автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка способов и средств снижения выбросов вредных веществ карьеров

-Q. чг»

£

_ WIHICTÊPCTD.Ô ССЙ1ТИ WÎVÏHH

^ Кривор1зький техн!чний ун?верситет

На правах рукопису УДК 622.4:622.271

КОВАЛЕНКО Irop Анатолшович

Р03Р0БКА СП0С0Б1В ТА ЗАС0Б1В ЗНИЖЕННЯ ВИКНД1В ШК1ДЛГ.5ИХ РЕЧОВНН KAP'SPIß

Cr.euia.ibüicib 05.2ii.01 —

«ТГХШМН1 ЗАСОБИ ЗАХИСТУ НАВКОЛЙШНЬОГО СЕРЕДОЕИЩА»

A ¡: i'о р е ф с р a i

дисертлцм на добуття вченого trynenio кандидата техшчних наук

Кривий Pir—1997

Роба-з виконана в; Укра?нсько*.у Державному ЙД1-охсронм прац! та екологйу прнич'гй та металурпйжй промисповост! (НД1БПГ) та на Пср-шотравневому кар'ер! ГНвжчного ГЗК.

Науковий KepiBNHK —

доктор техн'шних наук, професор Берееневич П. В. Оф!ц1йн'| опоненти:

доктор техжчних >iay«, професор ГурЫ А. О., кандидат техжчних наук, доцент Кучма О. I.

Проездка оргашзац1я —

1нститут Геотехжчно! Механики HAH Укражи

Зехист дисертацп в1дбудеться <f?2jO 1997 р.

Кривор1зького техжчного ужверситету за адресою 324027, Кривий Pir, вул. 22 партз'Тзду, 11.

3 дисертац1сю можливо ознайомитися у б1бп!отец! университету за адресою 324002, Кривий Pir, вул. Пушюна, 37.

годин! на зааданн! спец!ал!зовано1 ради Д 16.01.04

Автореферат розхлано

Ечсний секретар

В. I. шпонько

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ йктцальн1сть теми. Охоронэ наЕколишнього середовиша rip-ничо-добувних пхдприекств зв'язана з тии нег&тивнии явишем, яке вони чинять у npoueci свого функьионування. Так, частково, вiдкритий способ розробки родовищ у зв'язку з його широким розвитком сприяе забрудненкю прилягаючих яо нього територхй. пов1тряного та водного басейн!в. Це викликае ландшафтнх та ае-ролог1чн! зм1ни. Останнх у першу черту зв'язан! з пилогазови-ми винилами забруднюючих речовин Kap'epiB.

Основними джерелами викид1в Kap'epiB е 1х тexнoлoгiчнi процеси. до яких належать бур!ння, вибухи, виймально-заванта-жувальнх й транспоpTHi onepauii та iH. При цьому на долю буро-вих та вибухових pooiT припадае 35/. та б1льше запального об'ему забруднення.

Для обгрунтованого вибору способов та засобхв зниження викид1б пилу та шк1дливих газ1в Kap'epiB Heo6xiaHO правильно визначити об'см цих викидгв. У TonepiuiiiiH час iciiyroTb в1дом! нетоди розрахунку викид1в Bifl орган!зованих джерел п1лпри-еиств. Проте, питания визначення об'ем1в викидхв неоргангзова-них джерел е до наступного часу практично невир1шеним. Особливо це стосуеться викидхв шкадливих речовин Kap'epiB. Решения иього питания е актуальним та потребуе проведения спеидалышх наукових дослхджень.

Метою роботи е розробка методу розрахунку викид1в шк1дли-вих речовин Kap'epiB, cnoco6iB та 3aco6iB ix зниження.

1дея роботи полягае в току, що при визиаченн! o6'eMiB ви-кид!в шк1дливих речовин кар'ер!в, а також способ!в та 3aco6iB ix зниження. береться у обл1к як нестаи1онарн1сть 1х техно-лог1чних npoueciB, так i зменшення к1лькост! пилу за рахунок його ос1дання у кар'ерному простор! п!д впливом турбулен-то-грав!тац1йних сил.

Нетоди та об'екти дослгджень. У дисертац1йН1й робота ви-користано комплексний метод досл1джень, який включае аналд.-тичн1 досл1дження, анал!з та узагальнення експериментальних показник!в та промислов! експерименти. При р1шенн1 окремих эавдань використан1 методи математично! статистики з застосу-ванням ЕОМ.

Основним об'ектом дослхджень е викиди шк1дливих речовин кар'ерХв Кривбасу, як! потрапляють у навколишне середовище.

Основн! наиковЗ. положения. X. На стаб!льн1сть поступу у повХтря викид1в шкхдливих речовин кар'ер1в впливае ритм!чн1сть роботи Хх обладнання, яка характеризуется коеф1ц!ентои нестац!Онарност1, середня величина якого коливаеться у межах 0.43 - О.63, а максимальне значения досягае 0.62 - 0.73 на перевантажних пунктах кар'ер1в.

2. Визначення об'ем1в викид!в шк1дливих речовин кар*ер!в треба проводити з урахуванням процесу турбулентно-грав1тац!йного осадження пилу у кар'ерному простор!, яке залежить вз.д параметров кар'ера, категорП ст1йкост! пов3.тря, швидкост1 та нап-ряму в1тру, шо ураховуется коеФ1и1ентом, котрий для кар'ер!в Кривбасу становить 0.46 - 0.53.

