Реферат: Современные процессы в добыче угля подземным способом, повышающие их экологическую безопасность

·        Защита атмосферы посредством отбора газа и пыли с последующим сжиганием;

·        Осуществление пылеподавления в местах образования.

·        Улавливание других газов, при повышении ими ПДК, химпоглотителями или выжигание в печах дожига;

·        Защита атмосферы от теплового загрязнения применяемой технологии отбора теплоты для обогрева;

·        Создание комплекса по переработке твердых отходов включающего сбор и переработку шахтной породы, обеспечивающего сохранность поверхности, ликвидацию отчуждения земель под складирование, исключающего загрязнение атмосферы и водоемов.

Очень важно установить общее требование экологической надежности выбираемых решений. На каждом данном этапе должны быть определены критерии экологической надежности, которые рассматриваются как обязательные. Решения, не отвечающие установленным требованиям, должны быть исключены из выбора. Мероприятия по снижению уровня отрицательных воздействий на окружающую среду в конечном счете могут быть направлены на повышение коэффициента экологического действия κэ.д. , которое определяется условием κэ.д. = κэк - κс , где κэк - коэффициент экологического действия «экологизированной» технологии производства; κс - коэффициент экологического действия существующей технологии производства.

Величина κэ.д отражает степень совершенствования технологии производства с точки зрения уменьшения воздействий на окружающую среду, т.е степень экологизации производства по сравнению с существующей. Другой принцип подхода к анализу экологичности производства основан на том, что потребление данного вида экологических ресурсов рассматривается как необратимое воздействие и при этом учитывается расход ресурсов и воздействие производства на все другие виды экологических ресурсов, т.е. предусматриваются мероприятия, обеспечивающие минимум тотрицательных воздействий при решении основной цели производства, иными словами, этот подход должен исключать наступление такого периода, когда расход превышает их прирост, Р>П.

Важным показателем степени использования ресурсов и экологизации производства, а также для определения коэффициента экологического действия является степень полезности использования потребляемых ресурсов. Для существующих технологических процессов добычи угля в отрасли этот показатель далек от оптимального значения.

К неудовлетворительному использованию природных ресурсов относится неполное извлечение и некомплексное использование добываемого угля. Остро стоит вопрос об использовании забалансовых запасов, для которых пока нет экономически целесообразных технологий использования.

4. Совершенствование основных и вспомогательных технологических процессов для сохранения устойчивости экосистем

.1 Утилизация метана вентиляционных и дегазационных систем

В мировой практике к настоящему времени существует достаточно обширный опыт промышленной утилизации метановоздушной смеси, поступающей из дегазационной системы шахты, как топлива для газомоторных установок, производящих электро- и теплоэнергию.

В условиях России экологическая эффективность утилизации шахтного метана с целью производства электро- и теплоэнергии достаточно высока- срок окупаемости газомоторных установок установленной мощностью 0,6-1,0 мВт. С утилизаторами тепла в основных бассейнах с подземным способом угледобычи - Воркутинском и Кузбасском, не превышает 5 лет.

В России работы по созданию шахтных ТЭЦ, работающих на шахтном метане, выполнялись с начала 90-х годов. В результате в качестве основного типа силовых установок были приняты четырехтактные газомоторные и газодизельные установки установленной мощностью 200, 1000 и 2500 кВт на базе серийных дизелей, конвертируемых на газ. В настоящее время на трех шахтах эксплуатируются указанные установки.

Широкому внедрению подобных установок и решению тем самым в значительной степени проблемы выбросов шахтного метана препятствует только недостаток инвестиций. Важность и целесообразность решения данной проблемы определяется также тем, что метан является вторым по значимости для формирования тепличного эффекта газом, отвечающим за примерног 18% парникового эффективно. В земную атмосферу в целом поступает примерно 700 млрд.м³ метана в год, из которых около 35 млрд.м³ связано с подземной добычей угля и данный метан является практически единственным антропогенным источником, который может быть утилизирован.

Это обстоятельство является причиной того, что международным сообществом нейтрализиция шахтного метана рассматривается как одно из эффективных направлений борьбы за сохранение климата на Земле. Важным элементом в решении комплексной задачи лактации шахтного метана является его экономически эффективное использование именно в качестве первичного экологически чистого энергоносителя, поскольку энергетическое использование шахтного метана превращает его в воду, геологически нейтральное вещество, и углекислый газ, тепличная активность которого в 26 раз ниже, чем у метана.

.2 Техническое решение по утилизации тепла откачиваемых шахтных вод

При эксплуатации угольных шахт на поверхность откачиваются шахтные воды с температурой не ниже 120 С. Дополнительный вынос тепла на поверхность имеет отрицательные экологические последствия. Вместе с тем, с помощью тепловых насосов это тепло может быть утилизировано и использовано.

