Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методики прогноза загрязнения атмосферы породными отвалами и поверхностными технологическими комплексами угольных шахт Рожков, Виктор Федорович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рожков, Виктор Федорович. Совершенствование методики прогноза загрязнения атмосферы породными отвалами и поверхностными технологическими комплексами угольных шахт : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 11.00.11.- Тула, 1997.- 22 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы. Техническое совершенствование утольнон промышленности характеризуется созданием новых горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений бурых и каменных углей, расположенных в различных природно-климатических зонах страны.

Непрерывный рост энерговооруженности экономики, и сокращение запасов жидкого и газообразного топлива потребует неуклонного увеличения поставок твердого топлива. Добыча этого вида топлива связана с увеличением выработки отходов добычи и обогащения углей: При этом масса отходов увеличивается не пропорционально росту добычи угля и объему его переработки, а более быстрыми темпами, (обусловленными

ухудшением ГорНО-ГЄОЛО 1РЄСКИХ УСЛОВИЙ УГОЛЬНЫХ месторождений), 41Q

в свою очередь, приводит к усилению отрицательного воздействия на окружающую среду и проявляется в загрязнении водных источником, атмосферного воздуха, почвы твердыми, жидкими и пылегазообразнымп отходами в количествах, зачастую во много раз превышающих предельно допустимые концентрации (вблизи горящего породного отвала кои центрация окиси углерода в 46,6, сернистого ангидрида 1,2 раза выше установленных санитарных норм,а превышение ПДК по пыли досінгает 54 раз). Все это нарушает сложившуюся экологическую сбалансирован ность природной среды, вызызая необходимость проведения специальных природозащитных мер.

Основными источниками загрязнения воздушного бассейна з угольной промышленности являются промышленные и коммунально-бытовые котельные, сушильные установки обогатительных фабрик, аспирацион-ные системы предприятий и горящие породные отвалы. Из этих источии коз ежегодно в атмосферный воздух выбрасывается значительное коли чество твердых и газообразных вредных веществ.

Ухудшение физических и химических сзойств атмосферного воздуха на территории, прилегающей к предприятиям угольной промышленности, отрицательно сказывается на здоровье людей, их работоспособности и продолжительности жизни. Как следствие ухудшаются технико-экономические показатели и снижается эффективность деятельности как отдельного предприятия, так и отрасли в целом.

Выбросы крупных предприятий угольной промышленности загрязняют атмосферный воздух о радиусе нескольких десятков километров, угнетающе действуя на растительный и животный мир. Кроме того, пред приятия вынуждены нести значительные расходы для компенсации экологического ущерба, наносимого окружающей среде.

Валовые выбросы вредных веществ от предприятий угольной про мышленности составляют тысячи тонн в год. Однако значения объем-

вредных выделений, выраженные в таком измерении, не дают достаточного представления о степени загрязнения атмосферы, оцениваемой по предельно допустимой концентрации их содержания в воздушной среде. Поэтому важно знать современное состояние и динамику поступлений загрязнителей в окружающую среду, их свойства.

Существующие прогнозные методики основаны на „использовании среднегодовых значений выбросов загрязняющих веществ по бассейну в цепом, не учитывая изменение физико-механических свойств угля и го-" рения отвалов в зависимости от изменения горно-технических и погодно-ьлимагичвских условий. Кроме того, они не позволяют оценить уровни «'мцентраций вредных веществ в атмосферном воздухе.

Таким образом, вопрос совершенствования методики прогноза выбросок вредностей в атмосферу поверхностными технологическими комплексами шахт, является актуальным и имеет важное значение для принятия организационно-технических решений.

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей выделения пыли и газов технологическими комплексами и породными отвалами угольных шахт для повышения достоверности прогноза загрязнения атмосферного воздуха промппощадок угольных шахт.

Идеи работы состоит в том, что повышение достоверности прогноза загрязнения атмосферного воздуха промппощадок угольных шахт обоспечипается адекватностью математических моделей поступления вредностей в атмосферу, учитывающих закономерности процессов газо-пылевыделания технологическими комплексами и породными отвалами.

Основные научные положения работы заключаются в следую
щем: . .

главными источниками выбросов вредных веществ в атмосферу промппощадок угольных шахт являются поверхностные комплексы и іна-пі горения породных отвалов, поэтому решение задачи совершен.', і новации прогноза масштабов загрязнения осуществляется на основы закономерностей изменения удельных лылетазовыделений от этих источников; -

для определения удельных пылевыделений от поверхностных комплексов шахт использованы зависимости этих характеристик оі механической прочности и влажности добываемого угля, а также от величины скорости ветра, которые моделируются уравнениями множественной регрессии;

удельные газовыделения определяются интенсивностью очагов горения породных отвалов, фильтрационными свойствами породо-угольной массы, условий горения, характеризуемых концентрацией газов на глубине 0,1 м, величины скорости ветра и моделируются уравнениями конвективно-диффузионного переноса с учетом зависимости параметров переноса от температуры;

методика прогноза экологического влияния угольных предприятий, дсполнэна расчетными зависимостями дпя максимальных разовых выбрасываемых прєдньїх-веществ в атмосферу промплещадок шахт а со-отсзтетаио с существующими езнитпрчыми нормами.