3. Зниження об'ему викид!в кар*ер!в можливо за рахунок вико-ристання вуглелужного реагенту СВЛРЗ 2/С концентрацП для набхйки свердловин, зволоження г1рничо! маси, закр3.плення по-верхн1 автодороги СО. 57. ВЛР та сульф1тноспиртова барда) та де-газацП п!д1рваного блоку шляхом подавання води С до +90°С з витратою 30 - 50 л/куб. м.

Певн1сть наукових положень. висн0вк1в та рекомендацХй п!дтвер-джуеться теоретичними положениями, як! базуються на сучасних уявленнях про проиеси вид1лення та розсХювання шк1дливих речовин, на фундаментальних основах аеродинамХки та нетеорологП; узагальненням та статистичним анал!зом г1рничо-техн1чних та

метеорологхчних Фактор1в кар'срхв; результатами лабораторних дос->пджень з використанням сучасних контрольно-вим!рювальних приладив; перев!ркою одержаних результате у промислових умо-вах та 1х зб1жн!.стю з результатами експериментальних дос-Л1джень, а також 31ставленкям !х з показниками хнших авторов.

Наукова новизна роботи

встаиовлен1 зв'язки пилогазовид1лення з ритм1чн1стга технолог1чних процес1в кар'ер1в;

одержан! аналхтичн! залежностх, якх описують процес вино-су та розповсюдження шкхдливих дом!шок 1з кар'ерного простору;

запропонована анал1тична залежн1сть, яка описуе процес турбулентно-грав3.тац1йного осадження пилу у кар'ерному простор!;

обгрунтована можлиб!сть !нтенсиф!кац1! процесу дегазацП п!д!рвано! г1рничох маси з використанням гарячо! води та х1м!чних розчин!в, та проведена його к!льк1сна оц1нка.

Практична значения роботи

розроблена методика розрахунку об'ем!в викид!в шк!дливих речовин кар'ерХв з урахуванням турбулентно-грав!таЦ1йного осадження пилу та нестац!онарност! технологичних процес1в кар'ер!в;

розроб-лено комплекс технологЧчних, орган!зац1йних та 1нженерно-техн!чних заход!в, який включае способи та засоби боротьби з пилом та шк!дливими газами, шо сприяють скороченню об'см!в вик!д!в кар'ер1в.

Реал1зацхя висновк!в та рекомендац!й. Розроблений комплекс заход1в по скороченню об'ем!в викид!в шк!дливих речовин кар'ер1в використовано при р!шенн! питань скорочення пилогазо-видхлення на кар'ерах ГИвнхчного ГЗК, а також при створенн! проект1в реконструкцП та розвитку кар'ер!в Крибасу !нститу-ток Кривбаспроект. Теоретичн1 залежностх, як1 одержан! у ро-

ботх, включено у "Методику розрахунку приземно! концентрацИ шк].дливих дом1шок при масових вибухах на кар'ерах", узгоджену з МЗ.нхстерством охорони природного середовища та ядерно! без-пеки Укра!ни та затверджену Шн!стерством промисловост1 Украхни у 1996 роцх..

Апробац1я роботи.

Основнх положения роботи докладались та обговорювались на Р1зних нарадах та конференц!ях, головн! з яких сл1дуюч1: Нау-ково практична конференция "Екологхя та здоров'я" Си.Кривий Рхг, Х990 р. Э; Загальносоюзний науково-технхчний сем!нар "Проблеми забруднення повхтряного басейну при в!дкрит1й роз-робц1 зал!зних руд" См. Кривий Рхг, 1990 р.); (Ижнародна конфе-ренц1я "Науково-технхчнх аспекти управл!ння як!стю повХтря" См.Санкт-Петербург, 1995 р.); 4-та Мхжнародна науково-тех-н!чна конференц!я "Проблеми охорони працх та техногеноеколо-гхчно! безпеки" См. Севастополь, 1996 р.).

Публ1кац1Х. Головнх положения дисертацИ вхдбито у ^дру-кованих працях та у 2 позитивних рхшеннях на авторськ! заявки.

Декларация про особистий внесок у розробку наукових ре-зультат1в. котрз. виносяться на захист.

Особисто автором дослужено ритм1чн!сть технолог!чних процесхв кар'ерхв, запропонована модель процесу виносу шкхдли-вих речовин з кар'еру, сформовано й дослхджено комплекс за-ходхв по скороченню викид1в пилу та шк!дливих газ!в з кар'ерного простору, як1 потрапляють у навколишне середовище.

Структура та обсяг дисерташ!.

Дхсертацхйна робота складаеться з вступи, п'яти глав, зак1нчення, викладена на/^Рсторхнках машинописного тексту та М-ХСТИТЬ^^Г^ таблиць,^^^1 малюнкхв, списку використона! лХтератури /Х^найменовань та додатку.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У роботх розглянут1 та узагальненх результати доел.¡.джень по питанию визначення об'емхв викигпв шк1дливих речовин кар'ер1в, а також способ1в та засобгв скорочення пилогазо-вид3.лення кар'ерхв.

