Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Классификация воздействия горного производства на окружающую среду




Сравнительная оценка воздействия различных видов промышленного производства на окружающую среду

Отрасль промышлен-ности Воздействие отраслевой промышленности на элементы биосферы
  воздушный бассейн водный бассейн земная поверхность флора, фауна недра
поверхностные воды подземные воды почвенный покров ландшафт
Химическая и нефтехимическая Си Си Ср Ср Н Ср Н
Металлургическая Си Си Н Ср Н Ср О
Целлюлозно-бумажная Ср Си Н Н О Н О
Топливно-энергетическая Си Си Н Н Н Н О
Строительство Н Н Н Ср Ср Н Н
Транспорт Ср Ср Н Н Н Н О
Горнодобывающая Ср Си Си Си Си Ср Си

О – отсутствие воздействия,

Н – незначительное воздействие,

Ср – воздействие средней силы,

Си – сильное воздействие.

Как следует из этой таблицы, горное производство оказывает наиболее широкое воздействие на биосферу, затрагивающее практически все её элементы. В то же время воздействие некоторых видов деятельности на отдельные элементы биосферы проявляется более интенсивно.

Классификация воздействия горного производства на окружающую среду

Воздействия вызывают геомеханические, гидрологические, химические, физико-меха-нические и термические изменения в окружающей среде.

Геомеханические изменения обусловлены:

1. Строительством карьеров, отвалов, отстойных водоёмов, различных насыпей и траншей.

2. Деформацией поверхности в результате ведения горных работ.

3. Хранением отходов обогатительных фабрик.

4. Монтажными работами, работой тяжёлого оборудования и др.

В результате этого воздействия происходят: изменения рельефа местности, геологической структуры массива горных пород, почвы и строительного полотна; механические повреждения почвы, ликвидация почвы и создание беспочвенных местностей; повреждения строительных объектов и инженерных сооружений.

Гидрологическиеизменения обусловлены:

1.Дренажным воздействием подземных и открытых горных выработок.

2.Деформацией поверхности в результате ведения горных пород.

3.Строительством карьеров, отвалов, водоёмов, различных насыпей и траншей.

4.Смещением русел рек, строительством водоёмов, перепадов и других гидротехнических сооружений.

5. Загрязнением вод.

6.Использованием подземных вод для различных целей.

7.Дренированием месторождений.

В результате этого воздействия происходят: изменения положения и движения уровня подземных вод и гидрографической сети; ухудшение качества вод мелкозалегающих водоносных горизонтов, геолого-инженерных условий строительного полотна, водного режима почвенного слоя; уменьшение ресурсов подземных вод; увеличение суффозии и механического уплотнения грунтов; изменения морфодинамического режима рек; создание пойм.

Химические изменения обусловлены:

1.Эмиссией газов и химически активной пыли.

2. Сбросом засоленных и загрязненных вод.

3.Воздействием токсичных компонентов, содержащихся в породных отвалах и хвостохранилищах.

В результате этого воздействия происходят: изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почвы.

Физико-механическиеизменения обусловлены:

1.Эмиссией пыли и аэрозолей.

2.Сбросами вод, загрязненных суспензией и гидрозолями.

В результате этого воздействия происходят: изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почв; калькуляция русел и водотоков.

Термическиеизменения обусловлены:

1.Загрязнением воздуха.

2.Сбросом подогретых вод.

3.Нагнетанием подогретых вод в массив горных пород.

В результате этого воздействия происходят: изменения качества атмосферного воздуха и водного бассейна.

Шахты, ведущие подземную разработку угля, ежегодно откачивают на поверхность примерно 1,4 млрд. м3 воды.

Сточные воды отрасли подразделяются на следующие группы:

· шахтные воды (шахтные воды и воды от осушения шахтных полей);

· карьерные воды разрезов (карьерные воды и воды от осушения карьерных полей);

· производственные сточные воды (поверхностного комплекса шахт, разрезов, обогатительных фабрик, заводов и др.);

· хозяйственно-бытовые сточные воды работающих на производстве;

· коммунально-бытовые воды населения поселков, находящихся на балансе предприятий.

