ДонНТУ   Портал магістрів

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

• 1. Актуальність теми
• 2. Мета і основні завдання магістерської роботи
• 3. Наукова новизна
• 4. Об'єкт і предмет наукових досліджень
• 5. Узагальнення породних відвалів
• 5.1 Температурна зйомка
• 5.2 Конічні, гарячі відвали
• Висновки
• Перелік посилань

1. Актуальність теми

Підземний видобуток вугілля супроводжується одночасним вилученням з надр значних обсягів породи. В середньому на 1 т вугілля припадає до 0,7 порожніх порід. Загальна площа відведених земель перевищує 2 тис. га, з яких ставками-відстійниками включена 2400 га, горизонтальними відстійниками і шламонакопителями близько 800 га, відвалами – приблизно 6000 га. До порушених земель віднесено близько 15 тис. га – це площі, зайняті відвалами, горизонтальними відстійниками і ставками-накопичувачами, шламонакопителями.

Проведені на території Донбасу дослідження показали, що відвали висотою менше 30 м практично не горять, з висотою до 50 м горять 60% відвалів, до 90 м – 87%, понад 90 м – горять практично всі відвали [1].

Вплив породних відвалів вугільних шахт і збагачувальних фабрик на природне середовище має багато аспектів, одним з яких є їх тепловий стан.

Контроль теплового стану породних відвалів проводиться з метою:

а) своєчасного виявлення осередків самонагрівання на діючих відвалах та вжиття заходів щодо попередження самозаймання порід;

б) оцінки ефективності заходів щодо зниження інтенсивності горіння породних відвалів;

в) отримання вихідних даних для розробки проектів гасіння або розбирання породних відвалів;

г) визначення кількості шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу породним відвалом [9].

На діючих негорящіх відвалах виміри температур проводяться тричі на рік (травень, липень, вересень) на глибині 0,5 м від поверхні. На діючих гарячих відвалах виміри температур проводяться двічі на рік (травень, вересень) на глибині 0,5 м. На недіючих гарячих відвалах виміри температур проводяться один раз на рік (серпень-жовтень) на глибині 0,5 м [1].

2. Мета і основні завдання магістерської роботи

Мета роботи: полягає в дослідженнях формування і зміни форм териконів з плином часу і вивчення їх якісних показників на основі геометризації.

Основними завданнями роботи є:

1. Збір і аналіз даних про териконах і породних відвалах, розташованих на території діючих і закритих шахт та формування бази даних.
2. Вивчення термінів горіння породних відвалів.
3. Оцінка ймовірності утворення зон горіння.
4. Зміна температури гарячих відвалів з глибиною.

3. Наукова новизна

Наукова новизна магістерської роботи полягає в тому, проведення різнобічних досліджень териконів та породних відвалів шахт. Розробка заходів щодо зменшення негативного впливу породних відвалів на навколишнє середовище та здоров'я населення. Проведення досліджень з оцінки горіння териконів, зміни форм териконів.

4. Об'єкт і предмет наукових досліджень

Об'єкт наукових досліджень: об'єктом наукових досліджень є терикони і породні відвали шахт Донбасу.

Предмет наукових досліджень: предметом наукових досліджень є вивчення якісних і кількісних показників териконів та породних відвалів шахт Донбасу та їх вплив на стан навколишнього середовища.

5. Узагальнення породних відвалів

Вугільна промисловість України є основним джерелом отримання енергоносіїв на державному рівні. Вугілля використовується для одержання електроенергії, тепла, як сировина для металургійної і хімічної промисловості. Для досягнення стабільного видобутку вугілля на будь шахті необхідно вести підготовку запасів вугілля проведенням гірничих виробок. Фактично обсяг видобутку вугілля повністю залежить від фронту готуючих виробок, без яких неможливо ввести в експлуатацію нові видобувні ділянки. Проведення готуючих виробок пов'язано з отриманням великої кількості порожньої породи, видачею її на поверхню і розміщенням на землях, які можливо використовувати для інших цілей [3].

