CC BY
117
Nikolai M. Kachurin, Doctor of Sciences, Full Professor, Chief, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula City, Tula State University
УДК 622.33 (571.17): 502.7
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ КУЗБАССА
НА АТМОСФЕРУ
Т.В. Корчагина, С.А. Воробьев, Л.Л. Рыбак
Дана общая характеристика пылегазовых выбросов на шахтах Прокопьевско-го района в Кузнецком угольном бассейне. Отмечено, что наиболее существенные отрицательные экологические последствия наблюдаются при увеличении добычи угля. Рекомендовано использовать закономерности, отражающие связь добычи угля с мощностью пылегазовых выбросов, в технико-экономических расчетах.
Ключевые слова: угольная шахта, пылегазовый выброс, производительность, техногенный массив, отходы, экологические последствия.
Одним из основных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу угледобывающими предприятиями Кемеровской области являются техногенные массивы, представленные карьерами, терриконами и породными отвалами. Выбросы пыли в атмосферу происходят при выгрузке породы в отвал, его формировании и при сдувании твердых частиц с поверхности отвала. Интенсивность пылевыделения зависит от типа используемого оборудования, влажности перегружаемого материала, высоты пересыпа, климатических условий и эффективности применяемых средств пылеподавления [1 - 2].
Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породных отвалов, зависит от площади пылящей поверхности, влажности и степени измельчения горной массы, климатических условий и эффективности средств пылеподавления. Для оценки воздействия техногенных массивов на атмосферу были исследованы угледобывающие предприятия ООО «Объединение «Прокопьевскуголь»: ООО «Шахта Тырганская», ООО «Шахта Зиминка», ООО «Шахта им. Ворошилова», ООО «Шахта Красногорская», - расположенные в черте г. Прокопьевска и имеющие на территории горных отводов техногенные массивы.
Анализ данных государственной статистической отчетности по форме № 2-ТП (воздух) за 1997-2012 гг. свидетельствует о значительном увеличении объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ по всем исследуемым предприятиям ООО «Объединение «Прокопьевск-уголь»: от 649,938 до 5440,729 т в год по ООО «Шахта им. Ворошилова»;
от 524,71до3397,575 т в год по ООО «Шахта Зиминка»; от 383,08 до13207,01 т в год по ООО «Шахта Красногорская» [3]. В выбросах загрязняющих веществ в атмосферу угледобывающих предприятий ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» преобладают газообразные, в составе которых, ранжируя в порядке убывания, можно выделить углеводороды, оксид углерода, сернистый ангидрид и т.д. (рис. 1 - 3).
Подобная структура загрязняющих веществ характерна для большинства угледобывающих предприятий. На горных отводах ООО «Шахта им. Ворошилова» и ООО «Шахта Зиминка» расположены недействующие породные отвалы, выбросы которых представлены только неорганической пылью.
TW т
2J000 1ИВ0 JÚOOO 1ВООО 1*000 1MJOO »ООО 19000 14000 1КЮО
1Ш 11000 10000 ЭДЭО •ООО №00 ■ООО
%ооо
4000
моо люо юоо о
int 1990 1990 ¿ООО 1001 iOOi i001 ZOO* ММ ЛОМ JUOt J000 100» iOlO 1911 ¿OM
«UM
• ti»p»«TU» «MI ЧЧМЦ • ' • »OOÄ|U «••«» * 1 >M1W»«
Рис. 1. Выбросы загрязняющих веществ по ООО «Шахта им. Ворошилова» за 1997-2012 гг.
ГНС т
зоооо гвооо 26000 24000 22000 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 О
/ ^ V \
т т уЩ
1
р= Í ( \
.—-—.—V- \
199? 1998 1999 2000 2001 2002 200} 2004 200S 200С 2007 2008 2009 2010 2011 2012
ГОД.1
• гесрлыс -»-поообрэтные -*— ссрнлспт литпдрнл ——угкроад оксид —"—mora дт'Ьчпд —*-\гтеводо|к>;»г -прочие
Рис. 2. Выбросы загрязняющих веществ по ООО «Шахта Красногорская» за 1997-2012 гг.
Рис. 3. Выбросы загрязняющих веществ по ООО «Шахта Зиминка»
за 1997-2012 гг.
В этой связи интересным оказалось сравнение годовых объемов выбросов твердых веществ с годовыми объемами выбросов твердых веществ от техногенных массивов. Так по ООО «Шахта им. Ворошилова» выбросы твердых веществ от техногенных массивов в 2012 г. составили 1,16 т или 0,96 % от общего объема выбросов твердых веществ, что на 0,47 т больше, чем в 2011 г.(0,69 т или 0,51 %) и практически остались на уровне 1997г. По ООО «Шахта Зиминка» в 2012г. объем выбросов твердых веществ от техногенных массивов составил 0,19 т или 0,047 % против 0,28 т в 2011 г., т е. уменьшился на 0,09 т.
Таким образом, величина выбросов твердых веществ от техногенных массивов практически незначительна и составляет не более 1 % от общего объема выбросов твердых веществ.
