CC BY
118
УДК 504.064 (075.80)
Овсейчук Василий Афанасьевич Vastly Ovseychuk
Мамаш Елена Александровна Elena Mamash
Сидорова Галина Петровна Galtna Stdorova
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЕЙ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЕРН НА ПРИМЕРЕ УРТУЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ЗАБАЙКАЛЬЕ
ECOLOGICAL MONITORING IN CHARCOALS PRODUCTION ACTIVITIES WITH HIGH CONTENT OF ERN ON THE EXAMPLE OF URTUYSK DEPOSIT IN TRANSBAIKALIE
Приводятся данные по влиянию добычи, транспортировки и складирования углей с повышенным содержанием ЕРН на окружающую среду.
Освещены задачи и цели мониторинга окружающей среды при радиоактивном загрязнении. Описаны методики контроля объектов загрязнения при добыче, транспортировке и складировании углей с повышенным содержанием ЕРН.
Приведена периодичность контроля объектов загрязнения на площади разреза Уртуйский. Приведены результаты мониторинга на объектах загрязнения разреза Уртуйский.
Даны рекомендации по организации радиационного контроля на площадках ОАО ППГХО
Ключевые слова: мониторинг,радиационный контроль, предельно допустимая концентрация, у голь, гамма-опробование, угольный склад, транспортные дороги
The article presents data on the influence of production, transportation and warehousing of coal with the increased content of ERN on the environment.
The goals and objectives of environmental monitoring under radioactive contamination are observed. The methodologies of objects' control pollution in the process of production, transportation and warehousing of coal with higher content of ERN are described.
The periodicity of objects' pollution control on the area of Urtuysk open-pit mine is given. The results of monitoring on the territory of Urtuysk open-pit mine are described.
The recommendations on the organization of radiation monitoring at the sites of PPGHO are suggested
Key words: monitoring, radiation monitoring, maximum allowable concentration, coal, gamma assay, coal depot, transport routes
Мониторинг радиоактивного загрязнения — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить
изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности предприятий, добывающих и использую-
щих радиоактивное сырье или сырье с повышенным содержанием ЕРН [9, 10]. Общий характер действия урана обусловлен, с одной стороны, химической токсичностью соединений урана, а с другой — его радиоактивностью. Характер патологических процессов во многом зависит от растворимости соединений, их дисперсности, а также от их путей поступления в организм. Соединения урана накапливаются главным образом в костях, почках и печени. Предельно допустимая концентрация (ПДК) установлена только в воздухе рабочей зоны — 0,015 мг/м3 для растворимых соединений и 0,075 мг/м3 — для нерастворимых соединений. Класс опасности 1 [6, 7].
Задачами мониторинга являются:
— определение состояния радиационной безопасности на объектах, в санитар-но-защитных зонах и зонах наблюдения, а при необходимости и за их пределами с целью оценки доз облучения персонала и населения;
— разработки рекомендаций и проведения мероприятий по улучшению радиационной обстановки и защите персонала и населения от облучения, а также оценка их эффективности;
— получение информации, необходимой для оптимизации защиты и принятия решений о вмешательстве в случае радиационных аварий, загрязнения местности и зданий радионуклидами.
В состав мониторинга входят:
— наблюдения за радиационным состоянием окружающей среды, факторами, воздействующими на нее:
— оценка фактического радиационного состояния природной среды;
— прогноз изменения радиационного качества среды.
Территории разреза «Уртуйский» входят в общую схему мониторинга ОАО ППГХО. Радиационный контроль на объектах ОАО ППГХО обеспечивает выполнение «Норм радиационной безопасности НРБ-99/2009, Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99/2009» и других нормативно-методических документов,
регламентирующих работу с источниками излучений.
График контроля радиационной обстановки в производственных помещениях и на промплощадках зависит от характера технологического процесса.
Радиационный контроль включает следующие основные виды контроля:
— индивидуальный контроль облучения персонала;
— контроль радиационной обстановки в производственных помещениях и на про-мплощадках;
— контроль радиационной обстановки в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения [8, 11].
Разрез «Уртуйский» добывает бурый уголь открытым способом. Часть угля содержит повышенные концентрации радиоактивных элементов: урана, радия, тория
[1, 2, 5].
