Научная статья на тему 'Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства'

Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
231
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Уголь
Scopus
ВАК
CAS
GeoRef
Ключевые слова
УГОЛЬ / ПРОМЫШЛЕННОСТЬ / ОТХОДЫ / ПРОИЗВОДСТВО / ЭНЕРГЕТИКА / ЭКОЛОГИЯ / ЭКОНОМИКА / ЦИКЛИЧНОСТЬ / ДОБЫЧА / ОБОГАЩЕНИЕ / СЖИГАНИЕ / COAL / INDUSTRY / WASTE / PRODUCTION / ENERGY / ECOLOGY / ECONOMY / CYCLIC / MINING / PROCESSING / INCINERATION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Петров И.В., Меркулина И.А., Харитонова Т.В., Колесник Г.В.

В статье рассмотрены особенности образования отходов угледобывающего производства, объем которых оценивается как значительный. Представлена классификация отходов как основа формирования системы обращения с отходами угольного производства. Рассмотрены различные сценарии развития мировой энергетики и показаны соответствующие им объемы выбросов углекислого газа. Определены возможные изменения в структуре энергопотребления России и дальнейшие целевые установки развития в сфере энергетики. Обобщены подходы к формированию и дальнейшему использованию отходов угольной отрасли, применяемые в зарубежных странах. Показаны возможные направления применения отходов угледобычи, обогащения и переработки в качестве вторичных продуктов и технологий и обоснована необходимость внедрения принципов экономики замкнутого цикла в производственную деятельность угледобывающих предприятий. Разработана концептуальная схема производства электроэнергии из твердых углеотходов с определением границ ее возможностей и технологических проблем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Петров И.В., Меркулина И.А., Харитонова Т.В., Колесник Г.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODOLOGICAL APPROACHES TO ORGANIZATION AND ASSESSMENT OF COAL MINE WASTE MANAGEMENT SYSTEM

The paper reviews specific features of waste formation in coal mining, which volumes are estimated as significant. It offers a waste classification to be used as the basis for designing a waste management system at coal operations. Different development scenarios of the world energy sector are considered, and their corresponding carbon dioxide footprints are demonstrated. Possible changes in the energy consumption structure in Russia are identified as well as further development targets for the energy sector. Various approaches to generation and further use of coal industry waste implemented in foreign countries are generalized. Possible trends in utilization of wastes from coal mining, processing and recycling as secondary products as well as relevant technologies are shown. The need to introduce circular economy principles into production activities of coal-mining operations is justified. A conceptual design for electricity generation using solid coal waste has been developed, defining the limits of its capabilities and technological challenges.

Текст научной работы на тему «Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства»

Оригинальная статья

УДК [622.33:622.7].004.8 © И.В. Петров, И.А. Меркулина, Т.В. Харитонова, Г.В. Колесник, 2020

Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства*

Р0!: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-9-59-64 -

В статье рассмотрены особенности образования отходов угледобывающего производства, объем которых оценивается как значительный Представлена классификация отходов как основа формирования системы обращения с отходами угольного производства. Рассмотрены различные сценарии развития мировой энергетики и показаны соответствующие им объемы выбросов углекислого газа. Определены возможные изменения в структуре энергопотребления России и дальнейшие целевые установки развития в сфере энергетики. Обобщены подходы к формированию и дальнейшему использованию отходов угольной отрасли, применяемые в зарубежных странах. Показаны возможные направления применения отходов угледобычи, обогащения и переработки в качестве вторичных продуктов и технологий и обоснована необходимость внедрения принципов экономики замкнутого цикла в производственную деятельность угледобывающих предприятий Разработана концептуальная схема производства электроэнергии из твердых углеотходов с определением границ ее возможностей и технологических проблем. Ключевые слова: уголь, промышленность, отходы, производство, энергетика, экология, экономика, цикличность, добыча, обогащение, сжигание. Для цитирования: Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства / И.В. Петров, И.А. Меркулина, Т.В. Харитонова и др. // Уголь. 2020. № 9. С. 59-64. 00!: 10.18796/0041-5790-2020-9-59-64.

ВВЕДЕНИЕ

Процессы добычи, обогащения и переработки угля, а также потребление продукции угольной промышленности сопряжены с образованием отходов. Объем этих отходов по отношению к объему полезного продукта оценивается как значительный, при этом следует принимать во внимание используемый способ добычи угля, виды работ, осуществляемые при обогащении угля, производстве кокса, технологию сжигания. Например, в случае применения технологии открытой разработки угольных месторождений доля отходов в отвалах может составлять до 90% от общего объема добытого угля [1, с. 22].

