Повышение эффективности и экологической безопасности ветроэнергетических установок, размещаемых на породных отвалах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

газа-гидратообра-зователя приходит п молей воды. Объем одного моля газа равен 22400 мл, а молекулярный вес воды равен 18 г. Тогда объем необходимого газа-гидратообразователя будет

V д = 22400 •'Кпор■ , (л)

газа—гидр. *1 о

18 • п

(5)

1. Заключение по оценке эффективности сооружения тампонажной завесы на карьере «Мир». - Москва: Союзводпроект, 1990.

2. Основные сведения о месторождениях «Мир», «Айхал» и «Удачная». /Якутнипроалмаз. -Мирный, 2001.- 37 с.

3. Коломенский Н.В. Инжененая геология.-М.: Госгеоиздат, 1951.- 283 с.

4. Бык С.Ш., Макагон Ю.Ф., Фомина В.И. Газовые гидраты. - М.: Химия, 1980.- 296 с.

5. Кобранова В.Н. Петрофизика. - М.: Недра, 1986.- 392 с

6. Черский Н.В., Царев В.П., Михайлов В.А. Роль зон гидратообразования в формировании ресурсов природных газов и оценка

Например, для тампонирования 1 м3 горного массива с пористостью 0,3 и во-донасыщенностью 0,64 (см. табл. 2) при гидратном числе 7,5 необходим объем газа

V.—= 224001м11°.3:п^ = 31,85м>

18 • п

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

возможности эксплуатации газогидратных залежей //Поиски и оценка ресурсов газа в газогидрат-ных залежах.- Якутск, 1978. - С. 3-68.

7. Ларионов В.Р., Федосеев С.М., Иванов Б.Д. Перспективы практического использования газовых гидратов в горном деле.-Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1993.- 224 с.

8. Веригин Н.Н., Хабибуллин И.Л., Халиков Г.А. Линейная задача о разложении гидратов газа в пористой среде. Изв. АН СССРЮ МЖГ, 1980, №1, с.174-177.

9. Бондарев Э.А., Бабе Г.Д., Гройсман А.Г., Каниболотский М.А. Механика образования гидратов в газовых потоках. - Новосибирск: Наука, 1976. - 200 с.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Федосеев С.М.- научный сотрудник,

Ларионов В.Р. - кандидат химических наук, ст. научный сотрудник,

лаборатория обогащения полезных ископаемых, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН.

------Ф

Ъ------

------------------------------------ © В.К. Костенко, Д. А. Макеева,

А.Е. Кольчик, 2005

УДК 622.794

В.К. Костенко, Д.А. Макеева, А.Е. Кольчик

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, РАЗМЕЩАЕМЫХ НА ПОРОДНЫХ ОТВАЛАХ

Земельные отводы горнодобывающих предприятий в Донецком регионе занимают 24 тыс. гектаров пригодных для сельскохозяйственной обработки земель, из которых на 4,3 тыс.- работы прекращены и территории подлежат рекультивации. Трудоемкий, проблемный с экологической точки зрения процесс рекультивации весьма дорог поэтому площади неиспользуемых земель не сокращаются.

Наибольший вред ландшафту нанесен отсыпкой конических отвалов, высота которых колеблется от 20 до 110-120 м. Эти отвалы наиболее склонны к самовозгоранию, наименее пригодны для использования. Поэтому начата перепланировка и переформирование в плоские не действующих конусных отвалов. Эта мера позволяет улучшить условия длительного хранения отвальной массы, однако не решает проблему использования породы и рекультивации земель. Одним из перспективных методов рационального использования площадей переформированных отвалов может быть размещение на них ветроэнергетических установок (ВЭУ) [1].

Практика получения электроэнергии с помощью ветроэлектростанций (ВЭС) в степных районах Украины и за рубежом позволила выявить ряд присущих им недостатков. Это отчуждение значительных территорий для размещения ВЭУ; генерирование шума и инфразвуковых колебаний,

негативно влияющих на здо-

Рис. 1.- Схема ВЭС: 1 - ВЭУ; 2 -трансформатор; 3 - линия электропередачи; 4 - потребитель электроэнергии: Ь - расстояние от ВЭУ до потребителя; Ь - высота мачты ВЭУ

ровье людей [2], что делает необходимым создание санитарно-защитных зон, риск механических разрушений лопастей с большим возможным радиусом разлета обломков. Высота мачт ВЭУ И = 50-80 м и более из-за больших размеров лопастей и необходимости размещения их за пределами околоземного пограничного слоя с низкой скоростью ветра. Вышеперечисленное обусловливает удаление станций от потребителя (Ь>5 км), что в свою очередь определяет существенные потери при передаче энергии (рис. 1). Для постройки ВЭУ, необходимы участки земель с наилучшей ветровой нагрузкой (как правило, водоразделы), кроме того, удаленные от зданий и лесонасаждений, определяющих увеличение высоты околоземного пограничного слоя. Такие земельные ресурсы в Украине ограничены, что сдерживает развитие ветроэнергетики и улучшение экологической обстановки.

