Разумное природопользование: Загрязнения воздушной среды и пути их снижения на открытых объектах горнодобывающего комплекса

Авторы:

Виталий Федотов
Национальный минеральносырьевой университет «Горный», к. т. н., доцент

Валерий Денисов
Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), д. т. н., профессор

Аннотация

Рассмотрены способы очистки воздушной среды от аэрозольного загрязнения при открытых горных работах. Выполнен краткий анализ их преимуществ и недостатков. Предложен перспективный метод по очистке воздушной среды в горнорудных карьерах устройствами очистки, снабженными электрофильтром для сбора пыли и УФ-излучателем для нейтрализации токсичных газовых компонентов. Непрерывно перемещающиеся на магнитолевитационной линии устройства очистки, скомплектованные в батареи, собирают пыль и нейтрализуют токсичные газы в воздухе карьера.

Горно-геологическое производство является источником техногенного загрязнения окружающей среды. Ведение работ в карьерах вызывает загрязнение воздуха газами и твердыми частицами. Наиболее опасны образующиеся мелкодисперсные частицы, нахождение и перемещение которых в воздушных массах аналогично газообразным составляющим. Аккумулируются загрязняющие вещества (ЗВ) не только вблизи источников выноса, но и активно разносятся по воздуху.

Объемы загрязненных воздушных масс при работах в открытых карьерах сопоставимы с загрязнением воздушной среды при ряде промышленных процессов химической и металлургической отраслей и требуют разработки специальных методов очистки.

Наиболее опасны образующиеся мелкодисперсные частицы, нахождение и перемещение которых в воздушных массах аналогично газообразным составляющим.

Исследования НИИБТГ на горнорудных карьерах показали, что интенсивность пылевыделения достигает при бульдозерных работах — 623 мг/с, при транспортировании горной массы автосамосвалами — 1190 мг/с, при движении большегрузных автосамосвалов — 3 17 мг/с.

Большие объемы пыли и газов выделяются при массовых взрывах в карьерах. При этом концентрация пыли в облаке достигает 1000 мг/м3, а концентрации вредных газов СО и NO соответственно 6250 мг/м3 и 21 мг/м3.

Целесообразно предотвращать выбросы ЗВ в атмосферу, так как последующее устранение последствий загрязнения воздушного бассейна малоэффективно, более трудоемко и дорогостояще, а зачастую невыполнимо в силу огромных масштабов воздействия.

При открытых горных работах распространены способы очистки, такие как:

Установка нейтрализаторов и сажевых фильтров в систему выпуска отработавших газов;
Пылеподавление: гидроорошение, устройства ограждений, укрытий с аспирацией, нанесение пены, искусственного снега, пылесвязывающих веществ и т. п.);
Пылеулавливание специальными аппаратами: пылеосадительные камеры, циклоны, фильтры, электрофильтры и т. д.

Однако эти способы не лишены недостатков:

Нейтрализаторы и сажевые фильтры воздействуют на отработавшие газы автомобилей, твердые частицы из воздушной среды не удаляются;
Применение гидроорошения, запенивания источников пыли ограничено сезонностью;
Существующие стационарные аппараты пылеулавливания, не предназначенные для работы в открытых объемах загрязненной воздушной среды, малоэффективны.

Для решения экологических проблем открытых карьеров предлагаются новые методы очистки атмосферного воздуха. Таковыми являются: способ искусственной вентиляции карьеров и электрический способ вентиляции карьеров и воздушной массы в прилегающих к ним районах.

Метод искусственной вентиляции карьеров может использоваться для повышения эффективности вентиляции карьеров за счет исключения повторного попадания удаленных загрязнений в окружающую воздушную среду.

С разных сторон выработанного пространства карьера монтируют стационарные вентиляторы и крепят к ним через переходник надувные воздуховоды. Свободный конец этих воздуховодов присоединяют к поворотному шарниру индивидуального сопла, установленного на самоходной тележке. С помощью этих тележек концы воздуховодов опускают на нижние горизонты карьера и включают вентиляторы, обеспечивая воздухообмен между атмосферой карьера и окружающей средой путем транспортировки воздуха по воздуховодам. Этим, по утверждению разработчиков, исключается вторичное загрязнение воздуха карьера.

Недостатком указанного способа является необходимость сооружать дополнительную пылегазоочистную установку для нейтрализации скапливающихся ЗВ при штиле (малых скоростях ветра) у верхних горизонтов выработанного пространства…