Було встановлено, шо у тепер1шн1й час широко В1Д0М1 кето-ди розрахунку викид1в пилу та шкЛдливих газ1в в1д 0рган130ва-них джерел Свикидн1 труби, аерац1йн1 фонарх та З.н. Проте, для умов кар'ер1в. де розташован!, головним чином, неорган1зо-ван! джерела викид!в. ц! методи розраху не можна використову-вати.

Анал1з л1тературних джерел показав, шо до теперхшнього часу е т1льки окремх дан1 про видхлення й розс1ювання шкЛдли-вих речовин кар'ер1в та розроблен1 деяк1 заходи по скороченню 1х викид1в Сдоктори наук - П.В.Берееневич, Н. 3. Б1тколов. Н. Ф. Кременчуцький, А. Н. Куп1н. В.А.Михайлов, В. С. Н1кЛт1н, В. В. Силаев, С. С. Фглатов, К.З.Ушаков, П. Ч. Чулаков та кандида-ти наук - В. I. Деньгуб, В. В. Ежов. А. В. Зберовський, I. I. 1ванов, М. М. Конорев, П. К. Кузьменко, В. Г. Наливайко, В. Ю. Тищук, I. В. Фурса та ХншЗ.).

Основна увага цих досл!дник1В була спрямована на к!льк1сну оценку 1нтенсивност1 вид!лення шкЛдливих дом1шок у •атмосферу кар'еру 1 зниження об'еи1в за допомогою способ1в та засоб1в пилоуловлювання, пилоподавлення та нейтрал1зацП шкЛдливих газ1в.

Разом з тим методи розрахунку об'ем1в викид1в шк1дливих речовин кар'ер!в не враховують такЛ Фактори, як нестацХо-нарн!сть Хх технологичность процес1в та осадження шкхдливих домхшок у процес1 1х виносу з кар'ерного простору.

ЗгХдно з поставлено») више метою у робот1 передбачено рл.шення настулних задач:

дослхдження складу атмосфери та викидхв шк!дливих речовин глибоких кар'ер!в;

вивчення та к1льк1сна оц1нка стаб1льност! роботи кар'ерного устаткування та II вплив на пилогазовид1лення;

досл!дження та розробка методу розрахунку дальност! роз-схювання шк1дливих речовин, шо вид1ляються з кар'еру;

розробка метода розрахунку об'ем1в пилогазових викидхв з кар'ерного простору;

обгрунтування, розробка та визначення ефективност! техно-лог!чних, органхзац1йних та !нженерно-техн!чних способ1в та засоб1в скорочення викид1в шк1дливих речовин кар'ер!в.

Для рХшення даних питань спочатку була проведена к1льк1сна оц!нка пилогазовид!лення у глибоких кар'ерах. У статус! базового був прийнятий Першотравневий кар'ер П!вн!чного ГЗК, шо мае сучасн! технолог1ю та устаткування ! глибину б!льш 300 м. У прочее! досл1джень визначалась як концентрац1я шк!дливих речовин, так ! 1нтенсивн1сть 1х вид1лення при р!зних технолог1чних процесах. 0триман1 дан1 показали, шо склад атмосфери кар'ер1в Кривбасу у р1зн! пер!оди року мае дуже нес-т!йкий характер 1 погХршуеться у л1тн1й та ос!нн!й пер!од. Концентрац!я ижЛдливих речовин у окремих випадках перевищуе ГДК у 100 - 120 1 б!льше раз!в. Максимальн1, хоч 1 коротко-часн1 викиди шк!дливих речовин ф1ксуются при проведенн1 массо-вих вибух!в. Необх1дно в1дм!тити, шо основний об'ем вид1лення шк1дливих речовин Сяк 1 1х найб1льша концентрац1я) Ф1ксуються у середн1й по глибин! частин! кар'еру, де сконцентрована основна к1льк1сть г!ничого та транспортного устаткування.

Проведен! досл!дження також показали, шо вид!лення шк!дливих речовин проходить нестаб!льно, шо пов'язано з нес-таб1льн1стю технолог!чних процес1в кар'ер!в. Кр!м того, части-на шк!дливих дом1шок у процес! турбулентного осадження не ви-

носиться з кар'ерного простору. Ui особлипост1 paniui но прахо-вувались при п1драхунках об'ем!в викид1в кар'ер!в. Тому, для KijibKiCHOl оц1нки вказаних об'ем1в треба було дослодити стабильность технолог1чних npoueciß Kap'epiB та кiлькiсно ои1н»ти осадження пилу у кар'ерному простор! у момент викиду з нього шкгдливих рочовин.

У зв'язку з вишезгаданим, на Першотравневому Kap'cpi niBHiMHoro ГЗК були проведен! промислов! досл1дження рит-м1чност1 роботи кар'ерного устаткування протягом календарного року. Для характеристики нестаи!онарност1 техиологочних npoueciB було запропоновано використати коеф1ц1ент несташонар-ност! процесу Кн. який врахував би втрати робочого часу з-за просто1в i визначався з рахунком фактично! Оф та розрахунково! Qp продуктивности кар'ерного устаткування Сяк частини вод ох д1лення). Для транспортного устаткування цой коефоцоент визначався на основi врахування роботи автосамоскид1в та тепловозов обробкою з м i н и х рапортов Сдля автосэмоскид1в) i циклог-рам роботи залозничного транспорту та пор1вняння цих даних з плановими.