Одной из главных особенностей использования энергии ветра для получения электричества является то, что, энергоноситель рассеян на сравнительно больших площадях и его характеристики не являются постоянными по времени и неравномерно распределены в пространстве. Основными факторами, влияющими на эффективность выработки электрической энергии с помощью ВЭС, является рельеф местности и постоянство

—Рис. 3. Схёма ВЭС с расположением ВЭУ на породном отвале: 1 -

аэродинамический канал на пор ном отвале; 3 - линии электропе дач; 4 - трансформатор; 5 - потре1 тель энергии; Ьі - расстояние

ЭУ до потребителя; ачты ВЭУ; Н - высо'

Ьі - е

м

-ВЭУ

од- □ □ □

ре- МММ

от □ □□

>та МММ

ия II II 1

Рис. 2. Расположение ВЭУ на искусственном рельефе: 1 - ВЭУ; 2 -аэродинамический канал воронкообразной формы; 3 - ветровой поток; И2 - высота породного отвала; Н - высота основания ВЭУ

преобладающих ветров [3]. Известно, что в горных районах ветрогенераторы устанавливают в ущельях со стабильно высокими скоростями ветра.

Для работы ВЭУ современного технического уровня используются районы со среднегодовыми скоростями ветра 5 м/с и больше, при высоте мачты флюгера равной 10 м, а оптимальный режим выработки электроэнергии обеспечивается в диапазоне скоростей 10-15 м/с. В Украине преобладающая скорость ветра составляет от 0 до 5 м/сек (7090 %). На плато плоских породных отвалов высотой Н = 40 метров она несколько выше - 0-6 м/сек [4], что свидетельствует о целесообразности оборудования на них ВЭС, но стабильный и эффективный режима работы при этом не будет гарантирован.

Можно обеспечить стабильные и высокие технико-экономические показатели работы ВЭС за счет концентрации энергии ветрового потока в воронкообразном рельефе отвала. Такая конфигурация отвальной поверхности позволяет увеличить скоростную составляющую естественного ветрового потока и приблизить ее значение к оптимальному для работы ВЭУ (рис. 2).

Размещение ВЭС на породных отвалах (рис. 3) позволит комплексно устранить ряд недостатков, свойственных традиционным равнинным ВЭС, решить некоторые экономические и экологические проблемы:

• уменьшить первоначальные затраты на электросиловое оборудование, при использовании шахтных трансформаторов и линий электропередач;

• рационально использовать площади плоских породных отвалов и существующих санитарных и механических защитных зон;

• приблизить источник энергии к потребителюи снизить потери энергии;

• снизить металлоемкость ветроэнергетических конструкций, т.к. не требуется возводить высокую мачту для ветрогенераторов;

• высвободить пахотные земли, занимаемые ныне ветроэнергетическими станциями;

• оптимально использовать преобладающие ветровые потоки над уровнем городской застройки;

• обеспечить рассеивание или гашение в рыхлой среде инфразвуковых колебаний.

В экологическом плане развитие ветроэнергетики в Украине создает перспективы уменьшения уровня примене-

1. Перспективы развития горных технологий в начале третьего тысячелетия. Сборник научных трудов. - Алчевск: ДГМИ, 1999. - 288 с.

2. Екологія і економіка: навч. посібник. -К.:КНЕУ, 1999. - 368 с.:іл.

ния ископаемого топлива, за счет чего уменьшаются объемы вредных выбросов и загрязнения окружающей среды.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Рекомендуемые правила выбора площадок для ветроэнергетических систем. - АВА AWEA 8/2, 1993,137с.

4. Ветроэнергетика в Украине: Материалы отчета, подготовленного в рамках Датской Энергетической программы с учетом экологических аспектов для Украины, - К.:1999, 215 с.

— Коротко об авторах -----------------------------------

Костенко В.К., Макеева Д. А., Кольчик А.Е. - ДонНТУ, Донецк, Украина.

------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАНДАУРОВ Константин Владимирович Природоохранная мотивация горных предприятий как инструмент экономически эффективной утилизации отходов производства (на примере ОАО «Лебединский ГОК») 05.02.22 к.т.н.

© Е.Б. Шевкун, А.В. Лещинский, 2005

УДК 622.271 622.235:504.3

Е.Б. Шевкун, А.В. Лещинский

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Семинар № 7

роблема разрешения противоречий между разумом и природой выдвинута в число первых приоритетов развития человеческой цивилизации, ибо возникло понимание необходимости сохранения природы как гарантии сущест-

вования цивилизации. Человек, сознавая себя частью природы, может существовать как биологический вид только за счет ее разрушения: даже энергию и ресурсы на охрану природы человек получает путем