На горном отводе ООО «Шахта им. Ворошилова» расположен недействующий горящий террикон. Пуск отвала в эксплуатацию был осуществлен в 1950 г. По объему отвал составляет 834700 м , его высота 59 м, площадь основания 36300 м2, углы откосов 38-40° Состав рыхлых пород до коренных представлен глиной, мощностью до 7 м. В отвал сложены породы, выданные из шахты от проходки горных выработок, представленные аргиллитами, алевролитами, песчаниками в смеси с углем. Горящие участки расположены в хребтовой части и у вершины отвала. Подача породы в отвал прекращена в 1968 г. С 1970 по 1980 гг. производилась частичная разборка хвостовой части отвала для размещения железнодорожной станции при реконструкции шахты. Самовозгорание отвала началось в 1982 году (рис. 4).
Продуктами горения породного отвала, загрязняющими атмосферу, являются оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода и сероводород.
Рис. 4. План расположения терриконика угольного предприятия
ООО «Шахта Ворошилова»
Интенсивность выбросов загрязняющих веществ зависит от наличия в породе горючей массы, технологии формирования отвалов и от времени его существования. В настоящее время загрязняющие вещества от породного отвала представлены взвешенными веществами, сдуваемыми с поверхности, масса которых в 2012 г. составила 0,788 т/год или 0,048 г/сек. и газообразными веществами: Б02 - 3,99 т /год, С02 - 39,95 т / год, N0 -0,4 И2Б-2,0 т/год. И если на промпредприятиях данные выбросы строго
учитываются и контролируются, то на горящих породных отвалах никакого учета нет.
Что касается S02, являющегося токсичным газом, ухудшающим санитарно-гигиенические условия окружающей среды, учет этого ингредиента крайне необходим. По нашим расчетам его выбросы от горящего недействующего террикона составили в 2012 г. 3,82 % (3,9 т) от общего объема выбросов S02, или сохранились на уровне 1997 г. Но несмотря на такую несущественную долю выбросов S02, следует отметить, что 1 тонна серы, содержащаяся в породной массе, при сгорании образует 2 тонны двуокиси серы. Если считать, что ежегодно перегорает около 1000 тыс. тонн породы, с содержанием серы в ней до 1 %, то это эквивалентно образованию 20 тыс. тонн сернистого ангидрида. Для сравнения: суммарный выброс S02 всеми стационарными и передвижными источниками по Кузбассу составляет 160 тыс. тонн.
Исследования показали, что в структуре газообразных с 1997 г. по 2012 г. наибольшая доля приходилась на оксид углерода - от 61,85 % до 91,64 % . К 2012 г. ситуация изменилась: большую часть составляют углеводороды - 88,82 %. Это стало возможным в связи с учетом в объеме выбросов газообразных метана.
Примечательно, что выбросы газообразных загрязнителей от террикона в 2012 г. составили 1,3 % от общего объема выбросов газообразных против 7,7 % в 1997 г.
Увеличение добычи угля приводило к возрастанию объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. При этом в 1997 г. по ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» при добыче 6953,3 т соответствовал выброс 7797 усл. т/год загрязняющих веществ, а в 2012 г. - при добыче 1190,2 тыс.т - фактические выбросы загрязняющих веществ составили 22045,314 усл. т/год [3] .
То обстоятельство, что полученные связи (объем добычи - объем выбросов загрязняющих веществ) отличаются высокими коэффициентами корреляции (0,799-0,945), делает возможным их использование для предварительных прогнозов в эколого-экономических расчетах.
Список литературы
1. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Рябов Г.Г. Геоэкологические принципы использования вторичных ресурсов / Москва - Тула. Изд-во «Гриф и К». 2000. 360 с.
2. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна / Н.М. Качурин [и др.]// Москва - Тула. Изд-во «Гриф и К». 2004. 223 с.
3. Данные государственной статистической отчетности по форме № 2-ТП (воздух) за 1997-2012 гг. по предприятиям ООО «Объединение «Прокопьевскуголь».
Корчагина Татьяна Викторовна, канд. техн. наук, зам. директора, t.korchagina@pk-usol.ru , Россия, Прокопьевск, ООО «Прокопгипроуголь»,
Воробьев Сергей Александрович, канд. техн. наук, ген. директор, vorobjov@rudmet.ru , Россия, Москва, ОАО «Издательский дом «Руда и металлы»,
Рыбак Леонид Львович, аспирант, ecology@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVALUATING INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC MASSIFS OF KUZNETCK BASIN COAL ENTERPRISES UPON ATMOSPHERE
T. V. Korchagina, S. A. Vorobiev, L. L. Ribak
General characteristics of gas-dust emissions at Prokopievsk Region Mines in Kuznetck Coal Basin are given. It's marked those most essential negative environmental consequences are observed by increasing coal production. It's recommended to use dependences between coal production and gas-dust emission intensity for technical-economical calculation.
Key words: coal mine, dust-gas emission, productivity, anthropogenic massif, wastes, environmental consequences.
Tatiyna V. Korchagina, Candidate of Sciences, Vice Director, t.korchagina@pk-ugol.ru, Russia, Prokopievsk City, «Prokopgiproygol» Company,
Sergey A. Vorobiev, Candidate of Sciences, General Director, vorobjov@rudmet.ru , Russia, Moscow City, the Publishing House "Ore and Metals",
LeonidL. Ribak, Post Graduate Student, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula City, Tula State University
