CC BY
45
СЕМИНАР
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
© Д.А. Цыганков, 2001
'-ч --
УДК 502.719
Д.А. Цыганков
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ РАЗРАБОТКИ И ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ
Н
изкое содержание железа в сырой руде требует увеличения объёмов добычи и усовершенствования процессов обогащения с целью повышения количества извлекаемого из недр полезного компонента. Этому сопутствует усиление экологических требований к техническим и технологическим решениям, связанным с образованием твёрдых отходов горного производства и их последующей утилизацией.
На всех железорудных предприятиях Сибири побочным продуктом, получаемым из пустых горных пород, является строительный щебень. В технологическом процессе его изготовления рудоуправления (РУ) открытого способа разработки (Ирбинское, Краснокаменское, Тёйское РУ) применяют многостадийное грохочение отходов обогащения добытого полезного ископаемого или дробление вскрышных пород с последующей Таблица 1
промывкой выделяемых фракций водой. Подземные предприятия (Абаканское, Казское, Таштагольское, Шерегешское РУ) используют сортировку отходов магнитной сепарации железной руды без последующей обработки. Отходы производства строительного щебня складируются в специальные отвалы или используются в качестве закладочного материала для заполнения выработанного пространства недр или провалов и оседаний земной поверхности. Краткая технико-
экономическая характеристика производств приводится в табл. 1. Удельное образование твёрдых отходов дано в пересчёте на тонну добываемой железной руды.
Из табл. 1 видно, что образование наибольшего удельного количества твёрдых отходов разработки и обогащения сырой руды соответствует открытым предприятиям и связано, прежде всего, со спецификой проведения работ по вскрытию и подготовке. Таким образом, способом разработки месторождения полезного ископаемого определяется количество твёрдых отходов и потенциально возможные объёмы производства строительного щебня.
На указанных горнодобывающих предприятиях существует тенденция по дальнейшему освоению имеющихся балансовых запасов полезного ископаемого, стабилизации объёмов его добычи и переработки образующихся отходов. Произво-
ДОБЫЧА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО, УДЕЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ РУДНИКАМИ СИБИРИ, 1999 г.
Показатели Абаканское РУ Ирбинское РУ Казское РУ Краснокаменское РУ Таштагольское РУ Тёйское РУ Шерегешское РУ
Добыча сырой руды, тыс. т 1750,8 2049,3 1008,2 1367,4 1560,4 2093,1 2800,0
Удельное образование твёрдых отходов разработки и обогащения сырой руды, т/т 0,55 2,65 0,54 2,13 0,53 1,51 0,54
Производство строительного щебня, тыс. т 520,8 865,6 244,8 588,8 450,2 129,6 1140,0
Средняя себестоимость строительного щебня, руб./т 27,1 18,4 25,3 20,5 25,7 17,5 25,2
димая побочная продукция находит постоянный спрос у дорожно-строительных организаций Красноярского края и Кемеровской области.
Указанные объёмы выпуска строительного щебня (табл. 1) обусловливают значительное воздействие на окружающую среду, которое подлежит обязательной оценке [1].
В соответствии с интенсивностью и видами поступления загрязнителей произведены расчёты выбросов и сбросов основных веществ. Данные соответствуют природно-климатическим условиям Красноярского края (Абаканское, Ирбинское, Краснокаменское, Тёйское РУ) и Кемеровской области (Казское, Таштагольское, Шерегешское РУ). Результаты соответствуют специфике технологий производства строительного щебня дробильно-обогатительными фабриками (ДОФ) этих предприятий и учитывают эффективность применяемых мероприятий по охране окружающей среды (табл. 2).
Расчёт выбросов породной пыли произведён в соответствии с действующими нормами [2] с учётом процессов: экскавации, автоперевозок, загрузки бункеров ДОФ, выбросов аспирационно-технических установок (АТУ), перегрузки, отсыпки, бульдозерных работ, а также выбросов пыли отвалами и открытыми складами готового щебня. Установлено, что подавляющее количество выбросов породной пыли приходится на долю АТУ ДОФ. Выбросы двигателей внутреннего
сгорания (ДВС) рассчитаны исходя из удельных норм по рекомендациям [2]. Сбросы породной взвеси и нефтепродуктов относятся к процессам технического обслуживания (мойки) основного оборудования ДОФ и погрузочно-транспортной техники. Это связано с тем, что предприятия открытого способа разработки сбрасывают породные взвеси, образующиеся в результате промывки щебня, во внешние отвалы горных пород, вследствие чего они не попадают в природные водные объекты. Данные о земельном отводе под ДОФ, отвалы и открытые склады готовой продукции приняты по фактическим величинам, а образование твёрдых отходов производства строительного щебня определено расчётом.