Стоимость полученной таким образом экологически чистой тепловой энергии ниже в 1,5-2 раза, чем в уг7ольных котельных малой и средней мощности. С целью выбора для угольных шахт России наиболее эффективной конструкции теплового насоса рассматривались парокомпрессионные и абсорбционные насосы. По основным показателям- стоимость теплового насоса на 1 Гкал/час вырабатываемой тепловой энергии, стоимость тепловой энергии насосов была принята конструкция абсорбционного теплового насоса. В настоящее время на двух шахтах Кузбасса (шахта «Центральная» и шахта им М.И.Калинина) имеются две пилотные установки с абсорбционными бромистолитиевый тепловыми насосами (АБТН).

Технико- экономическая оценка использования абсорбционного бромистолитиевого теплового насоса теплопроизводительностью 2,66 Гкал/час в условиях шахты «Центральная» показывет, что расчетный срок окупаемости находится в интервале 6,3-7,0 лет. По сравнению с действующей котельной обеспечивается снижение расхода твердого топлива более, чем в 1,65 раза.

Приведенные примеры технических решений по экологизации функционирования угольной шахты свидетельствуют о том об их достаточно высокой экономической эффективности.

Можно с уверенностью констатировать, что для остальных факторов экономически и экологически приемлемые решения будут разработаны и введены в промышленную практику до 2010г.

.3 Повышение эффективности буровзрывных работ

При разработке месторождений для снижения влияния на экологию необходимо применять взрывчатые вещества с минимальным количеством ядовитых газов, образующихся при взрывании, теплотой взрыва и пылеобразованием. Как показывают выполненные исследования, такими ВВ являются аммонит 6ЖВ и зерногранулит 79/21. последний надежно детонирует от стандартных патронов ВВ из аммонита 6ЖВ, так как обладает меньшей единичной мощностью.

.4 Обеспечение замкнутого цикла обращения твердого вещества и локализации технологической пыли в подземном пространстве

При подземной добыче в выработанном пространстве, исходя из реальных коэффициентов заполнения и разрыхления, могут разместиться все отвальные породы и не менее 40% объема хвостов обогащения. Однако реальные перспективы такого способа улучшения экологии горного производства открываются при переходе от последовательной выемки запасов сверху вниз к выемке снизу вверх.

Это позволяет полностью изменить схему движения потоков горной массы и открывает реальную технологическую перспективу частичного замыкания цикла обращения твердых отходов путем размещения породы, получаемой из всех источников, обусловленных принятой геотехнологией, в выработанном пространстве нижележащих горизонтов. Когда выработанное пространство заполняется закладочным материалом с заданными свойствами, появляется возможность ввести частично замкнутый цикл обращения твердых отходов путем их использования для изготовления закладочных смесей.

Характерной особенностью пылевидных твердых отходов является тоя. Что они поступают в окружающую среду с экологически безвредным носителем- атмосферным воздухом. Поэтому проблема обеспечения замкнутого цикла обращения этих отходов сводится к выделению пыли из воздушного потока и локализации ее внутри системы подземных горных выработок. Следует особо отметить, что экологическая проблема устранения источников пыли, загрязняющей природную среду, тесно увязана с проблемой уменьшения количества пыли во внутришахтных воздушных потоках.

Кардинальное решение пылевой проблемы при подземной разработки месторождений полезных ископаемых предложено в институте ИПКОН РАН. Решение проблемы включает целенаправленное изменение горной технологии, систем и порядка отработки запасов, чтобы, с одной стороны, исключить накопление пыли в вентиляционной струе по мере ее движения, а с другой, периодически очищать вентиляционную струю от пыли, особенно после прохождения ею мощных источников пылеобразования.

Чтобы в вентиляционной струе не накапливалась пыль, следует отказаться от последовательного расположения нескольких источников пыли в очистном забое и перейти к технологиям с точечным источником пылеобразования (одной буровой установки) в каждом забое, т.е к технологиям с отбойкой руды из нарезанных выработок. Принципиальная возможность выполнения этих требований возникает при ведении очистной выемки из нарезанных выработок в случае напрвдения вентиляционной струи, омывающей каждый точечный источник пылеобразования (буровой агрегат), в очистное пространство.

Заключение

В своем реферате я показала влияние угледобывающей промышленности, в т.ч. угледобывающих шахт на окружающую среду. Была проведена оценка существующих технологий подземной добычи угля с позиций образования отходов и полноты использования природных ресурсов.

Отходами на угледобывающих предприятиях являются, как выше указывалось, горные породы, газ метан, низкопотенциальное тепло вентиляционных потоков, угольная пыль. Особое место занимают теряемые запасы угля на участках, ограниченных непереходными нарушениями, в различного рода охранных целиках, особенно под водными объектами, а также забалансовые запасы угля.

Следовательно, угледобывающее предприятие с перспективных позиций должно быть экологически безопасным, т.е осуществлять добычу ряда природных компонентов, исключая полностью или почти полностью отходы производства.

Список литературы

1            Красавин А.П. «Защита окружающей среды в угольной промышленности». Москва.: Недра, 1997г.

2       Архипов Н.А. «Добыча угля и рациональное природопользование». Москва.: Недра, 1987г.

         Михайлов Ю.В. «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.

         Хван Т.А. «Промышленная экология».- Ростов н/Д.: Феникс,2003г.