такой скорости не происходит срыва осевшего конденсата, содержащего пылевые частицы пластин. При небольшом количестве конденсата перед уголковой решеткой устанавливаются оросители. Степень очистки от пыли воздуха, выходящего из шахт при использовании фильтров УКФ, достигает 80 %, что соответствует остаточной запыленности воздуха, входящего в атмосферу (0,2–0,5 мг/м3). Поскольку загрязнение атмосферного воздуха пылью и вредными газами в выбросах ГВУ из шахт существенно ниже, чем на открытых горных работах, подземный способ разработки является экологически более чистым. При этом окись углерода частично адсорбируется горной массой, а частично попадает в шахтную воду, а затем, вследствие десорбции, – в окружающую среду. Окислы же азота, активно поглощаясь водой, начиная с места их образования в заборе и заканчивая выбросами ГВУ, нейтрализуются, создавая слабые растворы азотной и азотистой кислот. Из вышеприведенного следует, что разработка дополнительных средств пылегазоподавления на выбросах ГВУ в связи с большими расходами воздуха и чрезвычайно малыми концентрациями пыли и вредных газов в них нецелесообразна. Следует искать способы и средства борьбы с вредными газами непосредственно в проходческих и очистных забоях на принципах их нейтрализации, а не путем разжижения свежим проточным воздухом. Исходя из такого методического подхода, УНИИБТГ разработал способ нейтрализации вредных газов взрыва на основе введения окислителя в продукты детонации, позволяющий снизить в 2–2,5 раза их количество. Для этого ведут обработку вредных газов в проходческих забоях путем рециркуляционного проветривания активной водовоздушной смесью, состоящей из водно­го раствора перекиси водорода (3 % Н2О2), а в очистных – за счет установки водоналивных перемычек, содержащих 5 % Н2О2 и разрушаемых энергией взрыва или орошением пылегазового облака активной смесью форсунками либо специальными оросительными устройствами. Интенсивность подачи активной смеси в проходческих и очистных забоях равна 2,5 л/мин, а объем 3 % Н2О2, приходящийся на 1 кг ВВ, составляет 0,2 л.

Для борьбы с пылевыделениями на открытых складах руды разработано ветрозащитное устройство для предупреждения взметывания пыли с потока падающей руды набегающим воздушным потоком, создаваемым ветром. Известны и другие решения проблемы пыления складов руды, в частности закрепление поверхности руды щелочным стоком капролактана, латексами и другими материалами, в том числе раствором Ca(OH)2 с концентрацией извести 3,6 г на 1 л воды. Несмотря на достаточно высокую эффективность этих средств, мобильность складов руды определяет необходимость разработки принципиально новых технических решений.

Переработка руд. При переработке руд основным источником загрязнения атмосферы пылью и вредными газами являются фабрики окускования руд, дробильные фабрики, а также открытые склады готовой продукции. Известно, что фабрики окускования руд технологически могут быть представлены агломе­рацией или окомкованием, причем агломерационное производство – более мощный источник загрязнения воздушного бассейна, чем окомкование. Количество пылегазовых выбросов при агломерации руд существенно зависит от параметров технологического процесса. Технологические выбросы образуются при спекании агломерационной шихты, охлаждении агломерата и возврата обжига окатышей. Их можно снизить на 25 % за счет оптимизации основных технологических процессов окускования руд. Агломерационные выбросы, кроме пыли, содержат окислы серы, азота и углерода. Удельные выбросы СО при агломерации железорудного сырья изменяются в пределах 20–50 кг/т, а NO2 – 0,3–5,2 кг/т. Агломерационные выбросы имеют концентрацию вредностей от 9 г/м3 до 13 г/м3 при объеме отходящих газов 2500 м3 на 1 т аглошихты.

Вредные газы и пыль образуются также при прохождении продуктов сгорания через слой окатышей при обжиге. Масса образующейся пыли при этом (на примере ЦГОКа) изменяется в пределах 200–300 кг/ч. Состав и количество вредных газов, выбрасываемых в атмосферу, определяются составом перерабатываемого сырья и топлива, а также технологией обжига. Максимальная масса удельных выбросов вредных веществ на 1 т окатышей такова: СО – 14,0; NO2 – 6,0; SO2 – 0,8 кг.

Общие выбросы пыли и вредных газов фабрики окускования руд составляют 94–98 % всех выбросов горно-обогатительных комбинатов. По результатам исследований пылегазовых выбросов ГОКов Кривбасса главная их часть приходится на аглофабрики – 97 % (на примере ЮГОКа), в том числе окиси углерода – 290,3 тыс. т, окислов азота – 3,4 тыс. т, сернистого газа – 13,3 тыс. т, пыли – 15,6 тыс. т за год.