Известная типовая методика [3] рекомендует оценивать экологические последствия по «фактическому ущербу», причиняемому окружающей среде и исчисляемому в натуральных или стоимостных показателях. Из практики известно, что не всегда удаётся точно определить причину его возникновения и, тем более, выделить долю рассматриваемого негативного фактора воздействия в его суммарной величине. В настоящее время, об опасности для окружающей среды принято судить по «потенциально возможному ущербу», который рассчитывают исходя из токсичности выбрасываемых, сбрасываемых или размещаемых в окружающей среде веществ. Основополагающим фактором оценки опасности последствий воздей-
Таблица 2
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОЗДЕЙСТВИЯ, 1999 г., т/год.
Показатели Абаканское РУ Ирбинское РУ Казское РУ Краснока менское РУ Таштагольское РУ Тёйское РУ Шерегешское РУ
Выбросы породной пыли 9300 27050 7650 21400 9080 20300 12100
Выбросы ДВС: СО 2,7 18,2 1,3 12,3 2,5 2,3 6,0
СО2 410,1 2740,1 195,1 1860,6 350,3 410,5 890,2
дах 4,5 29,5 2,1 20,0 3,9 4,4 9,7
СхНу 2,6 17,0 1,2 11,8 2,2 2,6 5,5
Альдегиды 0,9 5,9 0,4 4,0 0,7 0,7 1,7
Сажа 0,3 1,7 0,2 1,2 0,4 0,3 1,0
Сброс породной взвеси 28,9 25,0 27,0 24,8 25,7 24,1 25,6
Сброс нефтепродуктов 0,008 0,027 0,008 0,025 0,009 0,025 0,008
Водопотребление 8200 32900 8000 36100 7900 28100 6600
Земельный отвод, га 76,7 57,8 17,1 47,4 20,7 38,6 22,4
Образование твёрдых отходов производства 448600 250400 309300 140900 380500 521100 380000
строительного щебня
ствия является понятие «удельного норматива платы» [4]. При этом, веществу с большей токсичностью соответствует его более высокое числовое значение. В соответствии с рекомендациями [4] и табл. 2 произведены расчёты, в которые добавлена плата за использование природных ресурсов, рассматриваемая как одна из составляющих общих последствий воздействия на экосреду (табл. 3).
Наличие выбросов и сбросов в рамках предельно-допустимых, а также сверхнормативных величин определено по образующимся концентрациям веществ в соответствии с рекомендациями [5,6].
Из табл. 3 следует, что последствия негативного воздействия на окружающую среду связаны, в основном, с выбросами породной пыли, количеством сжигаемого дизельного топлива, водопо-треблением, землепользованием, платой за использование недр и размещение твёрдых отходов производства строительного щебня. Расход горючего зависит от расстояний транспортирования отходов и готовой продукции; водопотребле-ние - от качества продукции, определяемого промывкой выделяемых фракций щебня; землепользование - от рационального размещения объектов в пределах земельного отвода, а плата за использование недр - от стоимости реализованной продукции. Выбросы породной пыли, наибольшая часть которых приходится на АТУ, а также образование твёрдых отходов производства строительного щебня прямо связаны с объёмами выпускаемой продукции и не зависят от других составляющих воздействия.
Таблица 3
ПРОГНОЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПО ВЕЛИЧИНЕ
«ПОТЕНЦИАЛЬНО ВОЗМОЖНОГО УЩЕРБА», 1999 г., руб./год.
На основе [2, 4, 6] выделена доля сверхнормативной платы в общей плате за выброс породной пыли АТУ. По зависимостям величин общей и сверхнормативной платы за выбросы породной пыли АТУ от объёмов производства строительного щебня определено их максимально возможное значение, учитывающее технологии приготовления щебня на ДОФ и эффективность применяемых мероприятий по охране окружающей среды. Результаты представлены на рис. 1.