Всього при функціонуванні шахт і збагачувальних фабрик на території вугледобувних регіонів складовано близько 4 млрд. т породи, яка розміщена у відвалах, у тому числі – гарячі. У цьому разі викидається в атмосферу понад 300 тис. т забруднюючих речовин. Щорічно з поверхні одного терикону видувається приблизно 400 т породного пилу і вимивається близько 8 т солей. Процеси пилоутворення і газовиділення шкідливих речовин в атмосферу посилюються у багато разів під час горіння породних відвалів. В деяких шахтарських містах (Макіївка, Донецька обл., шахтоуправління Холодна балка) щільність розміщення породних відвалів така, що зони поширення продуктів горіння, вивітрювання і вимивання окремих відвалів змикаються між собою і створюють зону постійної екологічної небезпеки. Норми забруднення атмосфери порушуються постійно – адже з економічних причин практично відсутні технологічні рішення по зниженню видачі породи на поверхню за рахунок розміщення її у виробленому просторі [4].

Накопичення гірничопромислових відходів у великій кількості і розміщення їх поблизу від діючої шахти в межах санітарно-захисної зони, та ще й на території поселень, є екологічно небезпечним. Надалі, розглядаючи екологічну систему людина – породний відвал – навколишнє природне середовище слід зупинитися на взаємний негативний вплив елементів цієї системи один на одного. Результатом антропогенної діяльності є формування породних відвалів, які негативно впливають на навколишнє природне середовище та здоров'я людини, в першу чергу. В результаті технологічних процесів формуються параметри породних відвалів, які визначають ступінь їх екологічної небезпеки. До них слід віднести: висоту відвалу, площа основи відвалу і обсяг відвалу [7].

Аналізуючи екологічну ситуацію можна зробити висновок, що Донбас став звалищем відходів, в тому числі і промислових. Так, займаючи 4,4% площі України, третя частина всіх промислових відходів складовано в цьому регіоні. Обсяг відходів за останні роки збільшився і становить 52 млн. т, з яких 24,6 млн.т – токсичні. Головна причина в тому, що рівень використання відходів дуже низький, а адже вони являють вторинну сировину, активна переробка якого дозволяє вирішити безліч проблем народного господарства і соціуму в цілому [10].

За весь період роботи вугільних шахт у Донецькій області утворилося 582 породних відвалу, 132 з яких продовжують горіти, а роботи по їх гасіння практично не ведуться. В експлуатації знаходяться 125 териконів, 60 з яких горять. З териконів в атмосферу викидається більш ніж 65 000 тонн шкідливих речовин на рік. Площа поверхні кожного такого відвалу близько 0,12 км², а зона розповсюдження продуктів горіння простягається в радіусі 3 км. В цьому випадку в атмосферу потрапляє велика кількість речовин[6].

5.1 Температурная съемка

Основним методом, за допомогою якого можна оцінити вплив породних відвалів на навколишнє середовище, є температурна зйомка. Вчасно проведена температурна зйомка істотно допомагає в прийнятті необхідних заходів по боротьбі з осередками горіння і особливо при розробці проектів гасіння. Результати вимірювань заносяться в спеціальний журнал(рис. 1).

При обстеженні теплового стану конусного відвалу точки вимірювання температури розташовуються по 8 утворюючим на відстані по вертикалі 10 м за схемою, наведеною на рис.(2а). Точки вимірювання температури порід хребтовидного відвали розташовуються на відстані 20 м в горизонтальній площині і 10 м по вертикалі за схемою на рис. (2б). Точки вимірювання температури порід на плоскому відвалі розташовуються на горизонтальній поверхні на відстані 5 м від бровки укосу, і на відстані 20 м в горизонтальній площині за схемою на рис (2в). Крім того, якщо висота ярусу понад 10 м точки вимірювання температури аспологаются на укосі на відстані 0,5 м по вертикалі, і на відстані 20 м в горизонтальній площині за схемою на рис. (2в). Додаткові точки вимірювання розташовуються в можливих (видимих) клітинках самонагрівання. Вимірювання температури здійснюється на глибині 0,5 м від поверхні. 2. В точках, де буде виміряно температуру перевищує 45°С, але не менше 80°С, проводиться вимір температури на глибині до 2,5 м [12].

5.2 Конічні, гарячі відвали

В останні роки були запропоновані різні технології зниження шкідливого впливу гарячих відвалів на навколишнє середовище. Так, досліджуючи процеси горіння порід вугільних родовищ, М.П. Зборщик і В.В. Осокін запропонували створювати на поверхні відвалів захисний шар з кальцій вмісних сполук. Для запобігання самозаймання та гасіння палаючих відвалів пропонується використовувати гідроксиди і карбонати Na, К, Са, найбільш повно і ефективно нейтралізуючі речовини новоутворення, виділення яких ініціюється окислювальним вилуговуванням в них піриту. При цьому досягається не тільки припинення екзотермічних реакцій, але й захист навколишнього природного середовища внаслідок нейтралізації шкідливих речовин у твердому, розчиненому і газоподібному станах [10,11].

