CC BY
87
9. Gorchakovskij P.A., Shijatov S.G. Fitoindikacija uslovij sredy i prirodnyh proc-essov v vysokogor'jah. M.: Nauka. 1985. 208 s.
10. Rotanova I. N., Harlamova N. F., Ostanin O. V. Izmenenija klimata Altaja za period instrumental'nyh issledovanij //Izvestija Altajskogo gosudarstvennogo universiteta. 2012. №. 3/2. S. 75.
УДК 622.85:622.872:502.3:661.92(571.17
АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШАХТЫ «ЛИСТВЯЖНАЯ» НА КАЧЕСТВО АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Т.В. Корчагина, Р.В. Сидоров, Н.В. Ефимова, С.А. Ишутина
Рассмотрены результаты анализа воздействия производственной деятельности угледобывающего предприятия на качество атмосферного воздуха при добыче угля подземным способом. Приведены рекомендации по его оздоровлению (на примере ООО «Шахта «Листвяжная»).
Ключевые слова: атмосферный воздух, подземная добыча, загрязняющие вещества, ингредиенты, техногенная нагрузка, аккумулятивный эффект, наилучшие доступные технологии.
Кузбасс как основной угледобывающий регион страны осуществляет 59 % добычи каменных углей в России и 75 % добычи всех коксующихся углей.
В Кузбассе, где функционируют 120 угледобывающих предприятий (64 шахты, 56 разрезов и 52 обогатительных фабрик и установок) с общей производственной мощностью 245 млн т в год по добыче угля и 166 млн т по переработке, техногенная нагрузка от хозяйственной деятельности объектов угледобычи на атмосферный воздух в настоящее время весьма существенна и будет увеличиваться в связи с ростом объемов добычи и обогащения угля [1, 2, 3, 4].
В соответствии с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений» [5].
Подземная разработка месторождений сопровождается загрязнением атмосферного воздуха. Так, например, в результате производственной деятельности ООО «Шахта «Листвяжная», осуществляемой в Ленинском геолого-экономическом районе Кузбасса на Егозово-Красноярском угольном месторождении, в атмосферу поступаеют 23 загрязняющих вещества (9 твердых и 14 газообразных), в том числе одно вещество 1-го класса опасности, пять веществ 2-го класса опасности, семь веществ 3-го
класса опасности, три вещества 4-го класса опасности, семь веществ, имеющих ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), а также пять групп веществ, обладающих при совместном присутствии эффектом суммации.
Распределение количества вредных (загрязняющих) веществ по компонентам от деятельности ООО «Шахта «Листвяжная» за год графически отображено на рис. 1.
метан
окислы азота углерод оксид
пыль каменного угля
пыль неорганическая (содержание 8Ю2 20-70%) прочие загрязняющие вещества
Рис. 1. Распределение валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по веществам за год
Поступление вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производственной деятельности предприятия происходит через 50 источников выбросов, в том числе через 19 организованных (точечных) и 31 неорганизованных (площадных).
Условно все источники выделения загрязняющих веществ в атмосферу разделяются на подземные (горные выработки) и поверхностные (технологический комплекс поверхности шахты).
В первом случае под выбросом понимается поступление в атмосферу из подземных горных выработок шахтного воздуха. Подземные горные работы являются основным источником выбросов шахтного метана в атмосферу. В валовом отношении на долю метана приходится 91 % от всех выбросов загрязняющих веществ ООО «Шахта «Листвяжная» (рис. 1).
Шахтный метан возникает в процессе трансформации органических остатков в уголь под влиянием высоких давлений и температур. Добыча 1 т угля сопровождается выделением 13 м чистого метана. Увеличение содержания метана в атмосфере способствует усилению парникового эффекта. Метан занимает второе место после углекислого газа по эффективности поглощения теплового излучения Земли. Вклад
метана в создание парникового эффекта составляет около 30 % от величины, принятой для углекислого газа. Доля выбросов метана, приходящаяся на шахты Кузбасса, составляет 70 % от общего количества выбросов метана в российской угледобывающей промышленности. С увеличением объемов добычи угля соответственно возрастают и объемы выбросов метана в атмосферный воздух, что неблагоприятно сказывается на состоянии окружающей среды [6].