Шахтные и карьерные воды называют также рудничными или попутно-забираемыми. Это воды, проникающие в выработанное пространство и проходящие через водоотливное хозяйство шахт и разрезов. Они составляют основную часть (74 – 76 %) сточных вод горнорудного комплекса. На долю хозяйственно- и коммунально-бытовых вод приходится 14 %, а производственных – 10 % общего водопритока отрасли. Наибольший вред окружающей среде приносят загрязненные рудничные воды, сток которых начинается при вскрытии водоносных горизонтов подземными горными выработками. Поэтому решающую роль в формировании стока шахтных вод играют подземные воды.

Дебит шахтных вод зависит от природных и технологических факторов. К природным относятся: гидрогеологические условия месторождения (режим обводненности и наличие водоисточников), количество выпадающих осадков, проницаемость вмещающих пород. Технологические факторы: масштабы применения предварительного осушения шахтных полей, глубина разработки, схема вскрытия и отработки шахтного поля, схема разработки, способ управления кровлей, использование воды в технических целях (бурение с промывкой, пылеподавление) и др.

Обводненность шахтных полей оценивают как в абсолютных, так и в относительных величинах. Абсолютные притоки (в м3) принято относить к одному часу или к суткам. Для относительной оценки обводненности шахты используют коэффициент водообильности Кв, который представляет собой отношение объема откачиваемой на поверхность воды Q к количеству добытого угля Т:

КВ = Q/Т.

 

Классификация угольных и сланцевых шахт по обводненности

Группы обводненности шахт Параметры обводненности шахт
Среднегодовой водоприток, м3 Коэффициент водообильности, КВ
Практически не обводненные До 50 Менее 1,5
Слабо обводненные 51 – 100 1,5 – 3
Умеренно обводненные 101 – 300 3 – 5
Обводненные 301 – 500 5 – 10
Сильно обводненные 501 – 1000 10 – 25
Весьма сильно обводненные Свыше 1000 Более 25

При проведении подземных горных работ образуются три вида водопритоков (три системы обводнения) по шахтному полю: при проходке подготовительных и основных выработок; при очистных работах; из погашенных выработок.

При проходке выработок и ведении очистных работ вокруг выработок и над выработанным пространством формируются так называемые депрессионные поверхности (воронки), наличие которых указывает на постепенное понижение уровня воды в водоносном горизонте, хотя приток ее может быть продолжительным и значительным по величине. Образующиеся депрессионные воронки резко нарушают природный режим водоносных пластов. Если запасы воды в одиночном пласте невелики по сравнению с оттоком, то происходит постепенное осушение подработанной части водоносного пласта и даже прекращение притока. При больших запасах воды в водоносных пластах приток ее в шахту по мере постепенного развития очистных работ возрастает (при одновременном уменьшении общих запасов воды в подрабатываемом водоносном горизонте).

Качественный состав шахтных вод разнообразен и существенно изменяется по бассейнам, месторождениям и районам. Однако в большинстве случаев эти воды не пригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки. В основном шахтные воды загрязняются взвешенными веществами и растворенными минеральными веществами, бактериальными примесями минерального, органического и бактериального происхождения.

Минеральные примеси – это песчаные и глинистые частицы, минеральные включения углей (кварц, пирит, карбонаты), инертная пыль, а также содержащиеся в шахтных водах растворенные соли, щелочи и кислоты. Помимо различных минеральных солей и других химических соединений в шахтных водах обнаружены 26 микроэлементов. Как правило, в шахтных водах содержится железо, алюминий, марганец, никель, медь, цинк, кобальт, стронций.

Органические загрязнения – частицы чистого угля (фюзинит и витринит), минеральные масла и другие нефтепродукты, применяемые для смазки горных машин и механизмов, продукты жизнедеятельности живых организмов, разложения древесины и др.

