CC BY
50
---------------------------------------- © М. Груйич, М. Вуличевич-Бача,
2006
УДК 622.232.5:622.232.72:502/504 М. Груйич, М. Вуличевич-Бача
ВОЗДЕЙСТВИЕ ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО БАССЕЙНА «КОЛУБАРА»
Семинар № 19
Горнодобывающий бассейн «Ко-лубара» является крупнейшим горнодобывающим предприятием Сербии. Свой годовой объем в 27 млн т оно осуществляет на четырех действующих карьерах, причем 92 % этого производства транспортируется в термоэлектростанции в г. Обреновац. Железнодорожный путь (длиной 36 км), по которому производится доставка угля до термоэлектростанций, является наиболее загруженной железнодорожной линией Европы.
На всех карьерах Колубарского бассейна внедрена механизация непрерывного действия. Отбойка пустой породы производится по системе ЭЛО (роторный эскаватор - лента - отвалообразо-ватель), угля - по системам ЭЛД и ЭЛП (эскаватор - лента - дробилка и погрузка в вагоны). На карьерах Колубарского бассейна в данный момент внедрено 85 ленточных конвейеров.
Настоящая статья преследует цель -акцентировать значительное воздействие систем непрерывного транспорта на окружающую человека среду в горнодобывающем бассейне „Колуба-ра“, в частности - остановиться на анализе явления запыленности атмосферы. При этом будут предложены некоторые пути предотвращения явлений, загрязнения окружающей среды.
Некоторые принципы оценки воздействия транспорта на окружаую-
щую среду горнодобывающего бассейна „Колубара“
Отрицательное воздействие транспортировки полезых ископаемых на окружающую среду является следствием работ, поизведенных или производимых при выполнении функции перевозки отбитой породыи угля. Причины ущербного воздействия, имеющие место при такой транспортировке, могут быть следующими:
- строительство транспортных трасс;
- работа транспортных средств;
- контакт с траспортируемыми грузами.
Строительство транспортных трасс отличается весьма значимым ущербным воздействием на состояние окружающей среды. Поскольку сами карьеры уже в значительной степени отрицательно влияют на окружающую среду, останавливаться на данном аспекте мы не будем. Подобная картина наблюдается при рассмотрении воздействия работы транспортных средств, так как системы непрерывного транспорта не загрязняют окружающую среду вредными газами, не являются значительными источниками шума и вибраций, не оставляют за собой горючего и смазочных мАтериалов и т.д. Самое значительное ущербное воздействие при транспортировке ленточными конвейерами на-
Таблица 1
Пыль Pеспирабельная mg/m3 Oбщая mg/m3
Угольная пыль без БЮ2 3 10
Силикатная пыль, содержащая менее 10% БЮ2 4 12
Минеральная пыль, содержащая менее 1% БЮ2 5 15
Асбестовая пыль 1 3
Гранитная пыль 2 6
сыпных грузов возникает вследствие возникновения запыленности. Последнее обусловлено следующими факторами:
- содержанием мелких фракций в транспортируемых грузах;
- степенью увлажненности материалов;
- погодными условиями (увлажненностью воздуха, интенсивностью воздушных течений, температурой воздуха и т.п.);
- способом транспортировки;
- размерами контакта насыпных грузов с атмосферой и т.д.
На Горно-геологическом факультете Белградского университета производилось испытание факторов влияющих на увеличение запыленности атмосферы на карьерах. Установлено, что угрожающая ущербность имеет место на погрузочно-разгру-зочных пунктах конвейеров, а также вдоль цепочки конвейеров, вследствие подвергания транспортируемого материала действию воздушных течений. Интенсивность запыленности в значительной степени обусловлена площадью поверхности насыпных грузов.
Косвенным показателем возможности увеличения запыленности на ленточных транспортерах служит степень подвергания Е,:
L • bsr (2cose +1) cos pk
где L - длина конвейера; bsr - длина среднего несущего ролика конвейера; 298
в1 - наклон боковых роликов конвейера; фк - угол естественного наклона материалов во время движения.
Прогноз концентрации пыли в пунктах перегрузки на стадии проектирования транспортных систем производится с помощью нескольких формул, чаще всего - с помощью выражения для точечных источников загрязнения.
Необходимо наблюдать за эмиссией пыли, анализировать ее, особенно в критических точках транспортных систем. Для этих целей законоположениями и стандартами почти всех стран регламентированы максимально допустимые концентрации (МДК) отдельных видов пыли в воздухе. В табл. 1 представлены респирабельные и общие МДК по некоторым видам минеральной пыли, поступающей в атмосферу вследствие выделения из транспортных систем (согласно действующим стандартам Сербии).
При определении воздействия транспорта полезных ископаемых на общую запыленность атмосферы необходимо учитывать и прочие источники прилегающей зоны. До составления анализа запыленности в результате работы транспортной системы следует выявить прежнее состояние, а уже потом делать выводы об увеличении запыленности.