Отсюда следует, что приемлемыми по условиям безопасности окружающей среды могут считаться объёмы производства строительного щебня на уровне не свыше 1000,0 тыс. т/год. Точка пересечения графиков двух зависимостей соответствует воздействию, при котором составляющая его недопустимых последствий (2) достигает максимально возможной величины в общих последствиях воздействия (1).
Показатели платы за: Абаканское РУ Ирбинское РУ Казское РУ Краснока менское РУ Таштаголь-ское РУ Тёйское РУ Шерегешское РУ
Выброс породной пыли 7900 22990 6500 18200 7700 17250 10300
Сброс породной взвеси 80 75 70 75 75 70 75
Сброс нефтепродуктов 0,35 1,2 0,35 1,11 0,4 1,11 0,35
Сжигание дизельного топлива 3150 21020 1500 14280 2700 3150 6850
Воду 6560 26320 6400 28880 6320 22480 5280
Землю 191750 144500 42750 118500 51750 96500 56000
Использование недр 170000 260000 80000 180000 145000 21000 310000
Использование лесных ресурсов 870 1300 400 915 720 105 1540
Размещение твёрдых отходов производства щебня 1121500 626000 773250 352250 951250 1302750 950000
Прогноз количества твёрдых отходов разработки, обогащения и производства побочной продукции, подлежащих размещению в окружающей среде, осуществлен исходя из общей зависимости объёмов их накопления от объёмов производства строительного щебня. Поскольку данный вид негативного воздействия не нормируется существующими стандартами качества окружающей среды, то предполагается,
что он должен сводиться к минимуму. Результаты представлены на рис. 2.
Рис. 1. Прогноз объёмов производства строительного щебня: 1 - общая плата, 2 - сверхнормативная плата
Рис. 2. Прогноз выхода отвальных продуктов разработки, обогащения и производства побочной продукции
Отсюда следует, что максимально допустимым объёмам производства строительного щебня, по условиям безопасности воздействия на окружающую среду (рис. 1), должен соответствовать сведённый к минимуму выход твёрдых отходов (рис. 2).
Таким образом, производство побочной продукции, как следствие рационального использования природных ресурсов, подлежит оценке по нормируемым и ненормируемым показателям воздействия на окружающую среду. В качестве величин, предельных по условиям безопасности, рекомендованы объёмы производства строительного щебня на уровне не свыше 1000,0 тыс. т/год при выходе твёрдых отходов до 300,0 тыс. т/год. Указанные характеристики учитывают технологии изготовления побочного продукта и эффективность мероприятий по охране окружающей среды, фактически применяемых на ДОФ горнорудных предприятий Сибири. В качестве мер по снижению нормируемого и ненормируемого воздействия предлагается дальнейшее усовершенствование систем пылеулавливания и повышение объёмов производства строительного щебня до рекомендуемых пределов. Последнему будет сопутствовать извлечение дополнительного дохода, выражающегося в снижении размера платы за размещение твёрдых отходов в окружающей среде и увеличении прибыли предприятия за счёт продажи дополнительных партий щебня по демпинговым ценам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пособие по оценке воздей-
ствия на окружающую среду (ОВОС) при разработке техникоэкономических обоснований (расчётов) инвестиций и проектов строительства народно-
хозяйственных объектов и комплексов. - М.: Минприроды, 1992. - 80 с.
2. Сборник методик по расчёту выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производ-
ствами. - Л.: Г идрометеоиздат, 1986. -183 с.
3. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. - М. : Экономика, 1986. - 96 с.
4. Методические рекомендации по определению платы за выбросы
(сбросы, размещение) загрязняющих веществ в природную среду. -М. : Госкомприроды, 1991. - 72 с.
5. Хохряков А.В., Иванов С.П. Рациональное природопользование при разработке месторождений полезных ископаемых. -Свердловск, 1987. - 52 с.
6. Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86. -Л. : Гидрометеоиздат, 1987. - 48 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Цыганков Дмитрий Анатольевич — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела Сибирского отделения РАН.
