Охрана воздушного бассейна в горном производстве

Наиболее эффективен с экологических и социально-экономических позиций комплекс профилактических меро­приятий, направленных на предупреждение загрязнения атмосферного воздуха пылегазовыми выбросами горного производства.

Мероприятия по устранению последствий загрязнения воздушного бассейна менее эффективны, более трудоемки и дорогостоящи, а зачастую вообще невыполнимы в силу масштабов воздействия, многочисленности и многообразия объектов, претерпевающих это воздействие, различной сте­пени устойчивости их к поражению.

Так, очевидно, что более целесообразно и эффективно предотвращать выбросы в атмосферу отходов производства, например, на предприятиях цветной металлургии, влияющих на снижение урожайности и качества сельскохо­зяйственных культур, произрастающих на прилегающих к предприятиям землях, чем проводить мелиорацию земель, нейтрализацию вредных веществ, накапливающихся в поч­вах, подбирать и выращивать другие, более устойчивые к воздействию, но менее необходимые для народного хозяйства культуры.

Мероприятия по охране воздушного бассейна могут быть разделены на две группы:

• общего характера, способствующие улучшению состояния воздушного бассейна в районе горного предприятия,

• специальные, непосредственно направленные на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха.

В первую группу включены:

• территориально-планировочные мероприятия, предусматривающие размещение объектов горного производства - источников пылегазовыделений с учетом природно-климатических условий местности, прежде всего «розы ветров», а также планомерность нарушения и восстановления земель;

• мероприятия по уменьшению площадей эродируемых техногенных поверхностей посредством оптимизации параметров техногенных образований: открытых горных выработок, отвалов различного рода, в том числе терриконов, хвостохранилищ, складов минерального сырья и пр.,

• рекультивация нарушенных земель для использования их в народном хозяйстве, обеспечивающая предотвращение ветровой эрозии;

• утилизация отходов горного производства, комплексное- использование минеральных ресурсов, способствующие уменьшению как площадей эродируемых поверхностей, так и объемов пылегазо­выделений.

Ко второй группе отнесены:

• мероприятия по улучшению качества воздуха непосредственно в зоне горных работ путем предотвращения или снижения пылегазовыделений различ­ными объектами в технологической цепи производства;

• мероприятия по улавливанию, отводу и очистке пылегазовых выделений и выбросов,

Для тех или иных объектов или источников загрязнения атмосферы могут применяться как отдельные средства и способы, так и их комбинации. Так, для снижения запыленности рудничного воздуха, выходящего из подземных горных выработок, применяют две группы мероприятий.

Мероприятия первой группы - установку специальных очистных устройств в местах, где рудничный воздух выбрасывается в атмосферу.

Мероприятия второй группы предусматривают улучшение качества рудничного воздуха в шахте (руднике) посредством подавления, связывания и удаления пыли при выполнении техно­логических процессов. Из мероприятий второй группы чаще всего применяют орошение, пылеподавление пеной, пылеулавливание, осаждение пыли на поверхности выработок, предварительное увлажнение массива горных пород.

Для очистки от вредных газообразных примесей воз­духа, выбрасываемого в атмосферу из подземных горных выработок, устанавливают специальные очистные устрой­ства. Для снижения газовых выделений при проведении технологических операций осуществляют изоляцию выра­ботанного пространства; дизельную технику заменяют ма­шинами и оборудованием с электроприводом.

К мерам противопожарной профилактики можно отнести:

• предварительное увлажнение пластов посредством принудительного нагнетания в них воды или специальных антипирогенных растворов,

• полное извлечение из недр полезных ископаемых и горных пород, склонных к самовозгоранию.

• отработку вскрытых полезных ископаемых со скоростью, предупреждающей опасность аккумуляции тепла в нарушенном массиве;

• взрывание скважин, пробуренных в породах, склонных к быстрому самовозгоранию, до момента развития в них интенсивного пирогенного процесса;

• применение пожаробезопасных систем разработки. На некоторых предприятиях для охраны атмосферы от вредного влияния горящих породных отвалов проводят работы по предупреждению самовозгорания вновь формируемых отвалов и осуществляют активное тушение горящих отвалов. Отсыпаемым отвалам придают плоскую форму. Каждый слой пропитывают и чередуют со слоем глины толщиной 0,3 м, затем отвальную массу планируют бульдозерами, уплотняют катками и переслаивают по контуру полосами из негорючих материалов шириной 3 м и толщиной 0,25-0,3 м. При формировании такого отвала среднюю зольность отвальной массы доводят до 70-80 %, а породу, поступающую в отвал, дробят до крупности не более 50 мм.