Технологический комплекс поверхности ООО «Шахта «Листвяж-ная» включает в себя обогатительную фабрику, открытые угольные склады, склад инертных материалов, кузницу, гараж, АБК, столярный цех, механический цех, депо электровозное, очистные сооружения шахтных вод, породный отвал, автодороги. На территории техкомплекса шахты расположены 44 источника выбросов в атмосферный воздух, через которые выбрасываются 22 наименования вредных (загрязняющих) веществ. В валовом отношении на источники выбросов технологического комплекса поверхности шахты приходится 9 % от всех выбросов предприятия, куда входят вещества 1 - 4-го классов опасности, а также вещества, имеющие ОБУВ. Несмотря на небольшой вклад в валовый выброс предприятия, источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферу технологического комплекса поверхности шахты оказывают наибольшее негативное влияние на качество атмосферного воздуха, в первую очередь, это открытые угольные склады, на их долю приходится 86,7 % всех твердых веществ выбросов предприятия.
Из выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ от технологического комплекса поверхности шахты 74 % приходится на пыль каменного угля, 9,4 % - на пыль неорганическую (содержание ЗЮ2 20...70 %), 9 % - на окислы азота, 4,5 % - на оксид углерода, 1,3 % - на керосин; на остальные загрязняющие вещества (оксид железа, марганец и его соединения, сажа, ангидрид сернистый, сероводород, фториды, бенз(а)пирен, формальдегид, углеводороды предельные, пыль неорганическая (содержание БЮг менее 20 %), пыль древесная, зола углей, пыль абразивная, бензин и масло минеральное) приходится суммарно 1,8 % (рис. 2).
Источниками выбросов пыли каменного угля в атмосферу являются открытые склады угля и склады готовой продукции (отгрузка, разгрузка, формирование, сдувание с поверхности), пункты перегрузки угля (аспира-ционные установки), углеприёмная яма, транспортирование угля (сдувание с кузова автосамосвалов и вагонов).
Выбросы в атмосферу пыли неорганической (содержание БЮ2 20.70 %) происходят при движении автосамосвалов по дорогам (сдувание с поверхности дорог и сдувание с кузова при транспортировании породы), при погрузочно-разгрузочных работах на породном отвале, а также за счёт сдувания с поверхности породного отвала.
9,0% 8%
74%
пыль каменного угля
пыль неорганическая
9,4% Н , (содержание 8102 20-70%)
окислы азота
■ углерод оксид
■ керосин
■ прочие загрязняющие вещества
Рис. 2. Распределение валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по веществам от технологического комплекса
поверхности шахты
Окислы азота, оксид углерода, сажа, сернистый ангидрид, оксид углерода, керосин, формальдегид поступают в атмосферу при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания автосамосвалов и техники. Оксид железа, марганец и его соединения, диоксид азота, оксид углерода, фтористые газообразные соединения, масло минеральное, пыль абразивная поступают в атмосферу при проведении ремонтных работ (сварочные работы, металлообработка на станках). При сжигании угля в кузнечном горне и топке печи в атмосферу поступают окислы азота, сернистый ангидрид, оксид углерода, бенз(а)пирен и зола углей. Источником выброса пыли неорганической (содержание БЮ2 менее 20 %) является склад инертных материалов. Пыль древесная поступает в атмосферу при обработке древесины на деревообрабатывающих станках.
Исходя из опыта оценки и прогноза предельно-допустимых пылега-зовых выбросов действующих и ликвидированных горных предприятий [7, 8] расчет величин приземных концентраций загрязняющих веществ, создаваемых выбросами предприятия ООО «Шахта «Листвяжная», был выполнен с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог», версия 3.0. Программа реализует основные положения и требования [9].
Расчёт рассеивания всех загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, выбрасываемых ООО «Шахта «Листвяжная» при осуществлении производственной деятельности, определил единый замкнутый контур по совокупности изолиний в 1 ПДК (предельно-допустимая концентрация) следующих загрязняющих веществ: пыли каменного угля, диоксида азота и его группы суммации с серой диоксидом, а также пыли неорганической (содержание БЮ2 20...70 %) (рис. 3).
По данным расчетов, приземные концентрации загрязняющих веществ по всем ингредиентам с учетом фона в атмосфере на границе жилой
зоны пгт. Грамотеино находятся в пределах нормируемых значений. Поля максимальных концентраций-максимального уровня загрязнения определились вблизи расположения обогатительной фабрики, открытых угольных складов шахты, а также на участке ведения рекультивационных работ (породный отвал).
