
- •Конспект лекций по дисциплине
- •Красноармейск, 2012
- •Введение
- •Предмет и задачи дисциплины «Экология в горном деле»
- •Загрязнение атмосферного воздуха при подземных работах
- •Загрязнение атмосферы при открытой разработке месторождений
- •Источники образования и источники выбросов загрязняющих веществ
- •Загрязнение атмосферы. Загрязняющие вещества
- •Нормирование антропогенной нагрузки на атмосферный воздух
- •Санитарно-гигиенические критерии
- •Недостатки пдк
- •Экологические риски
- •Анализ экологических рисков
- •Пример сценария многосредового воздействия
- •Методы и средства контроля качества атмосферного воздуха
- •Мероприятия по снижению загрязнения атмосферы
- •Профилактика и тушение горящих породных отвалов
- •Методы очистки выбросов в атмосферу от вредных примесей. Снижение выбросов пыли
- •Пылеподавление при открытой разработке
- •Сухая очистка от пыли
- •Уменьшение выбросов газообразных веществ
- •Технологические решения
- •Экологические решения Очистка дымовых газов от оксидов серы и азота
- •Влияние предприятий горной промышленности на состояние гидросферы
- •Карьерные и дренажные воды
- •Сточные воды обогатительных фабрик
- •Сточные воды машиностроительных предприятий
- •Нормирование качества вод
- •Установление местоположения створов в пунктах наблюдений
- •Очистка сточных вод
- •Механическая очистка сточных карьерных вод
- •Физико-химическая очистка сточных вод
- •Химическая очистка сточных вод
- •Термическая очистка
- •Биохимическая очистка
- •Практические варианты очистки карьерных и шахтных вод
- •Очистка минерализованных шахтных вод основные проблемы деминерализации
- •Предварительная подготовка воды перед опреснением
- •Термические методы опреснения
- •Мембранные методы опреснения
- •Переработка концентратов опреснения минерализованных вод сульфатно-хлоридно-натриевого типа
- •Основные направления деминерализации шахтных вод
- •Влияние предприятий горной промышленности на состояние почв
- •Рекультивация
- •Этапы проведения рекультивации земель
- •Горнотехническая рекультивация
- •Биологическая рекультивация
- •Рациональное использование природных ископаемых
- •Материал для самостоятельного изучения Геотехнологии
- •Подземная газификация угля
- •Использование попутно добываемого минерального вещества
- •1 Дегазация газоносных угольных пластов
- •2 Опыт использования шахтного метана
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Проект «appin & tower» в Австралии
- •2.3 Шахтный метан: эффективная утилизация на примере Вайоминга
- •2.4 Опыт утилизации шахтного метана в Германии
- •6 Утилизация каптируемого шахтного метана
- •6.1 Утилизация вентиляционного газа
- •Утилизация отходов обогащения и шламов
- •Тепловые ресурсы земных недр
- •Геотермальная энергия
- •Солнечная энергия
Загрязнение атмосферного воздуха при подземных работах
Подземная разработка месторождений сопровождается значительным загрязнением атмосферного воздуха. Основными источниками загрязнения являются газопылевые «выбросы» из подземных горных выработок, газопылевые выделения из породных отвалов и складов полезных ископаемых.
В данном случае под выбросом понимается поступление в атмосферу из подземных горных выработок рудничного (шахтного) воздуха; масса этого воздуха может быть весьма значительной, а концентрации в нем загрязняющих веществ обычно не столь велики. Рудничный воздух представляет собой смесь атмосферного воздуха с различными газообразными примесями, выделяемыми из пород, полезных ископаемых или шахтных вод (например, СН4, СО2, Н2, N2, Н2S и др.), а также образуемыми при взрывных работах и в ряде других процессов (СО2, СО, SО2, Н2S, NО2 и др.).