Экскавация вскрышных пород и угля ведётся электрическим и шагающим экскаватором. Порода транспортируется в породные отвалы, а уголь (в зависимости от качества) делится на три сорта: потребительский, используемый населением; энергетический, предназначенный для сжигания на местной ТЭЦ и комплексный (высокорадиоактивный), не подлежащий использованию в настоящее время. Комплексный уголь складируется в специальном отвале и покрывается инертным материалом (ПГС, глина и т.п.). Транспортировка угля на перегрузочный пункт (склад угля), расположенный на юго-восточном борту разреза, осуществляется автосамосвалами БелАЗ-7548 непосредственно из забоя. На складе угля осуществляется его перегрузка в вагоны РЖД экскаваторами ЭР-1250 ОЦ и ЭКГ-5А. Уголь с угольного склада транспортируется по железной дороге непосредственно потребителю.
ти о т о о
Буроугольный разрез «Уртуйский» имеет непрерывный круглогодичный режим работы. Общая площадь месторождения около 6 км2.
Целью мониторинга радиоактивного загрязнения окружающей среды буроуголь-ного разреза «Уртуйский» является опреде-
ление состояния радиационной безопасности на объектах транспортировки, отгрузки и хранения угля.
Основные объекты наблюдения — это транспортные дороги, открытый склад угля, отвалы комплексного угля [8,13].
При этом основные задачи мониторинга включают:
— анализ радиационного состояния на исследуемом объекте;
— оценка воздействия источником загрязнения на состояние окружающей среды;
— разработка мероприятий по предотвращению условий загрязнения окружающей среды ЕРН и мероприятий по их ликвидации.
Мониторинг за радиационным состоянием объектов осуществляется аттестованной ведомственной службой предприятия на основе требований ОНД-90 и отраслевых методических документов — ССРБ.
Вид контроля источников загрязнения — плановый, систематический, инструментально-лабораторный и расчетный.
Основным загрязняющим веществом по радиационному фактору является уголь. Срок проведения мониторинга окружающей среды буроугольного разреза «Уртуйский» — весь период работы разреза.
Данные мониторинга предоставляются в течение 2 дней после проведения замеров в отдел ООС ОАО «ППГХО» и руководству разреза «Уртуйский».
При обнаружении в природных объектах соединений в концентрациях, превышающих установленные нормативы, руководство ОАО «ППГХО» извещается сразу после проведения анализа для принятия оперативных мер по устранению причин загрязнения природных объектов.
Транспортные дороги. Общая длина автодорог, по которым транспортируется уголь — 12 км (рис. 1).
Рис. 1. Транспортные дороги от угольных забоев на разрезе «Уртуйский»
Открытый склад угля. Количество угля, поступающего на склад — 2 700 тыс. т/год; максимальное количество угля, поступающего на склад — 300 т/ч; площадь склада — 30 000 м2. Энергетический и потребительский уголь складируется в раз-
ные штабели на складе. Со склада энергетический уголь перегружается роторным экскаватором в железнодорожные вагоны и транспортируется на местную ТЭЦ. Потребительский уголь реализуется населению на ТЭЦ (рис. 2).
Отвалы комплексного угля. В соответствии с п.п. 3.11.4 и 3.11.11. ОСПОРБ-99/2009 комплексный уголь разреза Уртуйский относится к категории материалов ограниченного использования и в связи с нецелесообразностью его применения отправлен на специально выделенные участки в местах захоронения промышлен-
ных отходов (на отвалы № 1...6) в соответствии с утвержденным проектом.
Общая площадь участков складирования комплексного угля на отвалах № 1.6 составляет 76 тыс. м2 . Изоляция отвалов № 1.6 произведена инертным материалом — вскрышными породами разреза «Уртуйский» (рис. 3).
Материал вскрышных пород постоянно контролируется ЦГСЭН г. Краснокаменск. По результатам контроля выдается санитарно-эпидемиологическое заключение, согласно которому эффективная удельная активность вскрышных пород — ПГС разреза «Уртуйс-кий» не превышает 370 Бк/кг, т.е. относится к 1 классу по классификации НРБ-99 и СП2.6.1.798-99, что обеспечивает не превышение годовой эффективной дозы облучения критической группы населения 10 мкЗ/год (п. 6.8. СП 2.6.1.798-99/2009) [7, 11, 12].