ПЕТРОВ И.В.

Доктор экон. наук, профессор,

декан факультета «Экономика и финансы

топливно-энергетического комплекса»

Финансового университета

при Правительстве Российской Федерации,

125993, г. Москва, Россия,

e-mail: ivpetrov@fa.ru

МЕРКУЛИНА И.А.

Доктор экон. наук, профессор,

профессор кафедры «Логистика и маркетинг»

Финансового университета

при Правительстве Российской Федерации,

125993, г. Москва, Россия,

e-mail: iamerkulina@fa.ru

ХАРИТОНОВА Т.В.

Канд. экон. наук, доцент,

доцент кафедры «Экономика организации»

Финансового университета

при Правительстве Российской Федерации,

125993, г. Москва, Россия,

e-mail: tvharitonova@fa.ru

КОЛЕСНИК Г.В.

Доктор экон. наук,

доцент Российского экономического

университета имени Г.В. Плеханова,

заместитель директора

Центра компетенций цифровой экономики,

117997, г. Москва, Россия,

e-mail: Kolesnik.GV@rea.ru

* Статья подготовлена по результатам исследований, выполненных за счет бюджетных средств по государственному заданию Финуниверситету.

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА

В условиях многообразия отходов угольного производства для разработки системы обращения с каждым видом требуется детальная классификация, которая может быть использована и при разработке концепции эффективно-

го управления отходами [2, с. 1984]. Руководствуясь Федеральным классификационным каталогом отходов [3], авторы статьи предлагают подход к классификации отходов горных пород и угля, образующихся при добыче, обогащении и использовании угля, представленный в таблице.

Классификация отходов добычи, обогащения и использования угля

| Производственный процесс | | Виды отходов 1

Отходы добычи угля

Добыча угля открытым Порода, вскрыша

способом - пыль при ведении вскрышных работ

- отходы извлечения угля из вмещающей породы

- пыль при проведении буровзрывных работ при вскрыше

Добыча угля подземным Пустая порода

способом - остатки угля во вмещающей породе

- пыль газоочистки от буровзрывных работ при проходке горных выработок

Водоотлив Шлам угольный от механической очистки вод водоотлива

- осадок механической очистки карьерных вод

- отходы очистки флотаций шахтных вод

- осадок механической очистки сточных вод с отвала вскрышных пород

- осадок механической очистки смешанных вод

- осадок биологической очистки смешанных вод

Отходы обогащения угля

Дробление и переработка Отсев каменного угля в виде крошки

угольного сырья - пыль каменноугольная с фильтров очистки

Флотационное обогащение Остаток обезвоживания шламовой пульпы

Гравитационное обогащение Отходы породы при обогащении рядового угля

- отходы мокрой классификации угольного сырья

- отходы породы при обогащении угольного сырья в тяжелосредных сепараторах и осадочных

машинах

Отходы производства кокса

Подготовка углей к коксованию - пыль угольная газоочистки при измельчении углей

- отходы промывки дробленого угля

Коксование угля - фусы каменноугольные (высокоопасные)

- фусы каменноугольные (умеренно опасные)

- фусы конденсации каменноугольной смолы

- фусы дешламации каменноугольной смолы

- пыль коксовая при сухом тушении кокса

Очистка коксового газа - смолка кислая при сернокислотной очистке от аммиака

- раствор балластовых солей содово-гидрохиноновой очистки от сероводорода

- смолка кислая при сернокислотной очистке от аммиака (высокоопасная)

Коксосортировка - пыль коксовая газоочистки при сортировке кокса

- мелочь коксовая (отсев)

- смолка кислая при сернокислотной очистке сырого бензола (высокоопасная)

- отходы регенерации поглотительного масла при получении сырого бензола

- отходы зачистки технологического оборудования производства кокса

- отходы зачистки технологического оборудования производства пека из каменноугольной смолы

- грунт, загрязненный смолами (содержание смол - не менее 15%)

Отходы от использования углей в энергетике

Сжигание углей - зола от сжигания угля (малоопасная)

- шлак от сжигания угля (малоопасный)

Удаление золошлаковых - золошлаковая смесь от сжигания углей при гидроудалении золы уноса и топливных шлаков