Состав воздуха, поступающего в подземные горные выработки, по мере продвижения изменяется в результате:
1) действия окислительных процессов (СО2, СО, SО2, NО2 и др);
2) выделения газов из разрушаемых пород (СН4, при разработке угольных месторождений в атмосферу попадает до 90 млн т);
3) ведения взрывных работ (СО2, СО, SО2, Н2S, NОх и др.);
4) процессов дробления горных пород (пыль, в атмосферу Земли из подземных горных выработок шахт и рудников ежегодно поступает около 0,2 млн. т. пыли);
5) пожаров, взрывов метана и пыли (СО2, СО, SО2, Н2S, NО2);
6) гниения органических веществ, разложения водой сернистого колчедана (Н2S и др.).
При подземной разработке рудных и нерудных месторождений по сравнению с угольными газовая составляющая выбросов значительно меньше. Она преимущественно представлена газообразными продуктами, выделяющимися при взрывах, производимых при массовой отбойке полезных ископаемых. После массовых взрывов резко увеличивается и содержание пыли в выдаваемом на поверхность рудничном воздухе.
К существенным по своему значению «неорганизованным» источникам пылегазовых загрязнителей атмосферного воздуха относятся также отвалы пород. При подземной разработке месторождений на поверхности земельного отвода располагаются породные отвалы, форма которых зависит от вида транспорта, применяемого для транспортировки породы: конические, так называемые терриконы (узкоколейный транспорт), хребтовые (транспортировка канатными дорогами) и плоские (автотранспорт).
Загрязнение воздушной среды происходит при эрозии, окислении и горении породы, особенно интенсивно протекающих в терриконах; в результате с поверхности отвалов выделяется значительное количество пыли, газообразных (в том числе ядовитых) продуктов и дыма.
В породных отвалах угольных шахт содержится значительное количество угля (от 5 до 20 %), пирита (до 10 %) и серы (от 5 % и более). Внутри отвалов длительное время происходят процессы низкотемпературного окисления горючего материала кислородом воздуха, чаще всего заканчивающиеся самовозгоранием отвала. Самовозгорание отвалов часто происходит на шахтах, где ведется разработка угольных пластов с выходом летучих веществ свыше 20 % и содержащих более 3 % серы. Температура горения породного отвала 800-1200 оС. Интересно отметить парадоксальный, на первый взгляд, факт ‑ наиболее интенсивное горение терриконов наблюдается в дождливые весенние и осенние сезоны. Это объясняется тем, что при обильном поступлении воды в породу в ней интенсифицируются процессы окисления пирита (при этом в качестве катализатора выступают тионовые бактерии, живущие в кислой среде).
После прекращения эксплуатации отвалов поверхностные очаги горения породы довольно быстро исчезают, однако внутри отвалов горение продолжается в течение 7-12 лет.
Источники выбросов загрязняющих веществ при закрытой добыче угля
К основному производству шахты следует отнести горные выработки, в которых осуществляется добыча угля.
Кроме этого в состав предприятия входят вспомогательный цех, участки, которые предназначены для обслуживания основного производства, и административно - бытовой комплекс (АПК) :
- механический цех;
- гидроцех;
- сварочный пост;
- строительный цех;
- кузница;
- котельная;
- гараж;
- склад горюче-смазочных материалов.
В атмосферный воздух поступают загрязняющие вещества, перечисленные в таблице 2.1.
Таблица 2.1. – Перечень основных загрязняющих веществ от источников выбросов шахты
Название загрязняющего вещества |
ПДКм.р., мг/м3 |
Класс опасности |
Железа оксид |
0,4 |
3 |
Марганец и его соединения |
0,01 |
2 |
Азота диоксид |
0,2 |
3 |
Серы диоксид |
0,5 |
3 |
Сероводород |
0,008 |
2 |
Углерода оксид |
5,0 |
4 |
Метан |
50,0 |
- |
Пыль неорганическая, которая содержит диоксид кремния от 20 до 70 % |
0,3 |
3 |
Пыль древесная |
0,1 |
- |
Пыль углепородная |
0,03 |
- |
Пыль угольного концентрата |
0,11 |
- |