ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1.Обгрунтування теми та її актуальність

В даний час із зростанням масштабів і інтенсифікацією виробництва збільшується і вплив людини на навколишнє природне середовище. А найбільш комплексно впливає на навколишнє середовище гірське виробництво. Адже видобуток вугілля, що супроводжується відкачуванням шахтних і кар'єрних вод, видачею на поверхню порожніх порід, викидами метану і пилу, а також деформацією земної поверхні, що призводить до забруднення водних ресурсів, атмосфери і грунту. [1-4]

Комплексний вплив шахти на довкілля вимагає і комплексного вирішення цього впливу.

Кожна тисяча тонн підземного видобутку супроводжується видачею на поверхню 110-150 м3 порід, тисяча тонн збагачення вугілля – складуванням 100-120 м3 порід. Для того щоб уникнути накопичення породи і деформацій земної поверхні, а також отримати додатковий екологічний ефект необхідно закладати породу у вироблений простір, який утворюється від очисної виїмки вугілля. Шахтна порода є також природним матеріалом для будівництва, сировиною для хімічної промисловості, матеріалом для приготування сільськогосподарських добрив [5]. Таке використання породи забезпечить економію коштів і дозволить зберегти землі, які були б порушені діяльністю спеціалізованих підприємств з видобутку мінеральної сировини для будівельних матеріалів.

Фотография.Плоский породный відвал

Рисунок 1 – Плоский породний відвал

Розроблено цілий ряд технічних рішень, щоб знизити шкідливий вплив на природне середовище скидання відкачуваних вод з гірничих виробок (скидання в регіональну мережу гідрографії попутно-видобуваються шахтних вод становить близько 0,9 млрд. м3 на рік (10 м3 на тонну вугілля)) [2]. Це дозволить змінити підхід до відкачуваних водам і використовувати їх на питні та технічні потреби підприємств і населення. Для цього необхідно провести відповідну обробку і очищення шахтних вод, після чого вони можуть не тільки скидатися у водойми, а й широко використовуватися в галузі для пилоподавлення, відведення тепла для шахтних кондиціонерів, гідротранспортування закладного матеріалу і вугілля, гідровидобутку і збагачення вугілля. А також для поливу сільськогосподарських земель, але тільки в тому випадку, якщо ступінь її мінералізації буде відповідати встановленим нормам.

Основну небезпеку і шкідливість представляє метан, який виділяється при видобутку вугілля. Він є головним джерелом вибухів і пожеж на шахті, а також сильним парниковим газом, створюючи парниковий ефект, утримує тепло в земній атмосфері. Тому, на мою думку, завдання використання метану є пріоритетною. Витяг метану вугільних родовищ дозволить вирішити одночасно кілька завдань: використовувати витягнутий метан для вироблення електроенергії, тепла і т. д.; зменшити викиди метану в атмосферу, знизити обсяг виділення метану в гірські вироблення і тим самим підвищити безпеку та ефективність видобутку вугілля [8].

Оцінка газового енергетичного потенціалу одних тільки донецьких шахт показала, що в межах їх гірничих відводів міститься понад 26,5 млрд.м3 шахтного метану, який за своїми властивостями ідентичний природному газу Уренгойського родовища. Запаси метану на окремих шахтах коливаються від 0.2 до 4.7 млрд. м3. Наприклад, в надрах шахти Південнодонбаська № 3 – 3-3.5 млрд.м3

Формування технологічної схеми використання метану шахти

Рисунок 2 – Формування технологічної схеми використання метану шахти Південнодонбаська №3

Необхідність видобутку газу з вугільних пластів в промислових масштабах пояснюється наступним:

  1. Україна володіє значною частиною світових запасів кам'яного вугілля, родовища яких відрізняються високою угленасищенностью і газоносністю [6].[6].
  2. Видобуток газу на всіх стадіях відпрацювання шахтного поля (до початку освоєння родовища вугільними шахтами, в період їх експлуатації та після закриття) забезпечує найбільш повне використання природних ресурсів родовища, підвищує ефективність вуглевидобутку і безпеку ведення гірничих робіт в підземному просторі.
  3. Практично здійсненною і економічно вигідною видобуток шахтного метану робить наявність сучасних ефективних технологій.
  4. Це дозволяє підвищити роль шахтного метану в паливно-енергетичному балансі країни .[7,9-10].
Схема дегазації газоносного масиву при проходці вертикальних вироблень, а - свердловини буряться з денної поверхні б - свердловини буряться із спеціальних камер

Рисунок 3 – Схема дегазації газоносного масиву при проходці вертикальних вироблень, а - свердловини буряться з денної поверхні б - свердловини буряться із спеціальних камер

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою наданої роботи є обгрунтування та вибір технології раціонального використання природних ресурсів в умовах шахти Південнодонбаська № 3, а також ефективність їх впровадження.

Для досягнення мети необхідне виконання наступних завдань:

  1. Проаналізувати дослідження в галузі раціонального використання природних ресурсів;
  2. Провести аналіз екологічної ситуації на шахті Південнодонбаська № 3;
  3. Здійснити аналіз та оцінку застосовуваних технологій раціонального використання природних ресурсів;
  4. Виконати обгрунтування напрямів та критеріїв раціонального використання природних ресурсів;
  5. Економічно обгрунтувати технологічні рішення по раціональному використанню природних ресурсів.

Об'єкт дослідження: природні ресурси шахти Південнодонбаська № 3.

Предмет дослідження: технологічні рішення по раціональному використанню природних ресурсів.

Методи дослідження: систематизація, аналітичний, метод моделювання, рішення ситуаційних завдань, прогнозування, статистичної обробки даних.

3. Огляд досліджень та розробок

При аналізі даної теми дослідження розбиваються на кілька напрямків:

  1. Комплексно;
  2. За ресурсами.

Комплексно проблема раціонального використання природних ресурсів розглядається такими авторами як Н.А. Архипов, Е.А. Єльчанінов, Д.Т. Горбачов в підручнику Видобуток вугілля і раціональне природокористування, авторами Астахов А.С., Малишев Ю.Н., Пучков Л.А., Харченко В.А. в підручнику Екологія: гірнича справа і природна середа, а також у підручнику Раціональне природокористування в гірській промисловості таким авторами як Ю.М. Арскій, Н.А. Архіпов, В.Д. Аюров.

За ресурсами дане питання розглядали:

Зокрема, проблему метану розглядали у своїх працях Кузера С.В., Дрізднік І.Д., Кафтан Ю.С., Должанська Ю.Б. в такому підручнику як Витяг шахтного метану і захист навколишнього середовища, Касимов О.І., Касьянов В.В., Радченко В.В. Досвід і перспективи використання метану, що виділяється з шахт, які закриті, а також багато інших.

Проблему використання шахтних вод розглядали співробітники нашого університету у своїх працях Матлак Е.С., Явруян А.Ю., Моргунов В.М., Бєляєва О.Л. Про нетрадиційному підході до вирішення проблеми зниження забрудненості шахтних вод завислими речовинами на основі концепції сталого еколого-економічного розвитку, а також у своїх статтях Мінаєв О.А., Матлак Е.С., Аверін Г.В. Про максимальному залученні шахтних вод у господарське водопостачання Донбасу, Горошків В.А. Очищення і використання стічних вод підприємства вугільної промисловості та багато інших.

Проблему використання шахтної породи розглядали професор Артамонов В.Н. зі своїми учнями в їх науково-дослідних роботах, а саме Макарова Т.В. у магістерській роботі на тему: Вибір та обгрунтування технологічних рішень по раціональному використанню породи в умовах шахти Україні, Чудновець В.Л. в магістерській роботі на тему: Обгрунтування напрямків комплексного використання шахтної породи як вторинної сировинного ресурсу, Лоскутова О.В. в магістерській роботі на тему: Вибір і обгрунтування екологічних та технологічних рішень по раціональному використанню породи як ресурсу в умовах шахти Щегловська-Глибока, а також Василишина А.Н. в магістерській роботі на тему Удосконалення комплексного використання породи (як природного ресурсу) в умовах шахти Росіяі багато інших.