Рис. 3. Карта рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы ООО «Шахта «Листвяжная»
Выводы
1. Загрязнение атмосферного воздуха и изменение экологических параметров имеют медленный, аккумулятивный эффект неблагоприятных последствий для окружающей среды и здоровья человека, проявляющийся через много десятилетий. Поэтому оценить воздействие производственной деятельности предприятия на окружающую среду с помощью существующих методик с достаточной точностью невозможно. К тому же техногенная нагрузка, формируемая предприятиями угольной отрасли Кемеровской области на окружающую среду, в настоящее время уже весьма существенна и будет увеличиваться в связи с ростом объемов добычи и обогащения угля, предусмотренных долгосрочной программой развития угольной промышленности.
2. Масштабы применения и эффективность природоохранных мероприятий на действующих предприятиях с увеличением объёмов добычи угля не смогут компенсировать растущее негативное воздействие на качество атмосферного воздуха, и следовательно, не обеспечат на большинстве предприятий достижения действующих нормативных требований в области охраны окружающей среды.
3. Оздоровление атмосферного воздуха должно решаться дальнейшим нормированием допустимых выбросов путем совершенствования существующих и внедрения новых наилучших технологий, увеличения площадей зеленых насаждений как продуцентов кислорода, а также за счёт
оптимального распределения ресурсов на профилактику загрязнения атмосферы горнопромышленных регионов [10].
Список литературы
1. Гамершмидт А. А. Состояние и перспективы развития угольной промышленности Кузбасса // Уголь. 2015. №5. С.14-15.
2. Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Производство и окружающая среда. М.: МГГУ, 2012. 301 с.
3. Ефимов В.И., Корчагина Т.В., Перников В.В. Прогнозные показатели техногенного воздействия угледобывающих предприятий ООО «Объединение Прокопьевскуголь» и Кемеровской области на окружающую среду // Уголь. 2011. №3. С. 70-71.
4. Качурин Н.М., Ефимов В.И., Воробьев С.А., Методика прогнозирования экологических последствий подземной добычи угля в России // Горный журнал. 2014. № 9. С. 138-142.
5. РФ. Законы. Об охране атмосферного воздуха [Электронный ресурс]: Федеральный закон от 4 мая 1996 № 96 (ред. от 13.07.2015) //Режим доступа: СПС Консультант Плюс.
6. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев, Н.Г. Матвиенко. М.: ИПКОН РАН, 2006. 312 с.
7. Оценка предельно допустимых пылегазовых выбросов горных предприятий в атмосферу / Н.М. Качурин, Л.Л. Рыбак, В.И. Ефимов, С. А. Воробьев // Безопасность труда в промышленности. 2015. № 3. С. 3639.
8. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Прогноз загрязнения приземного слоя атмосферы при консервации (ликвидации) неэффективных угледобывающих производств // Международный научный институт "Еёиеайо": ежемесячный научный журнал. 2015. №6 (13). Ч. 4. С. 33-36.
9. Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: ОНД-86. Утв. Председателем Госуд. комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 4.08 1986 №192. [Электронный ресурс]. Режим доступа: СПС Консультант Плюс.
10. Распределение ресурсов на профилактику загрязнения атмосферы горнопромышленного региона / Н.М. Качурин, Л.Л. Рыбак, В.И. Ефимов, С.А. Воробьёв // Безопасность труда в промышленности. 2015. № 2. С. 24-27.
Корчагина Татьяна Викторовна, канд. техн. наук, зам. директора, [email protected] , Россия, Кемерово, ООО «Сибирский институт горного дела»,
Сидоров Роман Владимирович, горн. инж., нач. отдела, [email protected], Россия, Москва, ЦУРостехнадзора,
Ефимова Наталья Викторовна, канд. экон. наук, доц., efi@,zmail.ru, Россия, Москва, Московский государственный институт международных отношений (университет),
Васильева Софья Александровна, асп., galina_stas@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYZING INFLUENCE OF INDUSTRIAL ACTIVITY OF THE "LISTVIYGNAY" MINE UPON ATMOSPHERIC AIR QUALITY
T.V. Korchagina, R.V. Sidorov, N.V. Efimova, S.A. Ishutina
Results of analyzing influencing industrial activity of coal-mining enterprises upon atmospheric air quality by underground mining were considered. Recommendations by air sanitation are submitted (as an example of the LLC "Mine "Listviygnay").
Key words: atmospheric air, underground mining, pollutants, ingredients, anthropogenic influencing, accumulative effect, available technologies.