Результати дослоджень дозволили встановити, то значения коеФХиоенту Кн протягом доби зм!нюеться у достатньо широкому fliana30Hi - Bia 0.35 до 0.80. При цьому кожна робоча змона мае сбiii л1апазон коливання Кн. Так, наприклад, у ночну зм1ну йо-го значения для Bcix npoueciB зм1нкеться у вуцьзкому доапазон1. вод 0.6 до 0. ?. Очевидно, це пов'язано з в!дсут-и1стю роб!т по поточному ремонту, по п1дготовц! траси та iH. У денну зм1ну д1апазон коливання Км значно ширше - в!д 0.5 до 0.8, шо пов'язано з проведениям р!зиих додаткових роб!т (споруджен-ня дор1г, перегони устаткування, ремонти та 1н.). У веч1рню змхну значения Кн меньше н1ж у Hi4Hy та денну i досягае О. 35 -0.60. Характерно, шо середньодобов! значения Кн практично зна-

ходяться и тих же 1.нтервалах, шо й середньомхсячн1 та серед-ньорхчнх величини, як! наведен! У табл. 1.

Таблица 1 Значения коеФ1и!енту Кн для р1зних джерел пилогазовид!лення у Першотравневоиу кар'ер! ГЦвн1чного ГЗК

Технологхчн! процеси Устаткування кар'ера Значения Кн

БурХння скважин Станки типу СБШ 0. 48-0. 55

Виймально- навантажувальнх роботи Одноковшовх екскаватори при навант&женн! на автотранспорт при навантаженн! у думпкари при робот1 на переван-тажувальному пункт1 0. 53-0. 60 0. 59-0. 67 0. 62-0. ?3

Транспортування г!рничоХ маси Зал1зничий транспорт на тепловознХй тязх Автотранспорт 0. 43-0. 49 0.51-0.63

Планировочнх роботи Бульдозери 0. 45-0. 55

Для такого технолог!чного проиесу, як масовий вибух. величина Кн не визначалася, тому що цей процес взноситься до миттевих, а обсяг викиду шк1дливих дом1шок можливо визначити за допомогою методики ВНД1БПГ.

Знаючи коеф1ц!енти нестацхонарност1 технологхчних про-цес1в кар'ерхв, можливо обгрунтовано п1дх.йти до визначення хнтенсивност1 пилогазовидХлення 1х устаткування. Враховуючи

ue, можливо перейти до визначення o6'emíb викидхб икхаливих речовин Kap'epiB. Перед уехм, враховуючи дослхдження 0.Б. Лв-винського, було отримано вираз для визначення сумарнох хнте-сивностх пилогазовидхлення Смг/с) у кар'ерах

а?

J2dÁ = 0,38(с¿ -С0)L • и№ [х3■ %р + 0,46ZИ ] ,

де Сд Са~ в1дповхдно допустима на меж! сан!тарно-захистно!

зони та початкова кониентрацН домхшок у в!тровоку потоц1, мг/КУб. и; £ - середня протяхайсть кар'ера у напрямку, перпендикулярному напрямку в!тру, м; U(0~ швидк1сть вхтру на поверхн! кар'еру СЗеил!?, м/с; X^ ~ Розм1р зони, що прилягае ло кар'еру 1 пхдлягас зат-

руднению, м;

V

(и - параметр, то характеризуе кут бокового роэкриття оа-Тгр

келу лхнейного джерела шк'дливих дом1шок Сзгхдно з В. С. НхкЛтхним) ; Н - глибина кар'еру, м.

Враховуючи закономхрност1 турбулентного розс1ювання домхшок у атмосферх, значення гранично-допустимих викилхв шк!дливих речовин з кар'еру иожнливо знайти як

де Sk~ плоша кар'еру у план!, кв. м;

7- висота шару, у якому розм1щенх джерела вид1лення шк!дливих домхшок, м;

®yHKixifl, що враховуе турбулентне розс!ювання дом1шок у вертикальному напрямку; ")fr(t}~ Koe®iuieHT турбулентно-грав!таи1йного осадження пилу; Cr(iY ФункШя горизонтального розс!ювання дом!шок. В зв'язку з тим, шо горионтальне розс!ювання дом!шок.

зг1дно з досл1дженнями А. В. Ткаченко, суттево починае виявляти-ся на вхдстан! бхльш 2-3 км в1д кар'еру, остання функшя для наших умов не враховуеться.

Для отримання значень ФункцИ вертикального розсЛювання \л/С 1 коеФхихенту ^.^було зкладено диференихальне рхвняння, що описуе прочее розповсюдження дом1шок у шар1 атмосфери з висотою, що вхдповхдае розташованкю джерел у кар'ерх 1 над ним

ле в1дпов1дно концентрац!я дом1шок у шар! висотою Ъу

та вище, иг/куб. и; /<■ - осереднений по висот1 приземного шару коеф!ц1ент турбулентно! дифузП, кв.м/с;

С^ц- - !нтенсиБнхсть об'емного джерела дом!шок, иг/куб. м с; 1мпульсна функц1я, шо враховуе дхю джерел т1льки у простор! кар'еру

(о зля t>tк

де час руху в!трового потоку нал кар'ером, с.