Бактериальные вещества – различные микроорганизмы (плесневые грибы, микробы кишечной группы и др.). степень бактериального загрязнения шахтных вод оценивается в основном двумя микробиологическими показателями: колититр и колииндекс. Колититр – это количество воды, в котором обнаружена одна кишейная палочка (мл/л, см3). Колииндекс – количество кишечных палочек на 1 литр исследуемой воды.

Горные разработки открытым способом также оказывают негативное влияние на гидрогеологическую и геологическую ситуацию региона. Большой карьер бурого угля в Нижнерейнском бассейне разрабатывает наибольшее в Европе месторождение бурого угля. В районе карьера зеркало грунтовых вод по системам колодцев опустилось до глубины 500 м. Если горизонты грунтовых вод не дренировать, вода затекает в карьер и вызывает обвал откосов. 1300 дренажных колодцев подают 1,2 млрд м3 грунтовой воды за год, из которых 13% используется для охлаждения электростанций, которые работают на буром угле, 3% - как питьевая вода и 2% - для собственных потребностей карьера Рейнбраун. Оставшиеся грунтовые воды, содержащие значительное количество солей, стекают в каналы или реки. Области, отдаленные от карьера на 25 - 30 км, страдают от снижения уровня грунтовых вод. Обеспечение водой водопроводных станций сильно нарушено. Ручьи и влажные местности пересыхают, такие влаголюбивые виды растений как дубы и ясени проявляют феномен устойчивости к засухе. Это лишь один из примеров влияния горных разработок на гидрологическую обстановку местности.

Основными направлениями в охране водных ресурсов от загрязнения сточными водами горнодобывающей промышленности являются:

1.Сокращение водопритоков в горные выработки.

2.Очистка сточных вод.

3.Снижение загрязненности вод в подземных горных выработках.

4.Максимальное использование сточных шахтных вод для технического водоснабжения предприятий и сельскохозяйственных нужд.

5.Внедрение оборотных систем производственного водоснабжения предприятий.

Вредные выбросы в атмосферу на предприятиях горно-рудного комплекса происходят в результате:

- подземной добычи ископаемых, включая производственные процессы технологического комплекса поверхности шахт, отвалообразования;

- открытой добычи углей и руд;

- обогащения твердых ископаемых и их брикетирования;

- теплоснабжения предприятий с помощью промышленных и коммунально-бытовых котельных.

Источники выбросов вредных веществ в атмосферу подразделяются на организованные и неорганизованные, стационарные и передвижные.

Основными организованными источниками являются топки котлов промышленных и коммунальных котельных; сушильные установки и аспирационные системы обогатительных и брикетных фабрик; аспирационные системы зданий поверхностного комплекса шахт, цехов машиностроительных и ремонтных заводов, цехо предприятий строительной индустрии; транспорт, работающий с помощью двигателей внутреннего сгорания.

Основные неорганизованные источники, загрязняющие атмосферу промышленными выбросами, - горящие породные отвалы шахт и обогатительных фабрик. Горящими следует считать отвалы, на поверхности которых имеются видимые очаги горения или участки с температурой пород на поверхности, превышающей на 30оС температуру воздуха на высоте 1 м от поверхности отвала (за температуру пород на поверхности отвала принимается температура, измеренная на глубине 0,1 м).

К стационарным источникам загрязнения окружающей воздушной среды в горной промышленности относят промышленные и коммунально-бытовые котельные, сушильные установки и аспирационные системы, горящие породные отвалы, вентиляторы главного проветривания шахт, вагранки и электросталеплавильные печи ремонтных заводов.

К передвижным источникам загрязнения в отрасли относятся автотранспорт, экскаваторы, бульдозеры и т.д., работающие на бензине или дизельном топливе.

Основные вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу стационарными и передвижными источниками, - это пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода, оксиды азота, сероводород, выделяемый горящими породными отвалами.

Основная масса углекислого газа (90-95 %) в шахтах образуется при окислении древесины и угля, разложении горных пород кислыми рудничными водами, выделении СО2 из угля и пород.