Мощным источником пылегазовых выбросов СевГОКа является фабрика окомкования. Они составляют 80 % общих выбросов ГОКа или 14 тыс. т в год, в том числе: окись углерода – 5,2 тыс. т, окислы азота – 2,1 тыс. т, серный газ – 6,7 тыс. т.

Приведенные показатели пылегазовых выбросов по ЮГОКу и СевГОКу могут быть распространены с достаточной для практики точностью на количественную и качественную оценку аналогичных выбросов по другим ГОКам железорудной отрасли, имеющим агломерационные и окомковательные фабрики.

Исследованиями, проведенными на остальных ГОКах Кривбасса, установлено, что комбинаты ежегодно выбрасывают в атмосферу свыше 1 млн т вредностей, из которых газообразные компоненты составляют до 85 %.




Рис. 1.1. Динамика профессиональной заболева-

емости на горнорудных предприятиях:

1 – пневмокониоз (силикоз); 2 – пылевой бронхит; 3 – вибро-

болезнь; 4 – тугоухость; 5 – ТНТ – катаракта; 6 – прочие



Рис. 1.2. Динамика онкологических заболеваний

в Кривбассе:

1 – заболевания органов дыхания; 2 – заболевания
молочной железы; 3 – заболевания кроветворных органов;
4 – заболевания желудочно-кишечного тракта; 5 – болезни

уха, горла, носа

Разработана опытная система очистки пылегазовых выбросов фабрик окускования руд, которая содержит три основных блока: пылеуловитель, реактор и нейтрализатор.

Конструкция пылеуловителя базируется на применении мокрого инерционного способа с дополнительной фильтрацией запыленного потока через плавающий слой гранул из порозола [25].

Отличительной особенностью процессов очистки газовых компонентов в выбросах является их некаталитическое окисление в газовой фазе при помощи реактора со ствольно-диффузным разрядом. Этот разряд обеспечивает генерацию плазмы во всем рабочем канале реактора, достаточно высокий выход озона и возможность протекания плазмохимических процессов по окислению низших окислов вредных газов до высших, легко взаимодействующих с водой. Нейтрализация продуктов окисления осуществляется в аппарате-нейтрализаторе мокрого барботажного типа.


1.3. Шум и вибрация
при открытой и подземной разработке



Уровни звука (дБА) и вибрационной скорости (дБ) практически при всех технологических процессах открытых и подземных горных работ, эксплуатации буровых и погрузочно-доставочных машин, хоть и незначительно, но превышают допустимые санитарные уровни. Фактические уровни вибрационной скорости локальной и общей вибрации при работе горных машин и механизмов на карьерах находятся в пределах 65–108 дБ, а на рудных шахтах – 70–112 дБ, что на 10–15 дБ превышает допустимые санитарные уровни виброскорости для отдельных активных полос вибрации.

Главной причиной этого является неудовлетворяющее требованиям ГОСТов по уровням шума и вибрациям выпускаемое оборудование для открытых и подземных горных работ.

Крайне неблагоприятное состояние экологии горных работ вызывает соответствующие виды профессиональной заболеваемости горнорабочих (рис. 1.1–1.2). Анализ данных показывает, что наибольшее количество случаев профзаболеваний силикозом дают открытые горные разработки. Для шахт наиболее выраженными вредностями являются вибрация, шум и запыленность, вызывающие, соответственно, виброболезнь, тугоухость, пылевой фиброз и бронхит.


1.4. Сравнение экологии
открытых и подземных
разработок



Загрязнение воздушного бассейна. Согласно приведенным в табл. 1.1–1.2 данным, удельная интенсивность газовыделения на открытых горных работах в пересчете на 1 м3 скальной горной массы составляет 3,3·10–2 м33, а на подземных – 1,05·10–4 м33 условной окиси углерода. Таким образом, при ведении подземных горных работ уровень выделения вредных газов в пересчете на условную окись углерода в сравнении с открытыми более чем в 300 раз ниже. Причиной этого являются активные окислительные процессы, протекающие между продуктами детонации (CO, NO2) и влагой, содержащейся в рудничном воздухе, как минимум в количестве 85–90 %. В связи с локализацией продуктов детонации и термической диссоциацией воды, находящейся в подземных выработках, часть CO и NO2 окисляются до своих высших окислов и затем поглощаются водой, т. е. переходят в слабые угольную и азотную кислоты. На открытых же горных разработках, в связи с мгновенным расширением взрывных газов и быстрым паде­нием их температуры, активность окислительных процессов существенно ниже. Кроме этого, относительная влажность воздуха в карьерах всегда меньше, чем в шахтах, поэтому снижается количество окислителя (гидроксильные группы), поступающего в рудничный воздух за счет термической диссоциации воды. Необходимо также отметить, что около 50 % продуктов взрыва выдаются вентиляторами и адсорбируются горной массой, а потому длительное время находятся в подземных выработках, создавая дополнительные благоприятные условия для их нейтрализации.