При рхшенн! р!вняння СЗ) як початкову умову було прийня-то, що у первину мить часу на будь-якхй висотх кониентрац!я шк!лливих лом1шок дорхвнюе О, а б полальшому вона приймаеться Р1вн1й концентрац!! у м!сц1 биносу шк1дливих дом!шок з кар'еру. Як граничну умову пр1йнято, що концентрац!я шк!дли-вих дотшок у неск!нченност! дор1БНюе 0.

В наслХдок р1шення р!вняння (33 отримано вираз. що описуе зм!нення концентрац!! шк!дливих речовин на поверхн! кар'еру(С,^.

с,(о,ь)=

_ я»

ас4 (о,5зс,-з,5)

-Ь-Ън)

1-е

-Х2(015Хг-Ъ,5)

ле

С 4 3

Зв1дк1Ля значения функи11

ос, (0,5 гх:,-3,5)

д0р1вню6

Внасл1док повторного гашения рХвняння СЗ) з тими ж почат-ковими та новими граничними умовами. шо враховують осадження домшок на дно кар'еру, отримано вираз для розрахунку

коеФ1а1енту турбулентно-грав1тац1йного осадження пилу

ш

(Ь) _ о,Ъ7б~ЧЯ

М

О £>ИЯ ~Ь 5 ¿А

С 6 ) )

йе ць(£у маса осглого у кар'ер1 пилу;

А/ - маса пилу, шо вид1лився з 1 кв. м плошини кар'еру.

На основ! виразхв С1? —С6? розроблена методика розрахунку гранично допустимих об"ем1Е викид1в шкхдливих речовин кар'ерхв. шо забезпечують значения гранично допустимо! концентрацИ на меж! сан1тарно-захистно! зони. У табл. 2 як приклад приведен! осноен1 вих1дн1 дан! та результати розрахунку ^^к для умов Першотравневого кар'еру ГЦвнхчного ГЗК.

Для практичного використання у таблиц! 2 приймаються иеньий значения » складають: по пилу - 75. 9 г/с, по

шк!дливим газам Сумовне СО) - 250 г/с. У робот! визначен! значения £<5^ для ус!х кар'ер!в Кривбасу.

Для розробки заход!в по керуванню викидами шк1дливих речовин кар'ер!в було зроблено анал1з фактор!в, шо впливають на !х Формування. Ш фактори можливо розпод1лити на три групи. До першо! в!дносяться: географ!чн1, климатичн1 та геолог!чн! Сне-

Таблиця 2

Розрахунок для Першотравневого кар'еру Швн1чного ГЗК

Показники КатегорИ Пом1рна конвекц1я ст1йкост1 атм Нейтральний стан эсфери Пом1рна 1нверс1я

Параметр ст1йкост! атмосфери (8) - 0.2 0 0. 2

Ц(0 . м/с 2.0 5.0 2. 0

Параметр шорсткост1 поверхн! (в1о) 0. 0314 0.0313 0. 0082

/<" . кв. м/с 5.17 6.12 0.112

Показники Наг П1вн1ч Зах1д П1вдеиь Сх1д 1РЯМОК в1тру П1вн1ч Зах1д ПХвдень Сх1д П1вн1ч Зах1д П1вдень Сх1д

\JC-t) 45.4? 40. 81 26. 36 23.34 278. 3 248. 4

Ут(гУ> 0. 549 0. 549 0. 542 0. 541 0.463 0.459

пил. г/с 556. 6 620. 1 939. 9 1047. 7 75.9 85. 0

<5*^ гази, г/с 1556. 1 1744.1 2702. 0 3012. 0 250. 0 287. 1

•3 для газ!в значения У /¿Лприймаеться р1вним 0.

керован1}; ло друго! - параметри в!дкритих гЛрничих podit та склал атмосфери навколишнього середовиша Сважкокерован1); до третьо! - технолог1чн1 процеси Kap'epiB та ритм!чн!сть роботи устаткування СкерованО.

Bei згадан1 Фактори нер1вноц1нн1, взаемопов'язанх та иають зкЛнний характер. KpiM згаданих фактор iB, на склад i Ki^bKicTb викид1в шк1дливих речовин Kap'epiB впливають також способи та засоби боротьби з пилом i шкЛдливими газами, шо застосовуються i скорочують Ix об'ей та концентра1пю. У результат! проведеного прогнозування способи та засоби скорочен-ня викид!в Kap'epiB по ступеню Ix ефективност! та важливост1 розташовуються у сл!дуючому порядку: пилоподавлення, ней-тралхзацЛя шкЛдливих газ1в, пилоуловлення, итучне провЛтрюван-ня та природна aepauifl.

На основ! отриманих результатов у робот! сформован! ком-плекси технолог1чних, орган1заи1йних та Лнженерно-технЛчних заходхв по скороченню еикидов kap'epib. Тому шо частина пе-рел1чених у заходах способ!в та засоб!в скорочення викид1в шкхдливих речовин Kap'epiB вже достатньо докладно розроблена Лншими авторами та орган1зац!ями, у робот! зроблено акцент на розробц! нових та удосконаленн! 1снуючих. Так, при реал!зац11 технолог1чних заходов у poooTi зроблено акцент на скороченн! викид1в при масових вибухах. При иьому у робот1 наведен! ре-зультати досл1джень впливу ступеню обводнения свердловин на питому к1льк1сть пилу, шо вид1ляються у npoueci вибуху. Вста-новлено, шо питоме пиловидХлення при п1дриванн1 повн1стю обводнении свердловин v 3,4 рази иенш, нхж при п1дриванн1 сухих свердловин 1 в 2.4 рази - при частково обводнених свердлови-нах. Чей висновок дозволяе обгрунтовано планувати заходи по пилоподавлению при п!дриванн1 блок1в рЛзного ступеню обводнения.