Состояние запыленности на системах транспортирования гор-
нодобывающего бассейна «Колубара»
На четырех карьерах горнодобывающего бассейна «Колубара» внедрено 15 транспортных систем непрерывного действия, оборудованных 85 ленточными конвейерами. Общая длина всех транспортеров составляет 64.946 м. В табл. 2 представлен обзор имеющегося состояния транспортеров на карьерах горнодобывающего бассейна «Колубара». Измерения запыленности на транспортных системах прозводятся, за исключением небольших перерывов, систематически на протяжении 30 лет. К тому же, кроме транспортных систем, измерения производятся и в других критических местах горнодобывающего бассейна «Колубара» (дробильные цеха, эскаваторы, вспомогательная механизация, мастерские, отвалообразователи и пр.).
В течение 2005 года на колубарских карьерах производились изме-рения следующих параметров: взвешенных частиц пыли, газов, микроклимата, шума и вибраций. Замеренные значения этих параметров сопоставляли с допускаемыми значениями, т.е. с допускаемым временем подвергания определенным воздействиям. На основании этих данных отдельно для каждого места измерения были составлены оценки типа удовлетворительно и неудовлетворительно. Измерения производились белградским Горным институтом.
Анализ запыленности как наиболее характерного ущербного воздействия на транспортных системах колубарских карьеров производился согласно стран-дарту JUS Z.BO.001, причем были учтены:
а) агрессивное воздействие МДК,
мг/м3;
б) гравиметрические концентрации,
мг/м3.
Для измерений были использованы следующие приборы:
- дигитальный пылеметр HUND TM digital p;
- персональный гравиметрический пылеметр (Personal Sempler Casela, London) с мембранными фильтрами, достаточными для восьмичасового непрерывного отбора проб;
- прибор для отбора проб пыли типа MPG-WAZU.
Из общего числа 449 исследуемых рабочих сред на долю транспортных систем приходится 376. Случаи неудовлетворительных оценок относительно пыли по всем карьерам составляют 91,31%. Неудовлетворительные оценки относительно пыли по отдельным системам на карьерах имеют вид:
- Карьер Поле B....... 79,36 %
- Карьер Поле D........94,31 %
- Карьер Поле „Тамнава-Исток“ 94,87 %
- Карьер Поле „Тамнава-Запад“ 87,30 %
Результаты проведенного анализа свидетельствуют о том, что вопреки предпринятым мерам, необходимо приступить к радикальным мероприятиям по предотвращению ущербного воздействия, обусловленного повышенной запыленностью на транспортных системах. Кроме предохра-нительных мер, относящихся к уменьшению пылевы-деления до подачи грузов на транспортную систему, на Колубарских карьерах необходимо предпринять меры по притягиванию пыли, сбору и устранению ее по вентиляционной и каптажной системам табл. 2.
300
Таблица 2
Системы Количество транспортеров Длина транспортеров Количество двигателей
1500 mm 1600mm 1800mm 2000mm 1500mm ) 1600mm 1800mm ) 2000mm 315 kW (400 kW
PoSje D i5\. . 1 "■//'
b 9 5999 28
Ib 5 4433 r
Ie 6 3429 19
II 4 2589 12
IV 4 3052 И
V 5 4328 18
BIS 8 4973 22
BTU 7 5382 22
I 43 ! 5 29 857 4328 131 LS
ÄB
ВТО 6 . ... 5254
BTU 3 _ - 816
I 9 6070
T Istok
BTO 4 3011 13
BTD А ... 6 | 3071 6663.1 37
I 10 6 6082 6663 1
T Zapiid - x . ■ . r , j»
1 BTO 4 ? 3533.5 1685 8 14
11 BTO 3 3659.8 8 4
BTU 3068 12
I 3 n * 2 3068 71933 1685 28 18
I Kolubüta 55 17 7 6 38 995m 13 275m 6013m 6663.1m 181 86
Технологии для контроля пыли на ленточных конвейерах
Известными проблемами, имеющими место в транспортных системах непрерывного действия, вызвана необходимость внедрения системы контроля пыли, точнее - устранения или уменьшения ее воздействия на окружающую и рабочую среду. Имеется для этого широкий спектр соответствующих технологий, причем в общем случае их можно разделить на три группы:
- ограничение распространения пыли удержкой материалов внутри ограниченного пространства погрузочноразгрузочного пункта;
- подавление (притягивание) пыли увеличением сил сцепления между мелкими частицами;
- сбор взвешенных частиц пыли и их возврат в главный грузопоток.
Первая группа технологий определена работой транспортных систем, причем на карьерах Колубары она разработана уже на стадии строительства системы транспортирования. Перегрузочные и разгрузочные пункты спроектиро-
ваны так, чтобы эффективно, механически удерживать материал внутри установки для перегрузки и разгрузки.