смесей (малоопасная)

- золошлаковая смесь от сжигания углей при гидроудалении золы уноса и топливных шлаков

(практически неопасная)

- золошлаковая смесь от сжигания углей при гидроудалении, осаженная совместно с осадками

водоподготовки и химической очистки котельно-теплового оборудования

Сжигание углей, прочие - золошлаковая смесь от сжигания углей (малоопасная)

- золошлаковая смесь от сжигания углей (практически неопасная)

Подготовительно- - отходы подготовки (сортировки) угля для дробления

заключительные работы - отходы при очистке котлов от накипи

на ТЭС, ТЭЦ, в котельных - золосажевые отложения при очистке оборудования ТЭС, ТЭЦ, котельных (умеренно опасные)

На сегодняшний день, по данным ООН, выбросы углекислого газа (СО2) от сжигания ископаемого топлива (в частности, угля) составляют порядка 70% от всех мировых выбросов. В абсолютном выражении это более 30 млрд т. Большая часть выбросов приходится на развивающиеся страны Азии, далее следует Северная Америка, затем Европа. По большинству оценок, с которыми конечно можно спорить, Россия занимает четвертое место в мире по выбросу парниковых газов, а среди российских отраслей нефтегазовая по этому показателю занимает первое место. В горнодобывающих регионах остро стоит проблема сохранения биоразнообразия [4].

В международных прогнозах развития мировой энергетики пик выбросов СО2 приходится на период до 2040 г. Однако в различных сценариях достижение этого «порога» прогнозируется по-разному. Так, в «Инновационном» сценарии, основанном на текущем положении дел в отраслях мирового топливно-энергетического комплекса, объем выбросов СО2 к 2040 г. вернется примерно к уровню 2018-2019 гг. В «Консервативном» сценарии к 2040 г. объем выбросов СО2 увеличится примерно на 10% и, возможно, продолжит расти и в последующем периоде. В сценарии «Энергопереход», реализация которого будет означать, по сути, смену энергетической эпохи (практически полный переход на возобновляемые источники энергии), объем выбросов углекислого газа может сократиться на 9%.

В настоящее время темпы роста экономики России оцениваются как относительно низкие, в связи с чем проблема выбросов парниковых газов от сжигания ископаемого топлива стоит в нашей стране не столь глобально, как в быстро развивающихся странах. При данных темпах экономического роста можно удержать объем выбросов СО2 на уровне 75% от показателей 1990 г. вплоть до 2030 г.

По мнению экспертов, при реализации наиболее благоприятного для развития энергетики во всем мире сценария «Энергопереход» структура энергопотребления в России может измениться к 2040 г. в сторону увеличения доли ВИЭ, что позволит ей выйти на среднемировые темпы роста экономики с сохранением текущего объема выбросов СО2. Однако значительными препятствиями на пути достижения данной цели могут стать:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- потребность в значительных инвестициях для внедрения передовых технологий производства и использования энергоресурсов, в том числе ВИЭ;

- наличие в России значительных запасов традиционных энергетических ресурсов, использование которых сравнительно дешевле, чем освоение ВИЭ;

- относительно низкий уровень доходов населения.*

Поэтому и для нашей страны ситуация с выбросами в

атмосферу парниковых газов, в том числе от сжигания ископаемого топлива, может стать очень серьезной проблемой, к наступлению которой нужно заранее готовиться. Имеющиеся методы оценки загрязнения атмосферного

* Составлено на основе Прогноза развития энергетики мира и России, подготовленного Институтом энергетических исследований Российской академии наук и Центром энергетики Московской школы управления «Сколково» в 2019 г.

воздуха предприятиями топливно-энергетического комплекса свидетельствуют о прямой взаимосвязи объемов образования отходов и выбросов [5].

Одним из путей выхода из этой ситуации является сокращение объемов образования отходов с использованием вторичных ресурсов в смежных отраслях, что, с учетом образующихся объемов, является достаточно актуальным для угольной промышленности. Это требует формирования новых эколого-экономических подходов в сфере обращения с отходами производства на региональном уровне с развитием системы сценарного управления отходами [6, 7].