Великої шкоди природному ландшафту завдано відсипанням конічних відвалів, висота яких коливається від 20 до 110...120 м.(рис 3.)

Ці відвали найбільш схильні до самозаймання. У зв'язку з тим, що температура всередині породних відвалів дуже висока і процес горіння триває десятки років, використання тепла може одночасно вирішити наступні завдання: екологічну, економічну і соціальну. Із-за того що палаючі терикони знаходяться в безпосередній близькості від селищ, населених пунктів, використання їх в якості низькопотенційної теплової енергії є дуже доцільним [8]. Палаючий терикон наведено на рис 4.

Палаючі терикони, які знаходяться на значному видаленні від споживачів тепла найбільш перспективно використовувати, коли є можливість розташувати споживача тепла поруч або перетворити теплову енергію в електричну. Палаючі терикони, які знаходяться на значному видаленні від населених пунктів, найбільш перспективні на даний момент часу з позиції їх швидкого використання (відпрацювання дослідної технології, безпеки, екологічної чистоти), так як в процесі відпрацювання пом'якшуються деякі вимоги, що пред'являються санітарно-гігієнічними та екологічними службами. Найбільш перспективним напрямом їх використання є отримання електроенергії і хімічних продуктів [8].

Висновки

Проаналізувавши вищенаведені дані можна чітко констатувати той факт, що шахтні відвали дуже негативно впливають на навколишнє середовище і людини, при цьому ще і займаючи великі площі родючих земель. Вкрай необхідно розвивати технології утилізації териконів, створюючи нові високопродуктивні переробні комплекси.

Переробка шахтних териконів також дасть нові робочі місця людям, які проживають в шахтарських містах і селищах.

Перелік посилань

1. НПАОП 10.0-5.21-04 "Інструкція із запобігання самозапалюванню, гасіння та розбирання породних відвалів". Утверждено приказом Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда от 26.10.2004 г. №236.
2. Уханьова М.І., Хоботова Е.Б. Дослідження радіаційно-хімічних властивостей відвальних горілих порід//Матер.конф. «Сучасні проблеми екології та геотехнологій».- Житомир, 2009.– С. 38–39.
3. Воробьев Е.А., Грабар Е.В., Лихачева В.В., Сухарь Е.А., Чиглинцева В.В. Перспективы использования породных терриконов. АДИ ГВУЗ "ДонНТУ". Горловка.
4. Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф., Улицкий О.А., Дрибан В.А. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины. НОРД-ПРЕСС, Донецк, 2004, 631 с.
5. Сборник инструкций к Правилам безопасности в угольных шахтах, т.2 – Киев, 2003, – 285 с.
6. СОУ-П 10.1-00174102.007:2008. Викиди шкідливих речовин з породних відвалів. Надано чинності наказом Мiнiстерства вугільної промисловості України від 29.12.2008 №676.
7. НПАОП 10.0-5.37-04 Инструкция по предупреждению самовозгорания, тушению и разборке породных отвалов. Утверждено приказом Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда от 26.10.2004 г. №236.
8. Саранчук, В.М. Борьба с горением породных отвалов. – К.: Наукова думка, 1978. – 268 с.
9. Пашковский, П.С. Контроль теплового состояния породных отвалов / Пашковский П.С., Попов Э.А., Яремчук М.А. // Уголь Украины. – 2000.–№ 7. – С. 27–29.
10. Зборщик М.П., Осокин В.В. Предотвращение экологически вредных проявлений в породах угольных месторождений. – Донецк.:ДонГТУ, 1996.- 178 с.
11. Воробьев Е.А. Влияние породных отвалов на окружающую среду / Е.А. Воробьев, С.А. Сокирка, Е.А. Сухарь // VI Международная конференция. Варна. – 2010. – С. 83–88.
12. Воробйов Є.О. Методи вимірювання температури і газів породних відвалів, що горять. / Є.О. Воробйов, М.О. Ніколенко, С.О. Сокирка // V Науково практична конференція «Донбас – 2020». Донецьк. – 2010. – С. 638–643.