Методика контроля. Радиационный контроль угля на складе угля, транспортных дорогах и на комплексных отвалах проводится приборным методом по методике «Гамма-опробования углей в естественном залегании и штабелях угля». Для
гамма-опробования (ГО) угля на штабелях угольного склада, транспортных дорогах и комплексных отвалах в настоящее время используется переносной прибор рудничный направленного приема ПРН 4-01 или МКС-01, модернизированный в ЦЛ КИП и ОАО «ППГХО» с целью повышения чувствительности и использования в однока-нальном варианте измерений (увеличение чувствительности прибора к гамма-излучению в 10 раз и отключение от измерительной схемы компенсационного канала).
Эффективная удельная активность (А ) оценивается в соответствии с п.5.3.4НРБ -99/2009 по формуле
Аэфф = V + 1,3 А* + 0,09 АК-40. (1)
Периодичность контроля приведена в табл. 1.
Таблица 1
Периодичность контроля ЕРН на разрезе « Уртуйский»
Номер источника Производство, цех, участок, контрольная точка Контролируемое вещество Периодичность контроля, количество/год Кем осуществляется контроль Методика проведения контроля
1 Открытый угольный склад Уран (контрольные пробы: радий, торий, калий-40) 12 ССРБ ОАО «ППГХО» Сборник методик определения содержания естественных радионуклидов в объектах внешней среды. Фонды ОАО «ППГХО»
2 Транспортные дороги Уран (контрольные пробы: радий, торий, калий-40) 12 То же То же
3 Комплексные отвалы Уран (контрольные пробы: радий, торий, калий-40) 12 То же То же
Результаты мониторинга объектов на разрезе « Уртуйский»
1. Открытый угольный склад Территория угольного склада замеряется раз в месяц, согласно графику, службой ССРБ предприятия площадной гамма-съемкой, по профилям с шагом 100 м. Кроме этого, службой ОТК все штабеля угольного склада опробуются ежесуточно прибором ПРН4-01 по сетке 50х50 м, с отбором точечных проб, из которых формируется сборная проба по штабелю и определяются ЕРН (U; Ra; Th; K-40) (табл. 2) [8, 13].
2. Транспортные дороги Шаг замера 250...500 м.
Прибор МКС -01 № 669. Дата контроля: 08.08. 2010 г. Фон на борту карьера — 16 мкР/ч
Номер дороги мкР/ч
1 25, 20, 17, 21, 18, 14, 14, 21, 11, 21, 18, 23, 18, 19 - ср. 18
2 20, 21, 16, 21, 12, 24, 14, 26, 19, 18, 20, 17, 16, 22, 20, 14 - ср. 19
3 20, 18, 13, 21, 23, 15, 16, 23, 20, 16, 18, 17, 14, 18, 21 - ср. 17
13 — Угольный склад; дорога № 2 — Забой ЭШ 10/70 — РКС; дорога № 3 — внешний отвал № 1 — въездная траншея
Результаты контрольных замеров показывают незначительное превышение фона на транспортных дорогах по сравнению с фоном на борту карьера.
3. Комплексный отвал № 2 Прибор МКС-01 № 669. Дата контроля: 08.08.2010 г. Фон на борту карьера — 16 мкР/ч
Профили мкР/ч
1 19, 20, 17, 24, 18, 25, 14, 21, 11, 21, 18, 23, 14, 19 - ср. 18, 8
2 21, 20, 16, 22, 12, 24, 14, 26, 19, 19, 20, 17, 14, 22, 20, 11 - ср. 18, 6
3 16, 18, 13, 22, 25, 15, 16, 25, 20, 16, 18, 17, 11, 18, 21, 20, 22, 17, 20 - ср. 18, 4
4 24, 22, 21, 23, 14, 14, 18, 15, 16, 22, 14, 20, 15, 16, 22, 19, 20, 23, 16, 19, 16, 21, 17, 21, 13, 18, 19 - ср. 18, 4
5 17, 21, 18, 27, 14, 12, 13, 11, 18, 23, 27, 18, 19, 26, 13, 22, 16, 18, 20, 22, 17, 19, 20 - ср. 18, 7
Результаты контрольных замеров по- фона по сравнению с фоном на борту ка-казывают незначительные превышения рьера.
Таблица 2
Среднегодовые показатели по контролю за ЕРН
Вид пробы Год ^ % Бк/кг
Ra-226 т-232 К-40
Уголь 2008 0,0006 4 3,4 36 62
2009 0.0011 86 64 12
2010 0,001 45 52 79
В настоящее время на предприятии составлен проект на установку «Автоматизированной системы контроля радиационной обстановки» (АСКРО) стоимостью 68 млн руб. Система АСКРО (рис. 4) предназначена для ведения автоматического непрерывного контроля радиационной обстановки на
территории и по периметру промплощадок. Система имеет иерархическую структуру, строится по радиально-узловому принципу и открыта для наращивания и подключения постов контроля (ПК) санитарно-защит-ной зоны и зоны наблюдения.