Как показывает анализ проводимых исследований, существуют эффективные технологические решения, позволяющие использовать золу от сжигания угля в процессе производства огнеупорных бетонов как наименее затратный и высокоэкологичный ресурс [8, с. 87], применять остатки угольных шламов в виде бытового брикетного топлива [9, с. 86], использовать геотехнологические методы для рациональных способов утилизации и обезвреживания отходов [10]. Однако данные исследования носят единичный характер, не обладают комплексностью и системностью, не применяются в массовом масштабе, о чем свидетельствует крайне малый объем практического применения отходов угольного производства, их переработки, вторичного использования [11, с. 33].

Отметим, что в настоящее время не полностью сформированы концептуальные основы разработки механизма функционирования системы эффективного обращения с отходами производства и потребления в целом и с отходами угольного производства, в частности, как на макроуровне, представленном государственными органами, так и на микроуровне - уровне отдельного предприятия. Это требует обоснования механизма формирования эколого-экономических мер по регулированию недропользования на предприятиях угольной промышленности [12], в том числе с изменением роли государства в системе управления отходами [13].

Следует отметить, что в зарубежных странах активно происходит внедрение технологий умного управления отходами,обеспечивается развитие экологически чистых видов энергии, в том числе существует иной подход к пониманию сущности отходов, которые в соответствии с концепцией экономики замкнутого цикла рассматриваются как ресурсы для повторного использования или так называемые вторичные ресурсы. Пустая порода вскрыши, отходы от сжигания углей, например зола и шлаки, позиционируются как сопутствующий продукт топливно-энергетических станций, при этом на объектах их образования - на электростанциях - осуществляется предпродажная подготовка на предмет соответствия действующим нормативным или отраслевым документам (как вариант - в строительной сфере - для производства стройматериалов). Для принятия эффективных решений необходимо моделирование направлений использования вторичных минеральных ресурсов [14].

Для стимулирования более интенсивного использования отходов угольного производства как вторичного

ресурса требуется разработка нормативно-правовой базы, изменяющей систему регулирующего воздействия экологического надзора за деятельностью угледобывающих предприятий, ограничительных мер в направлении экономического стимулирования использования бизнес-моделей, предполагающих рециркуляцию ресурсов. Существенным шагом в этом процессе является смещение фокуса в экономическом анализе и регулировании со стадии производства товаров и услуг на весь их жизненный цикл, включая стадию утилизации [2, с. 1995]. При этом необходимо исследование региональных рынков для выявления потребностей в соответствующих вторичных ресурсах [15].

Как показали проведенные исследования, потенциал отрасли по обращению с отходами угольного производства позволяет рассматривать их в качестве дополнительного источника топливных ресурсов и сырьевой базы для производства некоторых видов продукции [11, с. 33], а методы организации системы обращения с отходами угольного производства могут быть сформированы на основе адаптации зарубежного опыта к российским экономическим условиям.

Достаточно распространенным валяется производство электроэнергии из твердых угольных отходов, концептуальная схема которого рассмотрена на рисунке.

Преимущества представленной технологии состоят в следующем:

- безвредность, поскольку при сжигании отходов температура в печи обычно составляет 900°С, а максимальная температура ядра составляет 1100°С, что обеспечивает полную утилизацию;

- минимизация остатков после сжигания, поскольку зола составляет всего 5% от первоначального объема, ее можно использовать для других целей;

- энергосбережение, поскольку преобразование отходов в энергию может восполнить недостаточную мощность.

Проблемы технологии производства электроэнергии из твердых угольных отходов могут быть сформулированы следующим образом:

- вторичное загрязнение после сжигания отходов, которое может произойти при изменении условий работы или аварийной утечке отработавших газов, при этом даже небольшая непреднамеренная утечка вызовет вторичное загрязнение;

- проблема загрязнения водных ресурсов, при этом сточные воды, отходы и пыль, обработанные остаточным газом, также должны быть обработаны с осторожностью, чтобы избежать загрязнения воды;

- проблемы с остатками и пылью, которые образуются после сжигания отходов, они, если не будут строго контролироваться, вызовут вторичное загрязнение земельных ресурсов и нанесут ущерб окружающей среде.

Для снижения негативного влияния данных проблем в системе обращения с отходами угольного производства должна быть предусмотрена подсистема оценки качества выполняемых работ, включающая производственный и экологический контроль в области обращения с отходами; оценку воздействия производственного предприятия на окружающую среду; экологическую экспертизу в области обращения с отходами; экологический аудит [16, с. 89].