Певне зниження к1лькост1 вилученого при вибухах пилу мож-ливо також за рахунок зменшення у матер!ал1 наб1йки пилових Фракц1й розмХром 0-100 мкм С до 850 кг пилу на 100 свердловин).

Одним з технолог1чних заход1в по скороченню викид!в шк1дливих газ1в при вибухах е використання малогазових вибухо-вих речовин. В зв'язку з вгдсутнХстю даних про газов1сть ГЛТ-20 автором сп!льно з НД1БПГ був проведений ряд промисло-вих досл1джень газовост! uiel BP в пор1внянн1 з трин1тротолуо-лом в умовах Kap'epiB П1вн1чного ГЗК. Результати цих дос-л!джень показали, шо газов!сть ГЛТ-20 по СО досягае 20.1 -23.4 л/кг, а трин!тротолуолу у тих же умовах - 53.3 - 98.2 л/кг. Ue св1дчить про необх1дн1сть розширення використання ГЛТ-20 Ca у перспектив1 - порем1та).

При реал1зацЦ орган1зац1йних засобхв основна увага у робот! прид!ляеться нормуванню викидхв шгЛдливих речовин Kap'epiB Кривбасу. шо запезбечують ГДК на меж1 сан!тарно-за-хисних зон. Встановлено. шо викиди пили, okp'im бикид!в вибихо-вих poöiT, у Bcix кар'ерах Сокр1м кар'еру номер 1 Центрального ГЗК з-за поганого розс!ювання у зв'язку з параметрами кар'еру) знаходяться у межах допустимих величин. Разом з тик, викиди шк1дливих газ!в, особливо оксид!в азоту, у дек!лька раз1в перевишують допустим! нормативи. шо пов'язано з роботою двигун1в внутр1шнього згорання, газовид!ленням при вибухах та 1н.

Певне зниження викцд!в шк1дливих речовин також можливо за рахунок оптим1зацП режим1в бурхння та зволоження екскаватор-них забо!в та екскаваторних перевантажувальних пункт1в. При цьому зволоження гарничо! маси повинно зд1йснюватися з оптимальною витратою води з потр1бним 1нтервалом г1дрообезпилення. У даному випадку у першу чергу повинн1 звологуватися Ti об'екти, прогнозуема запиленн1сть котрих буде найб1льш висо-

кою Сце пов'язано у першк чергу з природного болог1стю г1рни-чих пор!д). Така вимога покладена у основу алогритму управ-л1ння пересувними г!дромон!торними установками при зволоженн! г1рничо! маем. Згхдно з приведении у робот! алгоритмом розра-хунку вс! споживач1 розпод!ляються певним образом м!ж в!дпов1дними пунктами заправки водою та г1дромон!торними установками. Пр1 цьому транспортна мережа кар'еру моделюеться з допомогою теорИ граф1в, а пошук найкоротших вгдетаней руху г!дромон1торних установок зд!йснюеться за допомогою узагальне-ного алгоритму «горда.

При визначенн! ефективност! запропонованих 1нженерно-тех-нхчних заход1в автором, сп1льно з НД1БПГ, була зроблена .к!льк1сна оц1нка р!диного С водяного ! з ПАР) набивання свер-дловин. 1х ефективн1сть досягала 50-74Х при оптимальних витра-тах р1дини 0.7-1.1 кг/куб. м. 3 метою здешевлення заход1в ско-рочення пилогазовид1лення при вибухах було запропоновано зд!йснювати зволоження набивного матер1алу водним розчином вуглелужного реагенту СВЛР) 2У.-1 концентрацЦ з питомою витра-тою 40 л/куб.м наб1йки, а також покриття поверхн! блока ним реагентом перед вибухом. Ефективн1сть використання иього способу складае: по пилу - близько 85Х, а по шк1дливим газам -54-77/:. Характерно також, шо висота пилогазово! хмари при ви-користанн! наб!йки з ВЛР зкеншуеться приблизно у 2 рази пор!вняно з вибухом без спец1альноХ наб!йки.

Однак, незважаючи на використання р1зних конструкц1й наб!йки свердловин, кониентраи1я шк!дливих газ1в у г!рнич1й мас1 Сособливо СО) достатньо велика 1 досягае 2-й'/.. Тому, для дегазацЦ г!рничо1 маси гЦсля вибуху, було запропоновано використання води, переважно горячо! Сто дозволяе перевести про-цее дифузИ газ!в у термодифуз1ю 1 тим самим прискорити його). Був проведений комплекс лаборатории« 1 промислових досл!джень

Скар'ери НКГЗК та П!внГЗЮ. В результат! було встановлено, то при п!двишенн! температуря води, що подаеться у г1рничу масу, до 40 гр.С, проиес дегазац!! прискорюеться у 1.58 рази, при 60 гр.С - у 1.88 рази 1 при 90 гр.С - у 3.04 рази. Добр! результаты Сприскорення дегазац!! у 1.5 рази) отриман! також при використанн! перекису водню, персульфату амон!ю ! таке !н.

t умин.