В рудных шахтах и карьерах отмечены многочисленные случаи выделения природных газов, сероводорода и сернистого газа при разработке бокситов Южного и Северного уральских бокситовых рудников, углекислого и сернистого газа в карьерах и шахтах концерна “Укррудпром”. Причем, если H2S, SO2 и CO2, учитывая их высокую растворимость, в шахтах практически полностью поглощались водой и в атмосферный воздух не выбрасывались, то на карьерах они поступали в атмосферу. Обводненные выработки шахт­ной вентиляционной сети являются хорошими естественными фильтрами, поэтому и пылевые выбросы в атмосферу незначительны. Так, удельная интенсивность пылевыделений в воздушный бассейн на открытых разработках достигает 111 695 г/м3, а на подземных – 65–66 г/м3, т. е. на несколько порядков ниже благодаря коагуляции и налипанию рудничной пыли на мокрую поверхность подземных выработок и последующему смыву ее водой. Особенно активно протекают процессы коагуляции и смыва пыли с поверхности выработок в восстающих и вентиляционно-выдающих стволах.

Оценивая уровни звукового давления и вибрационной скорости технологического оборудования, следует отметить, что общий уровень заболеваемости горнорабочих тугоухостью и вибрационной болезнью на открытых горных работах существенно выше, чем на подземных.

Загрязнение водного бассейна. Основными источниками загрязнения водного бассейна являются сбросы горнорудными предприятиями воды, содержащей вредные примеси. К таким вредным примесям относятся соли соляной, азотной, серной и других кислот, образующихся в результате окислительных процессов в недрах земли, протекающих между сульфидами, карбонатами, другими минеральными соединениями, а также кис­лородом, переносимым пресными водами. Подземные воды содержат большое количество щелочных ионов, гидрокарбонатов,


Таблица 1.1

Сравнительные характеристики по экологии открытых и подземных горных работ (газовый фактор)

Источники выделения вредных газов
на открытых работах

Концент­рация вредных газов,
% объема горной массы

Удельная
интенсивность
газовыделения,
м33

Источники выделения
вредных газов
на подземных работах

Концент­рация вредных газов,
% объема

Интенсивность
газовыделения
в атмосферу, м33

Бурение взрывных скважин станками термического бурения:







Выделение вредных газов при взрывных работах на подготовительных и вскрываемых горизонтах:







окись углерода

0,12–0,15




окись углерода

0,2–0,35




двуокись азота

0,12–0,15

1,04·10–6 усл. СО

окислы азота

0,02–0,04




акреолин

0,001–0,0001




условное СО




0,35·10–5

водород

0,15–0,20













двуокись углерода

4–8













Массовые взрывы:







Массовые взрывы в шахтах:







окись углерода

0,003–0,089

До 0,033 усл. СО

окись углерода

1,0–3,0




двуокись азота

0,03–0,04




окислы азота

0,9–1,5













условное СО




6,7·10–5

Взорванная горная масса:







Взорванная горная мас­са:







окись углерода

0,005–0,008




окись углерода

0,03–0,15

3,9·10–5

двуокись азота

0,001–0,009

До 3,5·10–6 усл. СО

условное СО







Природные газы, ло­кализованные в мас­сиве горных пород:







Природные газы:







метан

0,05–0,1




метан

0,05–0,1




водород

0,1–0,5




водород

0,1–0,5




сернистый газ
(в том числе от двигателей внутреннего сгорания карьерного автотранспорта)


0,0005




сернистый газ

0,0005




ИТОГО

Условное СО





3,3·10–2








1,05·10–4







Таблица 1.2

Сравнительные характеристики по экологии открытых и подземных горных работ (пылевой фактор)

Открытые горные разработки

Подземные рудники

Технологические
процессы


Запылен­ность
воздуха, мг/м3


Интен-сивность
пылевы­деления,
г/с


Удельная
интенсив­ность пыле­выделения
в атмосферу, г/м3


Технологические
процессы


Запылен-ность
воздуха,
мг/м3


Интен­сивность пылевы­деления, г/с

Удельная
интенсив­ность пыле­выделения
в атмосферу,
г/м3


Вскрышные рабо­ты и отвалообразование с применением роторно-конвейерных ком­плексов

18,2–147

0,0025–

0,0071

0,0046–

0,013

Бурение шпуров при проходке под­земных выработок

2–50

0,001–0,05

0,0005

Узлы перегрузки горной массы на экскаваторе, кон­вейерах, отвалообразователе

1–712

0,00015–0,0055

0,00027–0,01

Взрывание шпу­ровых зарядов ВВ при проведении подземных выра­боток

1000–1500

0,008–0,012

0,0005

Отвалообразование с разгрузкой автосамосвалов

1,7–11

0,0023–0,202

0,0066–0,3

Транспортировка пустых пород из проходческих забоев в отвалы

1–3

0,0001

0,0003

Бурение взрывных скважин

869–2422

0,054–60,2

356–110370

Бурение взрывных скважин

3–5

0,0002–0,007

0,0003

Выемочно-погру­зочные работы по схеме “экска­ватор – автосамо­свал”