Пыль н шум

Отходы угольного производства

Концептуальная схема производства электроэнергии из твердых угольных отходов Conceptual flow diagram of electricity generation using solid coal waste

Система

ЦрСМСННОГО хранения

Сточные иолы

Сточные воды

Выхлопной гач G1 Выхлопной raa G2

Т

Система идентификаций

Снстсмв сжигания отходов

Летучая юла S2

Система лечения отверждения

Материализованная система обработки

9 I

II

1 I I I

CtowiWI

g I

Е я

s 9 9 I I I а 5

и

Перерабатывать н повторно использовать

Второе направление эффективной формы организации работ по вовлечению в оборот отходов угольного производства связано с реализацией возможностей современных информационных и цифровых технологий по оценке качества работ по обращению с отходами [17]. В настоящий момент информация об объемах и качественных характеристиках произведенных и накопленных угольными предприятиями отходах не систематизирована, поэтому возможности их вовлечения в хозяйственный оборот крайне ограничены и затруднены. Создание информационной платформы по сбору и систематизации информации о каждом виде угольных отходов, представленных в таблице, позволит провести их комплексный анализ и оценить степень их негативного воздействия на окружающую среду, возможности подбора технологий, обеспечивающих генерирование показателей социально-экономической эффективности через увеличение рабочих мест и повышение показателей экологичности территорий, экономической эффективности через доходы от использования отходов как вторичных ресурсов [17, с. 548].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Управление отходами угледобывающего производства направлено на обеспечение промышленной и экологической безопасности на угледобывающем предприятии на основе использования наилучших доступных технологий с созданием высокопроизводительных рабочих мест на основе модернизации производства [18, 19].

Список литературы

1. Производство почвенных мелиорантов на основе органических отходов промышленности в процессе их утилизации в отвалах угольных карьеров / В.П. Сафронов,

B.В. Матыченков, Е.А. Бочарникова и др. // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. № 4. С. 22.

2. Колесник Г.В., Меркулина И.А. Концепция обращения с отходами производства и потребления на основе экономики замкнутого цикла // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2019. Т. 15. Вып. 11.

C. 1984-2000.

3. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 22.05.2017 № 242 (с изм. на 02.11.2018) «Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов».

4. Мясков А.В., Дарченко В.А. К эколого-экономической оценке мероприятий по сохранению биоразнообразия в горнодобывающих регионах // Уголь. 2009. № 1. С. 43-45. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/012009.pdf (дата обращения: 15.08.2020).

5. Tulupov A.S., Petrov I.V. Fuel and energy complex and methods for assessing the harm from air pollution 2018 / IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 206 (1). 012054.

6. Петров И.В., Савон Д.Ю. Эколого-экономический подход в сфере обращения с отходами производства в регионе. В сборнике: Экология. Природопользование. Экономика. К 75-летию со дня рождения В.А. Харченко /

Материалы международной конференции. МГГУ, Минэнерго РФ, МПР РФ, АГН, 2013. С. 43-56.

7. Niutanen V., Korhonen J.Towards a regional management system - waste management scenarios in the Satakunta region, Finland // International Journal of Environmental Technology & Management. 2003. Vol. 3. N 2. P. 131.

8. Утилизация твердых отходов: использование угольной золы в качестве сырья для производства теплоизоляционного бетона / Р.П. Рана, А.С. Бал, Б.П. Падхи и др. // Огнеупоры и техническая керамика. 2013. № 4-5. С. 75-80.

9. Технология утилизации угольных шламов с отходом производства гуматов / А.В. Папин, А.Н. Заостровский, Г.А. Солодов и др. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2006. № 2 (53). С. 86-87.

10. Абрамкин Н.И., Мирошниченко К.С., Дородний А.В. Обоснование рациональных способов утилизации и обезвреживания твердых бытовых отходов при перспективном использовании геотехнологических методов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 1. С. 83-91.

11. Кузьмина Т.И. Направления решения экологических проблем добычи и использования углей // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2010. № 9. С. 31-34.

12. Петров И.В., Секистова Н.А. Механизм обоснования эколого-экономических мер по регулированию недропользования на предприятиях угольной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. № 1. С. 314-322.

13. Svitlychnyi O., Gavrilyuk O. The role of the state in management activity in the management of household waste // Мiжнародний науковий журнал 1нтернаука. Серiя: Юридичн науки. 2017. № 3 (3). С. 12-16.

