Загрязнение атмосферы при подземной разработке месторождений

При подземной разработке месторождений полезных ископаемых основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются газопылевые выбросы из подземных выработок, газопылевые выбросы из породных отвалов и складов полезных ископаемых, выбросы из труб котельных, пылевые выбросы склада угля и золы, выбросы поверхностного закладочного комплекса, выхлопные газы дизельных двигателей машин и механизмов и автомобилей, осуществляющих работу на поверхностном комплексе и другие.

Выбрасываемый в атмосферу рудничный воздух обогащен газо-образными примесями, выделяемыми из пород полезных ископаемых или шахтных вод (СН₄, СО₂, Н₂, Н₂S и др.), газами, образующимися при взрывных работах(СО_2,СО, SO₂, H₂S, NO₂ и др.), газами выхлопа автомобильных двигателей (углеводороды, бенз(а)пирен, сажа, акролеин, формальдегид, СО, СО₂, NO и др.). Для дизельных двигателей характерно наибольшее выделение канцерогенного вещества бенз(а)пирена, сажи и альдегидов (акролеин и формальдегид). Из перечисленных наиболее опасным является циклический ароматический углеводорд бенз(а)пирен, накопление которого в организме в количестве 1 мг вызывает раковое заболевание. Рудничный воздух содержит меньше кислорода вследствие работы двигателей внутреннего сгорания, взрывных работ, гниения древесины, окисления пород и т.д.

В атмосферу земли из подземных выработок поступает ежегодно около 0,2 млн.т пыли, причем с учетом аварийных ситуаций эта величина многократно возрастает.

При разработке газообильных угольных месторождений выделяются метан и двуокись углерода. Эти компоненты по объему в значительной степени превалируют над другими. Количество выделяющегося метана в сверхкатегорийных шахтах может достигать сотен кубометров на тонну добываемого топлива.

Так, 29 шахт Карагандинского бассейна выделяют метана 960 млн.м³/год, углекислого газа 140 млн.м³/год.

Рудничный воздух характеризуется повышенным содержанием пыли, в том числе фиброгенной, которая может вызывать заболевания легких и верхних дыхательных путей. Осуществление мероприятий по пылеподавлению приводит к снижению запыленности, но она продолжает оставаться значительно выше ПДК, которая составляет 0,15 мг/м³ для атмосферного воздуха. В рудничном воздухе допустимое содержание пыли в зависимости от степени ее фиброгенной опасности составляет от 1 до 10 мг/м³.

Выбросы рудничных котельных связаны с используемым топливом. Так, котельные работающие на угле выделяют в атмосферу летучую золу, оксид и диоксид углерода, сернистый ангидрид, окислы азота, углеводороды и пыль.

Источниками выбросов являются труба котельной, угольный склад и склад золы. Рудничные котельные работающие на мазуте выделяют в атмосферу углеводороды, оксид углерода, двуокись серы, окислы азота, сажу, альдегиды и бенз(а)пирен, адсорбированный на поверхности сажевых частиц. Топочные мазуты, как и угли, используемые в котельных, как правило содержат большое количество серы.

Преобладающими ингедиентами в выбросах котельных работающих на угле являются сернистый ангидрид, окислы азота и пыль, а работающих на мазуте сернистый ангидрид, окислы азота и сажа.

При работе поверхностных закладочных комплексов в атмосферный воздух выбрасывается значительное количество пыли, образующейся при переработке горных пород, которые используются в качестве закладочного материала (транспортировка, погрузка, разгрузка, дробление) и при приготовлении закладочной смеси (цементная пыль).

Если при разработке угольных месторождений наблюдается наиболее интенсивное загрязнение атмосферы (десятки млрд. кубических метров метана и диоксида углерода), то при разработке рудных месторождений эта величина значительно меньше и представлена газами от взрывных работ и автомобильного транспорта.

Путями миграции вредных газов из подземных выработок на поверхность являются вентиляционные стволы, шурфы, трещины в породах, имеющие тектонический характер или образующиеся в результате подработки породных массивов, различные не эксплуатируемые вертикальные, горизонтальные или наклонные горные выработки, незатампонированные скважины.

К существенным источникам пылегазовых загрязнителей атмосферного воздуха относятся отвалы пород: конические (терриконы), хребтовые и плос-кие. В породных отвалах угольных шахт содержится значительное количество угля (от 5 до 20 %), пирита (до 10%) серы (до 5 % и более).

Загрязнение воздуха происходит при эрозии, окислении и горении породы в результате чего с поверхности породных отвалов угольных шахт выделяется значительное количество пыли, газообразных продуктов и дыма.

При содержании в угле летучих более 20% и серы более 3% происходит самовозгорание отвалов. В дождливую погоду интенсификация горения увеличивается за счет ускорения процессов окисления пирита. Объем загрязняющих газов только с одного квадратного метра поверхности отвала достигает 180 м³/ч. После прекращения эксплуатации отвалов горение внутри них может продолжаться более 10 лет.

Наблюдались случаи взрывов горящих терриконов, которые сопровождались значительными человеческими жертвами. Такие случаи фиксировались в Англии, и на территории бывшего Союза – в Кузбассе.

Дата добавления: 2014-10-15