Рис. 4. Структурная схема автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (АСКРО): А - адаптер ИРПС; АС - аппаратура связи; ЗС - звуковая сигнализация
Информация датчиков ПК накапливается параллельно, что обеспечивает практически мгновенную регистрацию превышений установленных порогов по МЭД по любому из датчиков после окончания вре-
мени экспозиции. Для повышения надежности результатов измерений и обеспечения диагностики ПК имеют по два идентичных датчика ( канала регистрации) . Аппаратура сбора и предварительной обработки ин-
формации (концентратор) выполнена на базе однокристальной ЭВМ.
Таким образом, существующая на предприятии система радиационного контроля добычи углей и проводимые меропри-
Литература_
1. Бавлов В.Н., Батеха А.М., Кретов С.И. [и др.]. Отчет по геологическому заданию № 7. Поиски промышленных месторождений урана в пределах Восточно-Урулюнгуевской впадины и ее обрамления за 1973-1979 гг. Иркутск, 1979. 88 с. Фонды ОАО ППГХО.
2. Вахрушев В.А., Тирский А.В., Толстобров В.А. Отчет о результатах дополнительной разведки 1989 - 1992 гг. Краснокаменск: Фонды ОАО ППГХО, 1992. 86 с. Фонды ОАО ППГХО
3. Инструкция по гамма-опробованию при поисках, разведке и эксплуатации урановых месторождений. Л.: Министерство геологии СССР. 1989. 30 с.
4. Исследование физико-химических и теплотехнических свойств углей Уртуйского буроугольно-го месторождения. Отчет о НИР Уральского ВТИ. Челябинск, 1984. 136 с. Фонды ОАО ППГХО
5. Игошин Ю.А., Майоров Ю.А., Батеха А.М. [и др.]. Отчет Аргунской партии № 98 по геологическому заданию 98-Оценка перспектив уранонос-ности восточной части Урулюнгуевской структур-но-формационной зоны за 1973-1977 гг. Иркутск, 1979. 128 с. Фонды ОАО ППГХО
6. Моисеев А.А., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. М.: Энерго-атомиздат, 1990. 86 с.
7. НРБ-99/2009 Нормы радиационной безопасности. М.: Минздрав России, 2009. 26 с.
8. Овсейчук В.А., Сидорова Г.П. Уранонос-ность бурых углей Забайкалья: монография. ЗабГУ, 2012. 196 с.
9. Овсейчук В.А., Крылов Д.А, Сидорова Г.П. Радиационные выбросы от угольных ТЭС / / Вестник ЗабГУ. 2012. № 10. С. 24-29.
10. Овсейчук В.А., Крылов Д.А, Сидорова Г.П. Проблемы угольной энергетики, связанные с радиоактивностью углей // Вестник ЗабГУ. 2013. № 8. С. 38-45.
ятия по снижению загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами работают эффективно. Подтверждением этому являются результаты мониторинга объектов на разрезе « Уртуйский».
_References
1. Bavlov V.N., Bateha A.M., Kretov S.I. [i dr.]. Otchet po geologicheskomu zadaniyu № 7. Poiski promyshlennyh mestorozhdeniy urana v predelah Vostochno-Urulyunguevskoy vpadiny i ee obramleniya za 1973-1979gg. [Report on geological job number 7. Searches of industrial uranium deposits within the East Urulyunguevsk trough and its surroundings for 1973
- 1979 years]. Irkutsk, 1979. 88 p. Funds of PIMCU
2. Vahrushev V.A., Tirsky A.V., Tolstobrov V.A. Otchet o rezultatah dopolnitelnoy razvedki 1989 — 1992 gg. [Report on the results of additional exploration 1989-1992] Krasnokamensk: Foundations of PIMCU, 1992. 86 p.
3. Instruktsiya po gamma-oprobovaniyu pri poiskah, razvedke i eks-pluatatsii uranovyh mestoro-zhdenijy [User testing of gamma in the search, exploration and exploitation of uranium deposits]. L.: USSR Ministry of Geology. 1989. 30 p.
4. Issledovanie fiziko-himicheskih i teplote-hnicheskih svoystv ugley Urtuyskogo burougolnogo mestorozhdeniya. Otchet o NIR Uralskogo VTI [Study of physic-chemical and thermal properties of Urtuysk coal lignite deposit. Research report of Ural VTI] Chelyabinsk, 1984. 136 p. Funds of PIMCU
5. Igoshin Yu.A., Mayorov Yu.A., Bateha A.M. [i dr.]. Otchet Argunskoy partii № 98 po geologicheskomu zadaniyu 98-Otsenka perspektiv uranonosnosti vostochnoy chasti Urulyunguevskoy strukturno-for-matsionnoy zony za 1973-1977 gg. [Report of Argun party number 98 on the geological assignment № 98
- Assessment of uranium-bearing prospects of the Urulyunguevsk eastern part structural formation zone for 1973-1977] Irkutsk, 1979. 128 p. Funds of PIMCU
6. Moiseev A.A., Ivanov V.I. Spravochnik po dozimetrii i radiatsionnoy gigiene [Reference on do-simetry and radiation hygiene ] Energoatomizdat, 1990.86 p.
7. NRB-99/2009 Normy radiatsionnoy bezo-pasnosti [NRB-99/2009 Radiation Safety Standards] Moscow: Russian Ministry of Health, 2009. 26 p.
8. Ovseychuk V.A., Sidorova G.P. Uranonosnost buryh ugley Zabaykaliya [Uranium-bearing lignite of Transbaikalie] monograph. ZabGU, 2012. 196 p.
9. Ovseychuk V.A., Krylov D.A, Sidorova G.P. Vestnik ZabGU (Bulletin of ZabGU). 2012. No. 10. P. 24-29.
10. Ovseychuk V.A., Krylov D.A, Sidorova G.P. Vestnik ZabGU (Bulletin of ZabGU). 2013. No. 8. Pp. 38-45.
11. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). Минздрав России. М., 2000. 36 с.
12. Санитарные правила СП 2.6.1.798-99. Обращение с минеральным сырьем и материалами с повышенным содержанием природных радионуклидов. М.: Минздрав России, 2000. 18 с.
13. Суханов Р.А., Сидорова Г.П. Проблемы использования углей с повышенной радиоактивностью // Горный журнал. 2009. № 2. С. 67-69.
11. Osnovnye sanitarnye pravila obespecheniya radiatsionnoy bezopasnosti (OSPORB-99). Minzdrav Rossii [Basic Sanitary Rules for Radiation Safety (OS-PORB-99). Russian Ministry of Health]. Moscow, 2000.36 p.
12. Sanitarnye pravila SP 2.6.1.798-99. Ob-rashhenie s mineralnym syriem i materialami s povyshennym soderzhaniem prirodnyh radionuklidov [Sanitary Regulations SP 2.6.1.798-99. Treatment of minerals and materials with a high content of natural radionuclides ] Moscow: Russian Ministry of Health, 2000.18 p.
13. Suhanov R.A., Sidorova G.P. Gorny zhurnal (Mining Journal). 2009. No. 2. Pp. 67-69.
Коротко об авторах_
Овсейчук В.А., д-р техн. наук, профессор, Забайкальский государственный университет, ведущий научный сотрудник, Забайкальский институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, г. Чита, Россия MKS3115637@Yandex.ru
_Briefly about the authors
V. Ovseichuk, doctor of technical sciences, professor, Transbaikal State University, leading scientific employee, Chita Institute of Natural Resources, Ecology and Kriology, Russian Academy of Sciences, Chita, Russia
Научные интересы: геология, геотехнология урановых месторождений, охрана окружающей среды, радиационная безопасность
Мамаш Е.А., канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник ИВТ СО РАН, г. Новосибирск, Россия lylyly_05@mail.ru
Научные интересы: экология, вычислительные технологии
СидороваГ.П., канд. техн. наук, доцент каф. «Гидрогеология и инженерная геология», Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия druja@inbox.ru
Научные интересы: экологические проблемы, связанные с отработкой угольных месторождений
Scientific interests: geology, geotechnology of uranium deposits, protection of environment, radiation safety
E. Mamash, candidate of physic-mathematical sciences, senior researcher, ICT SB RAS, Novosibirsk, Russia
Scientific interests: ecology, computer technology
G. Sidorova, candidate of technical sciences, assistant professor, Hydrogeology and Engineering Geology department, Transbaikal State University, Chita, Russia
Scientific interests: environmental problems connected with coal deposits working off