14. Новоселов А.Л., Петров И.В. Моделирование использования вторичных минеральных ресурсов // Горный журнал. 2019. № 7. С. 80-84.

15. Пешкова М.Х., Попов С.М., Стоянова И.А. Методические основы оценки емкости локальных рынков при организации производства продукции из горнопромышленных отходов // Горный журнал. 2017. № 4. С. 39-43.

16. Innovative aspects of development of the waste recycling industry in the new economic context: problems and prospects / Y.V. Morozyuk, A.V. Sharkova, I.A. Merkulina et al. // Journal of environmental management and tourism. 2017. Vol. 8. N 3 (19). P. 507-515.

17. Харитонова Т.В., Меркулина И.А. Оценка качества работ по обращению с отходами производства и потребления // Стандарты и качество. 2019. № 12. С. 88-92.

18. Майдукова С.С. Экономическая оценка ресурсного потенциала отходов угольного производства: методические подходы // Экономика и предпринимательство. 2013. № 12-1 (41). С. 548.

19. Калачева Л.В., Петров И.В., Савон Д.Ю. Обеспечение промышленной и экологической безопасности на угольно-добывающем предприятии как путь к созданию высокопроизводительных рабочих мест // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 4. С. 276-282.

MINERALS RESOURCES

Original Paper

UDC [622.33:622.7].004.8 © I.V. Petrov, I.A. Merkulina, T.V. Haritonova, G.V. Kolesnik, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 9, pp. 59-64

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-9-59-64

Title

METHODOLOGICAL APPROACHES TO organization And Assessment OF COAL Mine wASTE management SYSTEM Authors

Petrov I.V.1, Merkulina I.A.1, Haritonova T.V.1, Kolesnik G.V.2

1 Financial University under the Government of the Russian Federation, Moscow, 125993, Russian Federation

2 Plekhanov Russian University of Economics, Moscow, 117997, Russian Federation

Authors' Information

Petrov I.V., Doctor of Economic Sciences, Professor, Dean of the faculty of Economics and finance of the fuel and energy complex, e-mail: ivpetrov@fa.ru Merkulina I.A., Doctor of Economic Sciences, Professor, Professor of Logistics and marketing department, e-mail: iamerkulina@fa.ru Haritonova T.V., PhD (Economic), Associate Professor, Associate Professor of Economics of organization department, e-mail: tvharitonova@fa.ru Kolesnik G.V., Doctor of Economic Sciences, Associate Professor, Deputy Director of digital economy competencies center, e-mail: Kolesnik.GV@rea.ru

Abstract

The paper reviews specific features of waste formation in coal mining, which volumes are estimated as significant. It offers a waste classification to be used as the basis for designing a waste management system at coal operations. Different development scenarios of the world energy sector are considered, and their corresponding carbon dioxide footprints are demonstrated. Possible changes in the energy consumption structure in Russia are identified as well as further development targets for the energy sector. Various approaches to generation and further use of coal industry waste implemented in foreign countries are generalized. Possible trends in utilization of wastes from coal mining, processing and recycling as secondary products as well as relevant technologies are shown. The need to introduce circular economy principles into production activities of coal-mining operations is justified. A conceptual design for electricity generation using solid coal waste has been developed, defining the limits of its capabilities and technological challenges.

Keywords

Coal, Industry, Waste, Production, Energy, Ecology, Economy, Cyclic, Mining, Processing, Incineration.

References

1. Safronov V.P., Matychenkov V.V., Bocharnikova E.A. at al. Production of ameliorants using organic industrial wastes during their utilization in coal pit dumps. IzvestiHa Tulskogogosudarstvennogo universiteta. NaukioZemle-Bulletin of the Tula State University. Earth sciences, 2018, No. 4, p. 22. (In Russ.).

2. Kolesnik G.V. & Merkulina I.A. Concept of industrial and consumer waste management based on circular economy. Natsionalnye interesy: prioritety i bezopasnost' - National Interests: Priorities and Security, 2019, Vol. 15, Issue 11, pp. 1984-2000. (In Russ.).

3. Order of the Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation of 22.05.2017 No. 242 (with amendments as of 02.11.2018) "On approval of the Federal classification catalogue of wastes". (In Russ.).

4. Myaskov A.V. & Darchenko V.A. On environmental and economic assessment of biodiversity conservation measures in mining regions. Ugol' - Russian Coal Journal, 2009, No. 1, pp. 43-45. Available at: http://www.ugolinfo.ru/ Free/012009.pdf (accessed 15.08.2020). (In Russ.).