2,9–100

0,5–0,8

11,5–15,1

Массовые взрывы в очистных блоках

1000–3000

0,01–0,08

0,0006

Транспортировка горной массы авто­самосвалами

9,5–720

4,7–7,8

586–980

Разгрузка скипов в приемные бун­керы

1000–2000

0,01–0,08

12–15

Разгрузка авто­самосвалов или железнодорожных вагонов в приемную воронку дро­билки

6–8

2,7–3,6

25–30

Дробление, сор­тировка и склади­рование руды

500–700

0,03–0,1

13–15

Массовый взрыв

1000–2000

0,015–0,021

0,03–0,18

Погрузка руды в железнодорожные вагоны

6–8

2,5

30–35

Пылеподавление с пляжей хвосто­хранилищ

1000

100

300



азотнокислых веществ и характеризуются как нейтральные (РН = 7), кислые (РН < 7) и щелочные (РН > 7). Около 84 % подземных вод имеют минерализацию от 10 до 100 г/л. Подземные воды с высокой степенью минерализации (100 г/л и более) циркулируют на глубинах свыше 2000 м.

Наибольшее количество вредностей сбрасывается в водный бассейн с пляжей хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов.


Таблица 1.3

Уровень загрязнения фильтрационных вод на ГОКах Кривбасса

Наименование ГОКа

Безвозвратные
фильтрационные потери, млн м3/год


Сухой остаток
фильтрационных вод, кг/м3


Содержание хлоридов
в фильтрационных водах, кг/м3


СевГОК

4,0

10,4

5,3

ЦГОК

1,4

5,0

1,0

ЮГОК, НКГОК

12,0

21,0

11,0

ИнГОК

2,6

4,0

1,4



Общее количество загрязненной фильтрационной воды, сбрасываемой горнорудными предприятиями, колеблется в широких пределах, достигая 2,5–5,0 млн м3/год по хвостохранилищам ЮГОКа и НКГОКа.

Дополнительно загрязняют водный бассейн и подземные рудники, однако они сбрасывают загрязненной воды значительно меньше. Поэтому в отношении загрязнения водного бассейна подземные горные работы, по сравнению с открытыми, являются экологически более чистыми.

Следует отметить, что шахтные воды могут быть использованы в обратном техническом водоснабжении для нужд гидрообеспыливания. Экологически целесообразно уже сегодня использовать карстовые воды для технических целей в шахтах, положительный опыт накоплен на руднике “Сухая Балка”. В результате исследований достоверно установлено, что эффективность пылеулавливания при орошении запыленного потока карстовой водой по сравнению с питьевой возрастает на 34 % для кварцевой и на 38 % для железорудной пыли. Применение карстовой воды для промывки при бурении шпуров снижает интенсивность выделения пыли из шпура и запыленность воздуха в зоне дыхания бурильщика на 29–42 %. Причем эффективность в пылеулавливании достигается за счет улавливания силикозоопасных тонкодисперсных частиц пыли размером менее 5 мкм.

Повышенная пылеулавливающая способность карстовой воды при бурении объясняется тем, что в ней содержится в 5 раз больше, чем в питьевой воде, ионов щелочных и щелочноземельных материалов, которые, интенсивно адсорбируясь на свежеобразованных поверхностях тонкодисперсных частиц пыли, способствуют возрастанию их смачиваемости.








Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - Комплексная разработка приконтурных запасов на карьерах
834.4kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - 14. Комплексное использование полезных ископаемых техногенных месторождений Украины
423.2kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconМонография "Комплексная разработка рудных месторождений" (под ред.д.т.н Черных А.Д.)
2.5kb.   Кратко о книге
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений
54.8kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная открыто-подземная разработка прибортовых и подкарьерных запасов рудных месторождений
4.5kb.   О монографии д.т.н Терентьева В.И. и д.т.н Черных А.Д.
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - Предисловие
97.9kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - 7 Основные тенденции
317.3kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - Ю. О. Логінов Оформлення художника
37.7kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - Геологическое обеспечение горнотехнологических решений
45.4kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Комплексная разработка рудных месторождений - 1 влияние техники и технологии горного производства на окружающую среду iconКомплексная разработка рудных месторождений - 13. технология и параметры внутреннего отвалообразования
384.6kb.   Электронная копия книги для студентов горняков, металлургов, экологов
Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты


База данных защищена авторским правом ©CoolReferat 2000-2018
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Основная база рефератов
Рефераты