4. Пропонована наукова новизна

Наукова новизна – розробка та обгрунтування технологічних рішень раціонального використання природних ресурсів з урахуванням визначення найбільш значимих проблем та їх відповідне рішення в умовах шахти Південнодонбаська № 3.

Наукова новизна розкривається в наступних результатах досягнення:

  • здійснено прогнозування обсягу видобутку шахтної води, породи і використовуваного метану на шахті при їх максимальної видобутку із застосуванням методів математичного моделювання;
  • обгрунтування напрямків раціонального використання шахтної води, породи і шахтного метану в умовах реального підприємства на основі аналізу існуючих технологічних рішень;
  • виконано техніко-економічне обгрунтування використання шахтної води, породи і витягується з шахти метану як сировинних ресурсів і можливостей їх використання.

    Практична цінність – дані практичні пропозиції по обгрунтуванню напрямів використання шахтної води, породи і метану, запропоновані технологічні рішення з урахуванням умов шахти.

    Висновки

    Екологічні проблеми, пов'язані з видачею на поверхню породи, очищенням шахтної води і витяг метану дуже актуальні і вимагають їх розгляду та вирішення. Дане питання необхідно розглядати комплексно, але необхідно розглядати і пріоритетність використання природних ресурсів, в моїй магістерській роботі пріоритетність віддається використанню шахтного метану, так як це питання в умовах даного підприємства стоїть найбільш гостро. В результаті моєї магістерської роботи будуть отримані дані, які можна буде використовувати на шахті Південнодонбаська № 3, тим самим поліпшивши екологічну обстановку і можливо здоров'я населення. Також може бути отриманий економічний ефект для шахти від використання шахтного метану, води і породи безпосередньо на самому підприємстві.

    Перелік посилань

    1. Н.А. Архипов, Е.А. Ельчанинов,Д.Т. Горбачёв Добыча угля и рациональное природопользование– М.: Недра, 1987.–285с.
    2. Астахов А.С., Малышев Ю.Н., Пучков Л.А., Харченко В.А. Экология: горное дело и природная среда: Учеб.для вузов.–М.: Издательство Академии горных наук, 1999. -367с.: ил.
    3. Экология горного производства: Учебник для вузов/ Г.Г. Мирзаев, Б.А. Иванов, В.М. Щербаков, Н.М. Проскуряков.–М.: Недра, 1991.–320с.: ил.
    4. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. – М:Недра,1991.-221с.
    5. Леонов П.А., Сурначев Б.А. Породные отвалы угольных шахт. – М.:Недра,1970.-112с.
    6. Меркулов В.А. Охрана природы на угольных шахтах.– М.:Недра,1991.-184с.
    7. 7. Рациональное природопользование в горной промышленности: Учебное пособие для вузов / [Ю.М. Арский, Н.А. Архипов, В.Д. Аюров и др. Под общей ред. В.А.Харченко.–3-е изд.] – М.: МГГУ, 2000. – 443с.
    8. Сохранение окружающей природной среды на горнодобывающих предприятиях: монография / [С.С. Гребенкин, В.К. Костенко, Е.С. Матлак и др.]–под общ. ред. Гребенкина С.С и Костенко В.К. – Д.: «ВИК», 2009. – 505 с.
    9. Угольное производство как источник техногенного воздействия на земную атмосферу / Г. Л. Майдуков // Уголь Украины. 2008. № 2. –с. 27-34.
    10. Шапарь А. Г. Экологические проблемы горнодобывающей отрасли и некоторые пути их решения // Горный журнал. – 2005. № 5, май. – С. 20–23.