Пылеподавление производится водой или определенными химическими средствами в виде спрея, пены или искусственного тумана. Таким образом увеличиваются силы сцепления (агломерация) между мельчайшими частицами материала и воспрепятствуется его пылевы-делению. Существует большое число систем для подавления пыли, причем для каждой среды и транспортируемых материалов нужно проделать анализ и добиться лучшего решения.
Наиболее традиционным способом пылеподавления является орошение водой. Для таких технологий нужна вода в значительных количествах, а потому их применение может иметь некоторые последствия при транспортировании и переработке угля. Потому применяют смачивающие вещества, способствующие увеличению адгезионной способности воды при увлажнении и агломерации мелких частиц. Смачивающие вещества представляют собой смеси сурфактан-
тов, причем существует большое число таких веществ органического и неорганического происхождения. Данные системы пылеподавления дают неплохие результаты в условиях больших транспортных систем при значимом увеличении издержек транспортирования.
Добавкой пенообразователей, представляющих собой аддитивы для превращения воды и воздуха в пену, уменьшается количество потребляемой воды, получается сухой материал; добавкой же связующих веществ в первом пункте пересыпки можно добиться контроля пыли на транспортной системе в целом. Пенообразователи - первично высокопенящиеся вещества, которые могут содержать специальные добавки для увлажнения и связки. Применением пенообразователей достигается увеличение влажности материала в пределах 0,08-0,2 %, благодаря чему устраняются отрицательные эффекты, имеющие место при применении воды и некоторых смачивающих веществ.
Уменьшение влажности транспортируемого материала при обработке с помощью спрея достигается применением технологий искусственного тумана. В данном случае используют специальные оросители для производства экстремально мелких водяных капель и получения своего рода тонкораспыленной атмосферной дымки. Системы с искусственным туманом весьма эффективны для пылеподавления, однако они достаточно чувствительны к загрязнениям мелких отверстий на оросителях, которые могут легко засоряться. Кроме того, созданием искусственного тумана можно решить проблему запыленности лишь в одном месте, т. е. для больших транспортных систем требуется большое количество установок.
Системами пылеуловления обеспечивается высокая эффективность удаления или уменьшения пыли при условии их правильного проектирования, монтажа и надлежащего ухода в период эксплуатации. Принцип работы основан на использовании силы всасывающего воздуха, проходящего через зоны запыленности. Всасываемый воздух впоследствии проходит через установку фильтрации, где частицы пыли удаляются, причем чистый воздух подается в атмосферу.
Чтобы правильно подобрать эти установки, нужно вычислить общее количество воздуха, движущегося через определенное место перегрузки, что достигается использованием следующей формулы:
0 = О + О + О (2)
где - общее количество воздуха;
- генерированное количество воздуха;
- вычисляемое количество выброшенного воздуха; - вычисляемое
количество индуцированного воздуха:
= ЮЛ. ^. (3)
где А0 - открытая поверхность входного отверстия, где индуцируется воздух; Qs
- величина транспортного грузопотока (производительность); Ь - высота свободного падения материала с ленты; ^г -средний диаметр зерен транспортирук-могоматериала.
Механические системы для сбора и фильтрования пыли необходимы, если общее количество воздуха, поступающего через место пересыпки, превышает
0,5 м3/с, т.е. если скорость движения воздуха в пространстве места пересыпки превышает 1,25 м/с. Кроме доказанных преимуществ этой системы для удаления и уменьшения пыли, имеются и недостатки, которые в основном относятся
к требованию большого пространства и относительно высоких затрат на эксплуатацию за установкой.
Выводы
Значительное количество транспортных систем, большое количество транспортеров и мест пересыпки в горнодобывающем бассейне „Колубара“ приводят к значительному загрязнению окру-
1. Grujic M.: Transport mineralnih sirovina kroz zivotnu sredinu. (monografija), RGF, Beograd, 1998.
2. Grujic M., Tomic, D.: Belt Conveyors in Kolubara Open Pit Mines. XIII Miedz. Sympozjum, Zakopane, 2005.
жающей среды. Регулярные измерения и мониторинг загрязнения свидетельствуют о высокой степени запыленности на всех карьерах. Потому небходимо предпринять соответствующие меры для подавления пыли, отходящей от транспортных и других систем горнодобывающего бассейна „Колубара“.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Mirakovski, D,. Despodov, Z.: Fugitive Dust Control at Conveyor Transfer points. Journal Transport & Logistics, N° 7, Belgrade, 2004.
4. Tehnical documentacion MB Kolubara.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------
Милош Груйич - профессор, доктор технических наук, Горно-геологический факультет, Университет в Белграде, почетный доктор Московского государственного горного университета, Сербия,
Миленко Вуличевич-Бача - инженер, угольный разрез „Колубара“, Черногория.
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ ДИССЕРТАЦИИ.
Автор Название работы Специальность Ученая степень
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. КАНЫША САТПАЕВА
ШАПОШНИК Юрий Николаевич Ресурсосберегающая технология добычи руды с применением самоходных погру-зочно-доставочных машин 25.00.22 д.т.н.