Тушение горящих отвалов и терриконов осуществляют посредством их заиливания глинистой пульпой консистенции Т: Ж = 1: 10, нагнетаемой через специально установленные инъекторы.

Одна из важных проблем - снижение загрязнения воздуха выхлопными газами карьерных автосамосвалов, К числу эффективных способов решения этой проблемы относятся улучшение карбюрации, применение электронной схемы зажигания, нейтрализация выхлопных газов. Большое значение имеет также и замена автомобильного транспорта железнодорожным, конвейерным и трубопроводным.

Наиболее простой, надежный и экономически эффективный способ пылеулавливания - циклонный, основным достоинством которого является устойчивость работы циклона при высокой концентрации пыли.

Сущность циклонного способа пылеулавливания заключается в том, что запыленный газ вводят в направляющее (закручивающее) устройство, в котором он приобретает вращательное или вихревое движение и перемещается по нисходящей спирали. Твердые частицы, взвешенные в потоке, под действием центробежной силы движутся к стенке корпуса циклона, спускаются по ней вниз и выводятся из аппарата через разгрузочное устройство (шлюз), не пропускающее газ. Движение очищенного потока преобразуется внутри циклона во внутренний восходящий вихрь, который выводится через выхлопной патрубок.

В настоящее время известно большое число конструкций циклонов, которые используют в горнодобывающей промышленности.

Во многих отраслях применяют очистку газов с использованием электрических и газовых фильтров, а также промывку газов орошающими жидкостями.

При ведении горных работ на угольных месторождениях в атмосферу выбрасываются породная и угольная пыль и целыйряд газов, таких, как окись углерода, окись азота, сернистый газ, сероводород, а также водород, метан, углеводороды метанового ряда.

Источниками загрязнения атмосферы вредными газами и пылью в угольной промышленности являются:

· шахтные стволы,

· забои разрезов,

· поверхностные комплексы шахт и разрезов,

· горящие породные отвалы,

· угольные склады,

· сортировочно-дробильные и обогатительные фабрики,

· карьерные дороги,

· промышленные коммунально-бытовые котельные и т. д.

Естественными источниками поступления в атмосферу вредных газов и веществ являются вмещающие горные породы и угольные пласты, окислительные и пирогенные процессы, шахтные и карьерные воды.

Загрязнение воздуха газами происходит также в связи с применением взрывчатых веществ для отбойки угля и породы.

Среди газов, представляющих опасность, выбрасываемых в атмосферу из шахт, наибольшее значение имеют образующиеся при взрыве окислы азота и окись углерода. Определенную опасность создают выделения природных газов (сероводород, метан, окись углерода и др.).

Соcтав атмосферы угольного разреза в значительной степени определяется количеством и объемами действующих пожаров, которые являются основной причиной загрязнения атмосферы окисью, двуокисью углерода, сероводорода, окислами серы и др. Наибольшее развитие пожары получают в весенне-летнее время, что обусловливается тепловыми и ветровыми условиями этого периода года. В пределах угольного разреза пожары возникают в целиках, насыпях и осыпях угля и на внутренних отвалах. Свободный доступ воздуха к угольному массиву, воздействие солнечной радиации, атмосферные осадки — факторы, которые оказывают значительное влияние на пожарную опасность в разрезах.

Борьба с пожарами ведется в двух направлениях — профилактика и тушение пожаров. Борьба с горением может быть активной и пассивной. Активное тушение — это вскрытие очага горения, выемка горящего угля и заливка его водой. Пассивное тушение — это изоляция от притока воздуха. Достигается покрытием поверхности отвала непроницаемым для воздуха слоем земли, нагнетанием пульпы в скважины, пробуренные непосредственно в очаги горения.

С целью снижения эндогенной пожароопасности, пылеобразования на угольных разрезах широко используется нагнетание воды и антипирогенов в угольный массив.