5. Tulupov A.S. & Petrov I.V. Fuel and energy complex and methods for assessing the harm from air pollution 2018. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 206 (1), 012054.

6. Petrov I.V. & Savon D.Yu. Environmental and economic approach to industrial waste management in the region. Collection"Environment. Management of natural resources. Economics". To the 75th Anniversary of V.A. Kharchenko / Proceedings of International Conference, MSMU, Ministry of Energy of the Russian Federation, Ministry of Natural Resources of the Russian Federation, Academy of Mining Sciences, 2013, pp. 43-56. (In Russ.).

7. Niutanen V. & Korhonen J. Towards a regional management system - waste management scenarios in the Satakunta region, Finland. International Journal of Environmental Technology & Management, 2003, Vol. 3, No. 2, pp. 131.

8. Rana R.P., Bal A.S., Padkhi B.P. et al. Solid waste management: Use of coal

ashe as raw materials for production of heat insulating concrete. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika - Refractories and Technical Ceramics, 2013, No. 4-5, pp. 75-80. (In Russ.).

9. Papin A.V., Zaostrovskiy A.N., Solodov G.A. et al. Technology of silt coal utilization with humate production waste. Vestneyk Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Bulletin of the Kuzbass State Technical University, 2006, No. 2 (53), pp. 86-87. (In Russ.).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Abramkin N.I., Miroshnichenko K.S. & Dorodniy A.V. Justification of rational ways to handle and deactivate solid household waste with perspective use of geotechnological methods. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskii zhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2018, No. 1, pp. 83-91. (In Russ.).

11. Kuzmina T.I. Guidelines for addressing environmental challenges in coal mining and utilization // Problemy ekonomiki i upravleniia neftegazovym kom-pleksom - Environmental Protection in the Oil and Gas Complex, 2010, No. 9, pp. 31-34. (In Russ.).

12. Petrov I.V. & Sekistova N.A. Justification mechanism for environmental and economic measures on regulation of subsoil use at coal industry enterprises. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskii zhurnal) -Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2010, No. 1, pp. 314-322. (In Russ.).

13. Svitlychnyi O., Gavrilyuk O. The role of the state in management activity in the management of household waste. Mezhdunarodnyi naukoviy zhurnal. Seriya: Yuridichnyinauky, 2017, No. 3 (3), pp. 12-16. (In Ukr.).

14. Novoselov A.L. & Petrov I.V. Modeling the use of secondary mineral resources. GornyiZhurnal - Mining Journal, 2019, No. 7, pp. 80-84. (In Russ.).

15. Peshkova M.Kh., Popov S.M. & Stoyanova I.A. Methodological bases for assessing the capacity of local markets in the organization of production from mining waste. Gornyi Zhurnal - Mining Journal, No. 4, pp. 39-43. (In Russ.).

16. Morozyuk Y.V., Sharkova A.V., Merkulina I.A. et al. Innovative aspects of development of the waste recycling industry in the new economic context: problems and prospects. Journal of environmental management and tourism, 2017, Vol. 8, No. 3 (19), pp. 507-515.

17. Kharitonova T.V. & Merkulina I.A. Performance assessment of industrial and consumption waste management activities. Standarty i kachestvo - Standards and Quality, 2019, No. 12, pp. 88-92. (In Russ.).

18. Maydukova S.S. Economic evaluation of resource potential of coal production waste: Methodological approaches. Ekonomika i predprinimatel'stvo -Journal of Economy and Entrepreneurship, 2013, No. 12-1 (41), p. 548. (In Russ.).

19. Kalacheva L.V., Petrov I.V. & Savon D.Yu. Securing industrial and environmental safety at coal-mining operations as a way to create high-performance jobs. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten (nauchno-teknicheskii zhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal), 2015, No. 4, pp. 276-282. (in Russ.).

Acknowledgments

The paper was prepared based on the results of the research budgeted under the government assignment to the Financial University.

For citation

Petrov I.V., Merkulina I.A., Haritonova T.V. & Kolesnik G.V. Methodological approaches to organization and assessment of coal mine waste management system. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 9, pp. 59-64. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-9-59-64.

Paper info

Received March 17,2020 Reviewed July 15,2020 Accepted August 12,2020

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.