Korchagina Tatiyna Victorovna, candidate of technical science, deputy director, [email protected], Russia, Kemerovo, LLC "Siberian Mining Institute",
Sidorov Roman Vladimirovicg, mining engineer, chief of the department, [email protected], Russia, Moscow, Central Office of the "Rostehnadzor",
Efimova Nataliy Viktorovna, candidate of economical science, docent, efi@,zmail. ru, Russia, Moscow, Moscow State Institute of International Relations (University),
Ishutina Sofya Alexandrovna, postgraduate, galina_stas@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
Reference
1. Gamershmidt A. A. Sostojanie i perspektivy razvitija ugol'noj promyshlennosti Kuzbassa. Ugol'. 2015. №5. S.14-15.
2. Efimov V.I., Rybak L.V. Proizvodstvo i okruzhajushhaja sreda / M.: MGGU, 2012. 301 s.
3. Efimov.V.I,. Korchagina T.V., Pernikov V.V. Prognoznye pokazateli tehnogen-nogo vozdejstvija ugledobyvajushhih predprijatij OOO «Ob#edinenie Prokop'evskugol'» i Kemerovskoj oblasti na okruzhajushhuju sredu. Ugol'. 2011. №3. S. 70-71.
4. Kachurin N.M., Efimov V.I., Vorob'ev S.A., Metodika prognozirovanija jeko-logicheskih posledstvij podzemnoj dobychi uglja v Rossii / Gornyj zhurnal. 2014. № 9. S. 138-142.
5. RF. Zakony. Ob ohrane atmosfernogo vozduha [Jelektronnyj resurs]: Federal'nyj zakon ot 4 maja 1996 № 96 (red. ot 13.07.2015) //Rezhim dostupa: SPS Konsul'tant Pljus.
6. Metan v shahtah i rudnikah Rossii: prognoz, izvlechenie i ispol'zovanie / A.D. Ruban, V.S. Zaburdjaev, G.S. Zaburdjaev, N.G. Matvienko// M.: IPKONRAN, 2006. 312 s.
7. Ocenka predel'no dopustimyh pylegazovyh vybrosov gornyh predprijatij v atmos-feru / N.M.Kachurin, L.L. Rybak, V.I. Efimov, S.A. Vorob'ev // Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2015. № 3. S. 36-39.
8. Efimov V.I., Sidorov R.V., Korchagina T.V. Prognoz zagrjaznenija prizemnogo sloja atmosfery pri konservacii (likvidacii) nejeffektivnyh ugledobyvajushhih proizvodstv / Mezhdunarodnyj nauchnyj institut "Educatio' Ezhemesjachnyj nauchnyj zhurnal №6 (13) Chast' 4/2015. S. 33-36.
9. Metodika raschjota koncentracij v atmosfernom vozduhe vrednyh veshhestv, so-derzhashhihsja v vybrosah predprijatij: OND-86 [Jelektronnyj resurs]: utv. Predsedatelem Gosud. komiteta SSSR po gidrometeorologii i kontrolju prirodnoj sredy 4.08 1986 №192//Rezhim dostupa: SPS Konsul'tant Pljus.
10. Raspredelenie resursov na profilaktiku zagrjaznenija atmosfery gornopromyshlennogo regiona / N.M. Kachurin, L.L. Rybak, V.I. Efimov, S.A. Vorob'jov Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2015. № 2. S. 24-27.
УДК 504.055
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ
Д.Е. Курепин
Дана оценка влияния акустического фактора на экологическую обстановку при транспортировке полезных ископаемых железнодорожным транспортом. Для анализа акустической обстановки моделировался участок территорий вдоль железной дороги, подверженной шумовому воздействию. Составлены шумовая карта и шумовой разрез территории, подверженной акустическому загрязнению. Дана оценка применения акустических экранов как наиболее распространенного средства снижения шума железнодорожного транспорта.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, акустическое воздействие, шумовая карта, геоэкология, шумовой разрез, акустический экран, акустическая эффективность, сверхнормативный шум.
Одной из важных геоэкологических задач является снижение шумового загрязнения. Статистика показывает рост количества жалоб на шум, связанный с железнодорожным транспортом. Лишь за 8 месяцев 2016 года поступило свыше 80 обращений, а всего за период 2012 - 2016 годов отмечено 243 случая [1] жалоб населения на сверхнормативный шум от железнодорожного транспорта (г. Санкт-Петербург).
Причины роста жалоб связаны с увеличением темпов жилищного строительства вблизи железных дорог с нарушением санитарно-защитных зон, предусмотренных СП 42.13330 - 2011.
Для геоэкологической оценки акустического воздействия были проведены натурные измерения шума от потоков железнодорожного транспорта. Выявлено, что шум от грузовых составов, перевозящих полезные ископаемые (уголь), оказывает наибольшее влияние на акустическую обстановку территорий (табл. 1).