Нопизна научных положении:

получены "-мпиричесгиэ зависимости для инженерных расчетов змочений удельных пылепыдёлениП на различных технологических операциях поаерхмостиых комплексоэ шахт, отличающиеся там, что интенсивность' пыле:;ыделс-ний определяется з зависимости от скорости ветра, влажности и коэффициента механической прочности угля;

установлены зя.-:оно?*эрности изменения концентрации гззеп 'и удельны;: газосыдеяенни из горящих породных отбэлсз, отличающиеся тем, что концентрация газоз и удельные газозыделения определен; :ся с учзтем температуры позеохностп отпала;

установлены зезис ;. тети гзродяна^ическич коэффициенте.; от-, дольных фро:хц;н стеэльно'й (л?.ссы, отличающиеся там, "те"линейное и 'оздр-лтичнез азредннзмичйскоо ^.опротиилекча определяется с учетом слс.)!с:-;остц и среднего диамотра к/cRa пористого материала;

рггсрсёотапа усовершенствованна»! методика расчета коофф!Щ№м-т;- прснгч.ес.'.^-сгії м. масштаба стаг-рошеро.^озатости отаппькой ^пссы, учіпь!:*:'7щ..-:л слижче рез'героз среднего куска и алахчеегч отдельных г'т)~.f;'i,!^;~i пористого материала;

гозрг-Сотпп r.m'iv?T!'.4;icA'2,T модель фильтрации заздуда з слое пгродо-угельной массы, отличагащзлеп тем, что скорость фильтрации определяется з з-зчменморти от величины спорости оотрз .4 КСЭфППЧ'.ИСЦ- ' та геочгц^еместн лор.^дчоч f/ir-.-cb! о",'.:,л^;

разработана \іатомгппчсс:;гд модель газовыдолений из породных отдало:.,. отяич?юш,аясл тем что, ггзееыдсления описыааютсл с учетом разности концентраций на глубине 0,1 м и.из поверхности отекла, диф-фузпенньи пграмзтроо среды и фактической площади зоны герочил;

разработана усезоршенстеог.знкал методика расчета количества сыдолтощихсл п?.зоз из горящих породных отоллоз, для шахт Подгюс-гагного, Печорсгого и Челябинского бассчзйкор, отличающаяся тем, что Гизоеыделенил определяются сучагом зависимости удельных газовыдо-ланпй от температурного режима и диффузионных свойств лородог угольной массы отвала,- а таюко тем, что определяются максимальны» разсяыз выбросы для расчета предельно допустимых аыбросоа;

рззраЗотзка усовершенствованная методика расчета пылеэыдалз-
ннй от технологических комплексов угольных шахт, учитывающая злип-
»И2 коэффициента механической прочности, влажности добываемого
угла i,v величины скорости ветра, а также тем, что определяются макси
мальные рзяозые выбросы Для расчета предельно допустима выбро-
соз. . . '

Достоверность научных положений выводов й рекомендаций

подтверждается:

корректней постановкой задач исследований, обоснованным использованием классических методов физической химии, математической физики, математической статистики и современных достижений вычис-пительнойтехники;

достаточным объемом лабораторных исследований проб отвальной массы, удовлетворительной сходимостью расчетных значений с результатами эксперимента по определению аэродинамических характеристик породо-угольной массы;

удовлетворительной сходимостью результатов прогноза загрязнения атмосферного воздуха промплощадок шахт с фактическими данными ( отклонения не превышают 20% ) и значительным объемом фактических данных пыле- и газовыделений от поверхностных комплексов и горящих" породных отвалов, обработанных в процессе вычислительных экспериментов ( проанализированы данные по шахтам четырех бассейнов России и Украины ).

Практическое значение работы. Усовершенствованная методика прожоза пылегазовыделений позьоляет удовлетворительно и с минимальной трудоемкостью прогнозировать уровень загрязнения атмосферного воздуха поверхностными комплексами и породными отвалами. Полученные расчетные зависимости для определения коэффициента проницаемости и масштаба макрошероховатости отвальной массы обеспечивают требуемый уровень достоверности получаемых результатов. .

Предложенные способы определения параметров процессов пыле-газовыделения обладают умеренной трудоемкостью и обеспечивают требуемый уровень достоверности прогнозной информации.

Реализация работы. Основные научные и практические реульта-ты диссертационной работы использованы в центре по экологии и безопасности жизнедеятельности при администрации Тульской "области. Усовершенствованная методика газовыделений использована ВНИИО-Суголь при разработке методических указаний по определению количества отходящих вредных веществ^ выделяемых горящими,породными отвалами, а также в Тульском государственном университете при выполнении госбютжетных и хоздоговорных НИР.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ.( г. Тула, 1980-1996 гг.); на региональных научно-технических конференциях "Совершенствование технологии, механизации и автоматизации горных работ" ( г. Тула, 1980-1982 гг.); на научных семинарах института ВНИИОСуголь ( г. Пермь, '1985-1986 гг.); на 1 международной конференции "Проблемы создалия экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полез-

ных ископаемых и переработки отходов горного производства^ г Тула, 1996 г.); на 2 международной конференции по экологическому образованию "Между школой и университетом" (г. Тула, 1996 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 9 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5«глав, заключения и содержит 219 страниц машинописного текста, в том числе 30 рисунков, 44 таблицы, список литературы из 127 наименований и приложение.

Автор выражает благодарность профессору Э.М.Соколову за предложенную идеологию работы и научно-методическую помощь и поддержку, сотрудникам кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды, а также сотрудникам кафедры теплогазоснабження г вентиляции ТулГу, обеспечившим все необходимые условия для выполнения диссертационной работы.