Загрязнение атмосферы при открытой разработке месторождений

Открытая разработка месторождений полезных ископаемых обычно характеризуется более интенсивным загрязнением атмосферы минеральной пылью и газообразными продуктами.

Выделение минеральной пыли происходит в процессе:

- машинного разрушения пород,

- бурения скважин, взрывной отбойки,

- вторичного дробления, резки горных пород,

- погрузки, транспортировки и выгрузки их на приемных пунктах или отвалах,

- разрушения дорожного полотна при движении по нему транспортных машин (в некоторых карьерах на долю автомобильных дорог со щебеночно-гравийным покрытием приходится 70-90 % всей выделяемой пыли), эрозии поверхности отвалов и откосов карьеров.

Практически всем производственным операциям горных работ сопутствует пылеобразование.

Периодические исключительно мощные выбросы пыли в атмосферу происходят в процессе массовых взрывов. При средних взрывах на рудных карьерах в воздух единовременно выбрасывается на значительную высоту до 100-200 т пыли. Установлено, что на некоторых железорудных карьерах при массовых взрывах в атмосферу поступает больше пыли, чем выделяется при различных производственных процессах, осуществляемых за двухнедельный период времени между массовыми взрывами.

Загрязнение атмосферы газообразными продуктами происходит в результате эксплуатации транспортных и технологических машин с двигателями внутреннего сгорания, при производстве взрывных работ, при выделениях газов из горных пород, при пожарах в карьерах.

Запыленность при экскавации горной массы

К технологическим машинам, эксплуатируемым при открытой разработке месторождений, относятся бульдозеры, буровые установки, тракторы, самоходные скреперы, небольшие драги, экскаваторы, краны, передвижные компрессоры и т. п. Используемые в карьерах автомобили с бензиновыми двигателями загрязняют воздушную среду оксидами углерода, азота и серы, углеводородами, альдегидами, а также свинцом, хлором и другими вредными веществами. В выхлопных газах дизельных двигателей содержится значительное количество сажи и дыма. Следует отметить, что неблагоприятные дорожные условия и резко меняемые режимы работы транспортных и технологических машин приводят к увеличению количества вредных компонентов в выхлопных газах их двигателей.

Массовые взрывы связаны с поступлением в воздушную среду не только пыли, но и значительного количества газообразных продуктов. Заряды массовых взрывов нередко достигают тысячи тонн, при этом в атмосферу выбрасывается от сотен до тысяч кубометров вредных газов. Основная масса газовых продуктов выбрасывается на значительную высоту (до 200-300 м) и распространяется за пределы контура карьера.

Значительные загрязнения атмосферного воздуха наблюдаются при пожарах в угольных и серных карьерах, при этом выделяющиеся газы характеризуются высокой концентрацией вредных и ядовитых веществ (СО, Н₂S, SО₂, NОx и др.).

Источники образования и источники выбросов загрязняющих веществ

Различают источники образования и источники выбросов загрязняющих веществ.

Источник образования – это агрегат, установка, где происходит образование загрязняющих веществ вследствие протекания какого-либо технологического процесса.

Источник выброса – это то место, откуда происходит выброс загрязняющего вещества.

Источники выбросов можно разделить на организованные и неорганизованные.

Организованные промышленные выбросы в атмосферу обусловле­ны деятельностью промышленных и коммунально-бытовых котель­ных; сушильных установок обогатительных, агломерационных и бри­кетных фабрик; систем аспирации обогатительных и брикетных фаб­рик, углесортировок и зданий промышленного комплекса.

Основными источниками неорганизованных промышленных вы­бросов в атмосферу являются открытые склады полезных ископаемых и продуктов обогащения; горящие породные отвалы; хвостохранилища обогатительных фабрик; технологическое и транспортное обору­дование; взрывные работы на разрезах и карьерах.

К стационарным источникам загрязнения окружающей среды от­носят промышленные и коммунально-бытовые котельные, сушиль­ные установки и аспирационные системы, горящие породные отва­лы, вентиляторы главного проветривания.

Передвижные источники загрязнения — автотранспорт, экска­ваторы, бульдозеры, работающие на бензине или дизельном топ­ливе.

При открытой добыче полезных ископаемых по характеру дей­ствия источники загрязнения подразделяются на периодические (взрывные работы) и непрерывно действующие.

Загрязненность атмосферы при открытой добыче угля происходит практически от всех основных производственных процессов:

- подготовка горных пород к выемке (БВР);

- выемочно-погрузочные работы;

- транспортирование (авто, железнодорожный транспорт, конвейерные ленты);

- отвалообразование;

- при эксплуатации производственных объектов промплощадки, в т. ч.:

1. дробильно-сортировочные комплексы;

2. обогатительные фабрики;

3. автотранспортные парки и т. д.

Одним из наиболее интенсивных источников загрязнения атмос­феры оказываются массовые взрывы на карьерах, в результате кото­рых образуется пылегазовое облако объемом 15,..20 млн м³. В радиусе 2...4 км рассеивается от 200 до 500 т мелкодисперсной пыли, содер­жащей 93,6...99,6 % частиц размером менее 5 мкм. Значительное ко­личество мелкодисперсной пыли образуется при бурении скважин и при погрузке горной массы.

Буровые станки шарошечного бурения без пылеулавливания вы­деляют в атмосферу до 2200 мг/с, с водяной промывкой — 3...5 мг/с, пневмоударного с пылеулавливанием — до 30 мг/с, при выемке угля роторным экскаватором — 8000 мг/с, при погрузке экскаватором — 6000 мг/с.

(ШАРОШЕЧНОЕ БУРЕНИЕ— вращательный способ бурения скважин с использованием в качестве породоразрушающего инструмента шарошечного долота.)

Еще одним источником запыления атмосферы при производстве горных работ являются внутрикарьерные дороги, в районе которых запыленность воздуха в среднем составляет 100 мг/м³. Загрязняют воздух отработанными газами также технологические машины и ме­ханизмы: бульдозеры, скреперы, погрузчики, тракторы и пр.