Мал. 1 Зм1на концентраи1х СО при дегазац!! г1рничо! маси п!сля вибуху Сглибина вибору проб б1ля 2 м): 1,2 - магнетитов! роговики Cf= 13-15); 3,4 - сланц! Сf= 8-10);5,6 магнетитов!, безрудн! роговики Cf= 1214); 7,8 - окислен! роговики Cf= 12-13).

На мал.1 наведен! результати промислових досл!джень по дегазацП г!рничо! маси водою з середньою температурою 18-20 гр.С Соптимальн! витрати 30-50 л/куб. м). 3 малюнку видно, що максимальна ефективнхсть дегазац!! Сприскорення процесу у 1.23 - 1.46 рази) отримана у початковий пер!од п1сля вибуху Сдо 180 хв. ) та найменша Су 1.12-1.15 рази) - п!сля 180 хв. та б1льше.

Для скорочення пиловидхлення пр1 екскаваиП гхрничо! иа-си запропоновано здхйснювати 11 обробку водним розчином ВЛР С27. кониентрацП з витратою 40 л/куб. и). Досл1дження показали, що ией спос1б забезпечуе запоб1гання пиловидхлення при екскаваиН на протяз1 к!лькох д1б. При обробц! поверхнх автодорХг при позитивних температурах розчином сульф1тно-спиртоиох бар-ди з додатком 0. 57. розчину ВЛР можливо домогтися ст1йкого за-побхгання пиловидхлення на протязх доби. При негативних температурах запоб!гання пиловидхлення забезпечуеться обробкою ав-тодор1г (1 раз на добу) хлоридом калыЦю 15'/. кониентрацП або лужним стоком виробництва капролакгаку С1 раз на 3-4 доби).

За рахунок впровадження комплексу розроблених заход1в, що дозволяють знизити кЛльк1сть бикид1 в шкхдлиеих речовин 3 кар'еру, визначено рхчний економхчний ефект, який. наприклад. для Першртравневого кар'еру Пхвн. ГЗК, досягае 70343 гривен.

ВИСНОВКИ

У дисертаи!йн1й робот1 запропоноване нове науково-тех-н1чне рхшення актально! задачх визначення об'ем1в викид1в шк1дливих речовин кар'ер1в I Формування на ц!й основ1 комплексу способ1в та засоб1в, шо дозволяють скоротити вплив пилу та шкЛдливих газхв на навколишне середовише.

Проведен! досл1дження дозволили зробити наступи! виснов-ки та рекомендацП.

1. Пилогазовид1лення у кар'ерах мае нерхвном1рний характер 1 пов'язане з метереолог!чним1 та г1рничо-техн1чними факторами, продуктивн1стю 1 типом технолог!чного устаткування та таке хн. Найбхльш! значения кониентрацП пилу та шк1дливих газ1в Ф1ксуються у середнхй по глибин1 частин1 кар'еру, де працюе осковне г1рниче устаткування. Максимально об'еми ви-кид1в цдидливих речовин Ф1ксуються при проведенн! масових ви-

DVXiB.

2. Стаб1льн1сть роботи устаткування кар'еру характери-зуеться значениям коефЛцоенту нестац!онарност1 технологЛчних npaueciß, величина яких впливае на об'еки викилiB шкХдливих речовин i становить: для бурових станкЛв - 0.48-0.55; для екскаваторЛв - 0.53-0.73 Су забо! i на перевантажувальних пун-ках); длч автотранспорту - 0.51-0.63; зал1зничного транспорту

- 0.43-0.49 i бульдозерЛв - 0.46-0.53.

3. Здобут1 закономхрност! викиду шкХдливих речовин з кар'ерного простору i за його межами дозволили отримати анал1тичн1 залежност1 для визначення об'емЛв викид!в Kap'epiB з урахунком турбулентно-грав1та1Пйного осадження пилу i нес-Taui0HapH0CTi роботи технолог!чного устаткування.

4. Розроблено методику та визначено гранично допустим! викиди шк!дливих речовин Kap'epiB Кривбасу, як.1. наприклад. без врахування вибух1в для Першотравневого кар'еру ГИвн.ГЗК складають: по пилу - 75.9 г/с; по шкЛдливим газам Сумовне СО)

- 250 г/с. При иьому piHHi викиди пилу в1д масових вибух!в складають 708 т/piK Спри загальних викидах кар'еру - 823 т/pin), а шкхдливих газ!в - 472 т/piK Спри загальних викидах умовного СО - 1716 т/р).

5. На основ! анал1зу та прогнозу ефективност! способов та засоб1в скорочення пилогазовид!лення у кар'ерах сформовано комплекс технологЛчних, орган!заи!йних та !нженерно-техн1чних заход!в для впливу на викиди шк1дливих речовин Kap'epiB, шо надходять у навколишне серед'овише.