Основным источником загрязнения воздуха в шахте оксидом углерода являются в экстремальных случаях рудничные пожары, взрывы угольной пыли и метана, а в обычных – взрывные работы и работа двигателей внутреннего сгорания. Количество СО при взрывных работах точно определить трудно, но для практических целей рекомендуется считать, что 1 кг взорванного взрывчатого вещества выделяет 40 л условного оксида углерода. В ходе взрывных работ образуются также вредные оксиды азота.

Сероводород в шахтах выделяется при гниении органических веществ, разложении водой серного колчедана и гипса, а также при пожарах и взрывных работах.

Сернистый газ выделяется в небольших количествах из пород и угля вместе с другими газами.

Основная часть рудничного газа – метан. В подземных горных выработках он выделяется с обнаженных поверхностей пластов, из отбитой породы, из выработанных пространств и в небольших количествах с обнаженных поверхностей пород. Различают обыкновенное, суфлярное и внезапное выделение метана. Абсолютное обыкновенное газовыделение достигает на отдельных шахтах 150 000 – 180 000 м3/сут. Относительная газообильность в целом ряде шахт Донбасса превышает 50 м3 на тонну добытого угля.

Для предотвращения окислительных процессов в подземных условиях применяют пожаробезопасные системы разработки пластов, изолируют выработанные пространства, создают в них инертную атмосферу, снижают потери полезных ископаемых, осуществляют быстрое и эффективное тушение пожаров.

Наиболее распространенным и активным способом уменьшения метанообильности шахт является дегазация разрабатываемых и сближенных угольных пластов и выработанных пространств.

Чтобы уменьшить образование оксида углерода и оксидов азота, нельзя допускать неполного взрывания ВВ, забойки шпуров угольной мелочью, применять ВВ с нулевым кислородным балансом и со специальными добавками как в самом ВВ, так и в оболочках патронов и в забойке.

Для предотвращения образования пыли и пылевого облака внедряют механизмы, при работе которых пылеобразование минимально; предварительно увлажняют пласты, что позволяет снизить запыленность воздуха на 50 – 80 %; орошают места пылеобразования и осевшей пыли; нормируют расход ВВ; применяют мокрое бурение; используют пенно-воздушные и воздушно-водяные завесы; укрывают места перегрузки пылезащитными кожухами; ограничивают высоту перепада породы и т.д.

Сокращение вредных выбросов технологическим комплексом поверхности шахт достигается его совершенствованием. общими направлениями являются:

- упрощение технологических схем, применение совершенной поточной технологии на базе надежного высокопроизводительного оборудования с комплексной механизацией и автоматизацией всех процессов на поверхности шахт;

- переход на автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления производственными процессами;

- организация районных предприятий для обслуживания групп шахт;

- осуществление комплекса организационно-технических мероприятий по охране окружающей среды.

Развитие горнодобывающей промышленности приводит к изъятию из природного кругооборота и нарушению значительной части поверхности Земли. Нарушенными считаются земли, которые утратили свою хозяйственную ценность или являются источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Отчуждаются большие площади плодородных земель при открытом способе разработки месторождений, обеспечивающем добычу наиболее объемных масс полезных ископаемых: топливных, железорудных, строительных.

Добыча полезных ископаемых подземным способом также отрицательно влияет на состояние природных ландшафтов. Вследствие сдвижений и деформации горных пород на поверхности шахтных полей образуются провалы, прогибы, мульды сдвижения, которые заполняются грунтовыми водами с верхних водоносных горизонтов, а также паводковыми водами и атмосферными осадками. Просадка поверхности земли с обводнением и заболачиванием больших территорий происходит в результате выемки пластов угля на шахтах Львовско-Волынского бассейна, Западного Донбасса.

Наибольший интерес с точки зрения эффективных природоохранных мероприятий представляют факторы, которые поддаются регулированию. Например, способ управления горным давлением, скорость подвигания забоя, система расположения выработок и др. изменяя эти факторы, можно влиять на величину деформации, а следовательно, на нарушение земной поверхности при подработке.

