Новые аспекты проветривания и защиты окружающей среды от вентиляционных выбросов железорудных шахт

К 70-летию КАФЕДРЫ «АЭРОЛОГИЯ, И ОХРАНА, ТРУДА»

I

есмотря на то, что в последнее время наблюдается снижение "объемов добычи железной руды и производства черных металлов, предприятия горно-металлурги-

ческого комплекса Украины остаются мощным источником загрязнения окружающей среды. В Криворожском бассейне их доля от общих выбросов составляет более 70 %.

Основными источниками загрязнения атмосферы при подземной добыче железных руд являются организованные источники выбросов вентиляционного воздуха главными вентиляторными установками (ГВУ) и неорганизованные выбросы при складировании руды, ее хранении в штабелях на открытых складах и погрузке в железодорожные вагоны. К вредным веществам, образующимся при ведении горных работ, относятся: пыль, выделяющаяся в рудничную атмосферу при всех технологических процессах подземной добычи, и вредные газы (оксид углерода и оксиды азота), образующиеся при взрывных работах.

Основным способом создания нормальных условий труда в шахтах является проветривание горных выработок. При этом в шахту подается такое количество воздуха, при котором на рабочих местах уровень вредностей не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). В исходящих вентиляционных потоках содержание пыли и вредных газов, как правило, значительно превышает ПДК. Однако, как показали исследования [1], вследствие снижения барометрического давления и температуры вентиляционного воздуха при 100 %-й относительной влажности происходит интенсивная конденсация влаги

на частичках пыли, что приводит к коогуляции и оседании ее на стенках воздуховыдающих выработок.

Кроме этого, в связи с высоким влагосодержанием рудничного воздуха и процессов конденсации влаги в воздуховыдающих выработках, ввиду хорошей растворимости оксидов азота в воде часть их на пути движения к ГВУ растворяется с образованием слабых азотной и азотистых кислот, что снижает количество выбросов оксидов азота в атмосферу. Оксид углерода является устойчивым газом и в конечном итоге он в полном объеме попадает в атмосферный воздух. Поскольку воздуховыдающие выработки железорудных шахт имеют значительную протяженность, они являются хорошими естественными фильтрами. Концентрация пыли в выбросах ГВУ не превышает 1 мг/м3, а содержание вредных газов находится на уровне их ПДК для рабочих мест. Исследованиями динамики газовых выбросов после массовых взрывов установлено, что повышение концентрации вредных газов в вентиляционных выбросах происходит в течении 15-20 мин., затем она снижается и находится в пределах погрешности принятых методов измерений.

Подземная добыча железных руд сопровождается подачей в шахту больших объемов воздуха, что делает не эффективной очистку вентиляционных выбросов несмотря на то, что валовые выбросы пыли и вредных газов составляют сотни тонн в год. С развитием законодательной базы по охране атмосферного воздуха и необходимостью немедленного принятия мер по снижению загрязнения атмосферы техногенными выбросами ост-

ро встал вопрос о разработке новых технических решений данной проблемы, которая в настоящее время имеет не только социальный характер, но и экономический.

С учетом специфики подземной добычи железных руд, наиболее перспективным направлением является снижение интенсивности образования вредных веществ при ведение горных работ, их локализация и нейтрализация на месте их образования. Поскольку самым мощным источником образования вредных газов в шахтах являются взрывные работы, то основным направлением снижения интенсивности их образования является разработка новых промышленных взрывчатых веществ (ВВ), в том числе безтротиловых, в продуктах детонации которых содержание вредных газов минимально. В этом направлении ведутся работы многими специализированными организациями Украины. При этом имеется тенденция -изготовление промышленных ВВ простейшего типа осуществлять на месте их использования.

Для снижения количества вредных газов и пыли, поступающих в исходящие вентиляционные потоки шахт при ведении взрывных работ, институтом НИИБТГ разработано ряд новых эффективных способов.

На основании исследований процессов образования вредных газов при взрывных работах в условиях железорудных шахт разработан способ определения оптимального удельного заряда ВВ при проходке горных выработок [2], который обеспечивает образование минимального количества вредных газов при заданных параметрах буровзрывных работ в конкретных горногеологических условиях. Способ основан на корректировке количества заряжаемого ВВ по количеству оксидов азота в продуктах взрыва.

Для снижения концентрации пыли и вредных газов в рудничном воздухе при ведении взрывных работ разработан способ и устройство для обработки продуктов взрыва активными водовоздушными смесями с повышением активности химических реакций нейтрализации вредных газов (оксида углерода и оксидов азота) потоком ультрафиолетового излучения. В качестве активной смеси наиболее эффективно применение 3 %-го водного раствора перекиси водорода. Опытно-

промышленная проверка разработанных способов на шахтах Кривбасса показала, что эффективность нейтрализации вредных газов, путем до-окисления их до высших окислов с последующим поглощением водой, составляет: оксида углерода - 60 %, оксидов азота - до 100 %, пыли - 98 %. При этом проветривание горных выработок может осуществляться минимальным количеством воздуха.

Для снижения количества выбросов вредных веществ в атмосферу после массовых взрывов разработан ударнокомплексационный фильтр, который устанавливается в вентиляционных каналах вентиляторов главного проветривания. Применение активных - водо-пенных смесей позволяет эффективно очищать вентиляционные потоки воздуха, выбрасываемые из шахт в атмосферу, от пыли и вредных

газов до уровня предельнодопустимых концентраций.

Таким образом, широкое применение новых способов нейтрализации вредных газов и пылеподавления после взрывных работ позволяет уменьшить валовые выбросы вредных веществ в атмосферу при добыче железных руд подземным способом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борьба с пылью и вредными газами на железорудных шах- 2. А.С. № 1205614 СССР, МКИ Е 21 С 37/00. Способ опреде-

тах / А.П. Янов, В.С. Ващенко, Ф.Г. Гагауз и др. - М.: Недра. - 1984. - ления оптимального удельного расхода взрывчатого вещества для

228 с. разрушения горных пород при проведении горных выработок.

Куроченко В.М. — Украинский государственный НИИ безопасности труда и экологии юрмой и юрморудной иромыш.юнносш, Кривой Рог, Украина.