6. П!двишення ефективност! cnocoöiB та 3aco6iB скорочення об'еммв викид1в шкхдливих речовин кар'ер!в характери-зуються зниженням кониентрацП пилу та шкЛдливих газ1в i за-безпеченням ГДК на меж! сан!тарно-захисних зон за рахунок реал1зацП комплексу заход1в, шо включують використання техно-

лог1чних 1 орган!зац1йних способ1в та засоб1в боротьби з шк1длибими домишками, а також р1динно! наб1йки свердловин та набхйки ВЛР Сефективн1сть 50-85/.); дегазац!ю п!д1рвано1 гхрни-чо! маси водою або ххмхчники розчинами Схнтесифхкаидя газо-видхлення у 1.32-3.04 рази); зволоження та обробку гхрничо! маси водою та 7.7. розчином ВЛР з оптииальним режимом ггдрообез-пилювання Сзабезпечення скорочення пиловидхлення до 4-х дхб); полив та обробку поверхн! автодор!г з водою 1 сумхшшю ССБ та О. 57. ВЛР при позитивних температурах Сдобова еФективнхсть разового поливу) 1 хлорхдом калыйю 15'/. концентрацП або розчином лужного стоку виробництва капролактаму СеФективнхсть пило-подавлемня до 3-4 дхб).

Економ1чна сФективнхсть вхд реэ^изацП запропонованого комплексу заходов для умов Першотравневого кар'еру ГИвнГЗК до-сягае 70348 гривень на рхк.

Основн! положения дисертацН опубл1кован1 у працях:

1. Технико-экономические показатели применения щелочного стока производства каполактама для борьбы с вредными выбросами в карьерах // Тезисы докладов и сообщений научно-практической конференции "Экология и здоровье", - Кривой Рог: Изд. НИГРИ, 1991 Ссоавторы Тыщук В. ГО. , Лобода А. И. и др.).

2. Способ дегазации горной массы после массового взрыпа в карьере / Безопасность труда в промышленности. 1993, N 2 СБе-ресневич П. В. , Ежов В. В. и др.).

3. Определение объемов пылевых выбросов карьеров в воздушную среду // Тезисы докладов Международной конф. "Научно-практические аспекты управления качеством воздуха "Воздух-95"" - Санкт-Петербург, 1395 Ссоавторы Бересневич П. В. , Деньгуб В. И. ).

4. Зашита воздушной среды от вредных выбросов карьеров // Тезисы докладов Международной конф. "Научно-практические ас-

пекты управления качеством воздуха "Воздух-95"" - Санкт-Петербург, 1995 Ссоавторы Тыщук В.Ю. , Ребристый Б. Н. и др.).

5. Определение выбросов пыли, поступающей из карьера в окружающую среду // Разработка рудных месторождений: Респ. межведомвств. научн. -техн. сб. - Киев: Техника, 1995, вып. 56 Ссоавторы Бересневич П. В., Деньгуб В. И.).

6. Нормализация атмосферы рабочих зон карьеров // Труды 4-й Международной научн.-техн. конф. "Проблемы охраны труда и техногенноэкологической безопасности" - Севастополь: Изд. СГТУ, 1996 Ссоавторы Тышук В.Ю. . Дубсон Б. И. и др.).

7. Определение объемов выбросов вредных веществ карьеров и их сокращение // Труды 4-й Международной научн.-техн. конФ. "Проблемы охраны труда и техногенноэкологической безопасности" - Севастополь: Изд. СГТУ, 1996 Ссоавторы Бересневич П. В., Деньгуб В. И.

8. Позитивне р!шення по заяви! N 95020931 в1л 28.02.95 "Спос1б пилогазоподавлення при масових вибухах у кар'ерах" Сспхвавтори Бересневич П. В. , Тищук В. Ю. ', Ермак Л. Д. та 1н.

9. Позитивне рЛшення по заявцх N 95020933 в!д 28.02.95 "СунЛш для подавления отруених газ!в" Ссп1вавтори Бересневич П. В., Тищук В. ГО. , брмак Л. Д. та 1н. ).

Annotation

I. A. Kovalenko "Finding the new ways and means of reducing hazardous substances emmissions from open pits".

The dissertation for competing the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on speciality 05.26.04 "The

technical maens of the environmental control", Krivoy Rog Technical University, Krivoy Rog, 199?.

Seven scientific works Including the results of scientific and experimental investigations devoted to the developjœnt of the method for determining the volucies of hazardous substances emissions from the open pits, their admissable limite and effective ways of reducing dust and gas emissions fron the open pits are defended.

The procedure for determining the volumes or hazardous substances emissions from the open pits has been suggested and a set of new technological, organizational, engendering and technical steps reducing the hazardous emissions from tlje open pits has been tested.

Аннотация

Коваленко И. й "Разработка способов и средств снижения выбросов вредных веществ карьеров". Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 26. 04 "Технические средства зашиты охружагацей среды". Криворожский технический университет. Кривой Рог. 1997.

3»питаются результаты _ научных работ, в которых изложены результаты научных и экспериментальных исследований, посвященных разработке иетола определения объенов выбросов вредных веществ карьеров и их предельно допустимых величин, а такжв эффективных способов снижения их пылегазовылелеяия.

Предложена методика определения обгеиов выбросов карьеров, разработан и испытан конплехс новых технологических, организационных и инженерно-технических нероприятий, способствующих снижению выбросов вредных веше-ств карьеров.

ЙЛЮЧ0В1 слоааг кар'ери. овеяя в«ия!в ия1д.»в«х речовин. способи та эаеоби скорочоння тмогазевид1лвяи*.

äf