Всевозможные нарушения земной поверхности в процессе горных выработок ликвидируют путем рекультивации. Рекультивация – это комплекс горных, мелиоративных, сельскохозяйственных и гидротехнических работ по восстановлению продуктивности и народнохозяйственной ценности земель определенной целевой направленности.

Техническая рекультивация направлена на подготовку нарушенных земель к биологическому освоению и последующему целевому использованию в народном хозяйстве. Биологическая рекультивация включает комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на восстановление и улучшение структуры грунтов, повышение их плодородия, создание лесов и зеленых насаждений, освоение водоемов, разведение дичи и животных.

Для успешного проведения биологической рекультивации необходимо:

1. На землях, подлежащих нарушениям горными работами, снимать верхний, самый плодородный гумусовый слой почвы с потенциально плодородными породами.

2. Плодородный слой почва до укладки на спланированные отвалы или малопригодные угодья хранить в отвалах-складах.

3. При снятии и складировании почвы принимать меры, исключающие ухудшение ее качества.

4. Учитывать данные физико-химического анализа пород нарушаемых территорий при выборе технологии разработки.

5. Планируемым участкам поверхности в процессе рекультивации придавать правильные геометрические контуры.

6. Гумусовый слой, доставляемый на рекультивируемые площади, укладывать ровным слоем (0,3-0,5 м), не допуская переуплотнения грунта.

7. Обеспечить корнеобитаемый слой мощностью не менее 1 м.

Рекультивация должна быть комплексной, т.е. одновременно следует использовать ее направления в оптимальных для каждого района соотношениях. Восстановленные земли и окружающие их территории после окончания работ должны представлять собой организованный и экологически сбалансированный ландшафтный участок.

Вопросы для самоконтроля.

1. Воздействие горнодобывающей промышленности на поверхностные воды

2. Сколько млрд. м3 воды откачивают на поверхность шахты, ведущие подземную разработку угля?

3. Какие три вида водопритоков образуются по шахтному полю?

4. На какие 5 групп подразделяются сточные воды при добыче угля?

5. Три основных природных фактора и семь основных технологических факторов дебита шахтных вод

6. На долю шахтных и карьерных вод приходится …… %, хозяйственно- и коммунально-бытовых вод приходится …… %, а производственных – …. % общего водопритока отрасли.

7. Что изменяется и ухудшается в связи с осушением месторождений и сбросом дренажных и сточных вод?

8. Задачи поверхностного способа осушения при подземной разработке угольного месторождения

9. Задачи и три способа проведения шахтного способа осушения при подземной разработке угольного месторождения

10. Формула коэффициента водообильности

11. В каких двух величинах оценивают обводненность шахтных полей

12. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, весьма сильнообводненных шахт

13. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, обводненных шахт

14. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, практически не обводненных шахт

15. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, сильнообводненных шахт

16. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, слабообводненных шахт

17. Коэффициент водообильности и среднегодовой водоприток, м3/ч, умеренно обводненных шахт

18. Состав минеральных примесей, органических загрязнений и бактериальных веществ в шахтных водах

19. Колииндекс – это _____

20. Колититр – это _______ и имеет размерность___

21. Пять основных направлений в охране водных ресурсов от загрязнения сточными водами горнодобывающей промышленности:

22. Добыча 1 млн. т угля открытым способом сопровождается уничтожением ___ га естественных угодий

23. Добыча 1 млн. т угля подземным способом сопровождается уничтожением ___ га естественных угодий

24. Рекультивация – это ………………………..

25. Пять условий для успешного проведения рекультивации:

26. Основные виды, назначение и содержание отдельных этапов рекультивационных работ

27. Семь условий для успешного проведения биологической рекультивации:


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 255; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Ресурсосберегающие технологии при производстве сборного железобетона | Проведение подземной добычи угля.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты