Методика оценки воздействий породных отвалов шахт на окружающую среду и мероприятия по их локализации

ЭКОЛОГИЯ

УДК 622.85

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ ШАХТ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ИХ ЛОКАЛИЗАЦИИ

П.В. Васильев, В.Л. Рыбак, Т.А. Егорова

Уточнены закономерности воздействия породных отвалов угольных шахт на окружающую среду как в процессе их эксплуатации, так и после ликвидации шахт. Усовершенствована методика комплексной экологической оценки воздействия породных отвалов угольных шахт на окружающую среду. Предложены технические мероприятия по локализации воздействия отвалов на окружающую среду.

Ключевые слова: породный отвал, воздействие, окружающая среда, воздушный поток, диффузия, пыль, газовый загрязнитель, математическая модель, оценка экологических последствий, вычислительный эксперимент.

В результате осуществляемой реструктуризации угольной промышленности России и ликвидации нерентабельных угледобывающих предприятий произошла ликвидация ряда шахт Кузбасса и Восточного Донбасса, а также полная ликвидация угольных шахт и разрезов Подмосковного угольного бассейна. Но весьма ощутимые масштабы воздействия на атмосферу и гидросферу, а также техногенная активизация геохимического переноса на территориях этих регионов сохраняются. Особую остроту приобретают проблемы, связанные с экологическими последствиями, обусловленными воздействием породных отвалов угольных шахт горнопромышленных регионов [1 - 5].

Проекты проведения работ по экологической реабилитации нарушенных территорий, предусмотренные проектами ликвидации шахт и обеспечивающие приведение территорий промышленных площадок ликвидируемых шахт в экологически безопасное состояние, как правило, не содержат действенных технических мероприятий по локализации воздействия отвалов на окружающую среду. В лучшем случае все сводится к мо-

ниторингу этих воздействий. Однако существующие методы оценки воздействия отвалов шахт на окружающую среду требуют более глубокого научного обоснования для реализации эффективных алгоритмов экологического мониторинга [6 - 8].

Усовершенствованные методические положения оценки воздействия породных отвалов на окружающую среду. Подготовка исходных данных осуществляется по результатам натурных наблюдений, геологических и маркшейдерских изысканий, а также на основе анализа и обобщения содержания существующей базы данных. Блок исходных данных включает следующую информацию: геометрические параметры отвала; химический состав пыли и газовых загрязнителей; м - среднюю скорость фильтрации почвенного раствора; - коэффициент диффузии

растворов солей тяжелых металлов в почве; К - константу скорости сорбции жидкого загрязнителя почвами и горными породами; скорость и направление ветра на рассматриваемой территории; и - среднюю скорость воздуха с подветренной стороны отвала; )п - коэффициент турбулентной диффузии пыли в приземном слое атмосферы; к - коэффициент седиментации; wв - скорость витания пыли в воздухе; ) гп - коэффициент турбулентной диффузии газового загрязнителя в приземном слое атмосферы.

Методические положения оценки воздействия породных отвалов на окружающую среду реализуют следующим образом.

1. Прогнозируют динамику распределения концентрации загрязнителя в почве:

- при начальной концентрации с0 > 0 с использованием зависимости

с

хег&

0,5л/АТ7 -^

х

хег&

0,5л/А77 + 7(в- К)г }

при начальной концентрации с0 = 0 с использованием зависимо-

сти

с

где а = w7; А=г2/;В = 0,25);(мМ2/) +4К7В;); Л = 0,5^/у?7) + 4К71);.

1 - время; ъ - вертикальная координата.

2. Прогнозируют динамику распределения концентрации пыли и пылевую обстановку в зоне действия отвала с использованием зависимости:

сп (х, г ) = 0,5сн ехр

А0,5и Л -х

V Вп у

ехр

-0,5

и

+

4кмв

В2 В„

х

х

хег1с

0,5х _ \

0,25

г и!

+ 4км в

+ ехр

0,5

и

В 2

• +

4км

В

х

х

хег1с

0,5х +\

0,25

г и2

V Вп

+ 4км

где сн - начальная концентрация пыли в воздухе сп (х,0); х - пространственная координата, направленная вдоль воздушного потока.

3. Прогнозируют динамику распределения концентрации газовых загрязнителей и газовую обстановку в зоне действия отвала с использованием зависимости

сг.п(х, г ) = 0,5^ехр

'0,5и Л -х

V Вг.п у

ехр

_0,5

Г Л 2

и

V Вг.п у

х

ейс

0,5

х I г _ и

v^/Dг7

В

+

+ ехр

0,5

/ \2 и

V Вг.п у

х

ег1с

0,5

В

г.п

где с\ - начальная концентрация газовой примеси в воздухе сг п (х,0).

4. Разрабатывают комплекс мероприятий по снижению воздействия породного отвала на окружающую среду и вновь моделируют распространение загрязнений, оценивая эффективность предлагаемых мероприятий.

Следует отметить: длительные исследования показали, что информационная технология обмена информацией по прогнозу последствий, обусловленных аэрогазодинамическими и теплофизическими процессами после ликвидации нерентабельных шахт, связана с конкретными технологиями управления в технологической системе добычи угля и ликвидации шахты. Логический уровень базовой информационной технологии в организационном управлении отображается как в моделях организации информационной деятельности по реализации рутинных операций решения информационных задач, так и в моделях принятия решений по оптимизационным задачам управления [9 - 11]. Структурно-функциональная схема усовершенствованной системы оценки воздействия породных отвалов на окружающую среду и прогнозирования экологических последствий представлена на рис. 1.

С учетом разработанных подходов к прогнозной экологической оценке воздействия породных отвалов на окружающую среду и усовершенствованной системы ее оценки уточнена производственная программа ХК АО «СДС - Уголь», которая позволит выйти на устойчивую работу предприятий с обеспечением стабильной добычи угля при выполнении требований экологического императива. На практике доказана эффективность системы комплексного геоэкологического мониторинга в зоне действия породных отвалов действующих и ликвидируемых шахт.

Технологическая схема закладки выработанных пространств известняковых карьеров породой отвалов угольных шахт. Характерные особенности условий разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом в Подмосковном бассейне определили выбор схем вскрытия, системы разработки и оборудования. Вскрытие участков осуществлялось в основном фланговыми траншеями внешнего заложения с параллельным развитием работ. По мере отработки внешние выездные траншеи переходили во внутренние траншеи. Отработка заходок велась от флангов с переходом на следующую заходку в центре или у фланга.

ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИИ

.___!£_____

Прогнозная модель оценки экологических последствий

Динамические закономерности аэрогазодинамических процессов переноса загрязнителей

Динамические закономерности миграционных процессов в почве

£

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Поглощение кислорода

Перенос пылега-зовых загрязнителей воздуха

Обтекание воздушным потоком

Миграция жидких загрязнителей в почвенный слой

Г----------ч

Моделирование процессов миграции загрязнителей

Источник воздействия

Породо-угольная на поверхности породного отвала

Жидкие стоки с поверхности

породного отвала при атмосферных осадках

Рис. 1. Структурно-функциональная схема усовершенствованной системы оценки воздействия породных отвалов на окружающую среду

При небольших глубинах и достаточных параметрах вскрышных экскаваторов такая схема вскрытия не оказывала существенного влияния на эффективность схем экскавации, хотя фактически коэффициент переэкскавации всегда был значительно выше рассчитанного в плоскопоперечном сечении [12 - 14]. Увеличение коэффициента переэкскавации относительно расчетного вызывалось сокращением отвального фронта по

сравнению с вскрышным. Разница между фактическим и расчетным значениями коэффициента переэкскавации доходила до 20 %. При увеличении глубины разработки и сокращении фронта работ она еще более увеличивалась. Кроме того, при ведении планировки навалов образовывались значительные площади безвозвратных земель, увеличивались удельные объемы планировочных работ вследствие концентрации навалов у съездов и расстояния перевозки грунтов для рекультивации, начало работ по рекультивации задерживалось, в использовании находилось до 50 га земли на каждом участке.

С целью частичного устранения недостатков принятые схемы вскрытия несколько видоизменяли: уменьшали число вскрываемых выработок, переходили к вскрытию с рабочего борта временными и скользящими съездами, заходки отрабатывали тупиковыми выработками с использованием берм на нерабочем (а иногда и на рабочем) борту для вывоза угля.

На известняковых карьерах Подмосковного бассейна широкое использование получила усложненная бестранспортная система разработки. Наиболее распространенным был вариант этой системы (без селективной укладки породы в отвалы) с разделением толщи вскрыши на подуступы и установкой вскрышного экскаватора при отработке нижнего подуступа на промежуточном (временном) отвале.

Работа по данной схеме предусматривает валовую укладку пород в отвалы, перевалке подвергается только часть отвальных пород из верхнего подуступа. В основании отвалов, таким образом, оказываются породы верхнего подуступа, имеющие слабую несущую способность. В результате этого угол нерабочего борта часто оказывается ниже расчетного, что приводит к оползням. Породы верхних горизонтов соответственно оказываются в верхних ярусах отвалов. Поскольку такие породы обладают высокой токсичностью, то после планировки навалов создаются безжизненные зоны, требующие мощного перекрытия потенциально плодородными грунтами для восстановления продуктивности площадей.

На основании исследований, проведенных Тульским политехническим институтом, были сделаны выводы, что для повышения устойчивости и высоты отвала необходимо вести селективную укладку пород в отвале (рис. 2).

Основными объектами рекультивации земель на разрезах ПО «Ту-лауголь» являлись внутренние отвалы, отсыпаемые в выработанном пространстве по усложненной бестранспортной системе с использованием драглайнов ЭШ-10/60 и ЭШ-15/90. До 1970 г. технология горных работ на разрезах не предусматривала снятие почвенно-растительного слоя, селективной выемки вскрышных пород и отсыпки их в отвал с учетом агрохимических свойств, в результате чего на значительной площади поверхности отвалов (около 2 тыс. га) оказались грунтосмеси, мало пригодные для дальнейшего использования в сельском и лесном хозяйствах.

Эти породы содержат пирит и маркозит, которые окисляются при вынесении на дневную поверхность и образуют большое количество свободной серной кислоты. Кислая среда способствует появлению подвижного алюминия и железа в количествах, вредных для роста и развития растений.

Особенно много таких участков наблюдается на разрезе «Ушаков-ский», где доля токсичных пород во вскрышной толще составляет 40.. .60 %.

Анализ технических решений показал, что на данном этапе целесообразно использовать технологию профессора Н.Д. Левкина. В соответствии с этой технологией породные отвалы следует размещать в выработанных пространствах карьеров (рис. 3).

ас-

-С5

-п 4 ]7.А ,, и-аг--

Рис. 2. Схема селективного формирования внутренних отвалов

в карьерах

Усовершенствованная технологическая схема рекультивации горных отводов известняковых карьеров Подмосковного угольного бассейна с

использованием отвалов ликвидированных угольных шахт, предложенная профессором Н.Д. Левкиным, предусматривает использование остаточных запасов угля как источника энергии. В Тульском государственном университете разработан способ подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля с целью получения электрической энергии. В данном случае эта электроэнергия используется при разработке породных отвалов ликвидированных шахт.

Газотурбинная -—

электростанция Разработка

шахтных отвалов

Рис. 3. Технологическая схема рекультивации горных отводов

известняковых карьеров Подмосковного угольного бассейна с использованием отвалов ликвидированных угольных шахт

Энергетическое обеспечение переработки породных отвалов путем подземной газификации остаточных запасов угля. Известные способы подземной газификации угля применительно к геологическим условиям имеют следующие недостатки [3, 15-16].

1. По мере выгазовывания угольного пласта и удаления огневого забоя от поперечного канала проявляется неуправляемость аэродинамикой дутьевых потоков в подземном газогенераторе, так как для буроугольного пласта будет формироваться неуправляемое горение в фильтрационном канале.

2. Кроме того, возникнет неустойчивое горение угля, что в целом будет затруднять технологический процесс подземной газификации.

3. Отсутствие оптимизирующих технологических и конструктивных параметров газогенератора приводит к тому, что не обеспечивается устойчивое горение угля в фильтрационном канале, а также имеет место низкая калорийности энергетического газа.

Поэтому целью рассматриваемого технического решения являлись обеспечение устойчивого горения в огневом забое фильтрационного канала и повышение калорийности энергетического газа при подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля, залегающих на глубинах 30 ... 100 м от земной поверхности в неустойчивых горных породах [15].

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе подземной газификации угольного пласта, включающем осушение угольного пласта, нагнетание в реакционный канал окислителя (дутья) по вертикальным скважинам, отсос из него продуктов газификации (энергетического газа) через газоотводящие скважины и минимизацию давления в реакционном канале, дополнительно бурят две вертикальные скважины до почвы угольного пласта, и соединенные с ними две горизонтальные продуктивные скважины длиной 100.140 м на границах отрабатываемого участка газифицируемого угольного пласта на расстоянии 50.60 м друг от друга, а также нагнетательные скважины по центру данного участка пласта с шагом 15.20 м, при этом вертикальные продуктивные скважины и первую нагнетательную скважину, через которую осуществляют розжиг угля, располагают на одной оси, перпендикулярной линии простирания угольного пласта, горизонтальные продуктивные скважины обсаживают перфорированными трубами, а в качестве окислителя используют атмосферный воздух с добавкой парокислородной смеси в количестве 20000.50000 м /ч, поддерживая температуру огневого забоя на уровне 550.700 ОС, а управляют огневым забоем последовательным переключением на нагнетательную скважину, к которой подходит огневой забой, а также путем изменения количества нагнетаемого окислителя.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется схемой, представленной на рис. 4. Схема реализации способа подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля содержит вертикальные продуктивные скважины 1, с которыми соединены горизонтальные продуктивные скважины 2, которые расположены на границах отрабатываемого участка пласта на расстоянии 50.60 м друг от друга. Между горизонтальными продуктивными скважинами 2 по центру отрабатываемого участка пласта расположен ряд нагнетательных скважин 4 с шагом 15. 20 м друг от друга. Между вертикальными скважинами 1 на одной оси 6, перпендикулярной линии простирания угольного пласта 7, расположена первая нагнетательная скважина 5. Скважины 1 связаны с дымососом 11.

Для реализации предлагаемого способа подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля бурят две вертикальные

продуктивные скважины 1 и соединенные с ними горизонтальные продуктивные скважины 2 на границах 3 отрабатываемого участка пласта на расстоянии 50...60 м друг от друга. Бурят ряд нагнетательных скважин 4 по центру отрабатываемого участка пласта с шагом 15...20 м. При этом вертикальные продуктивные скважины 1 и первую нагнетательную скважину 5, через которую осуществляют розжиг угля, располагают на одной оси 6, перпендикулярной линии простирания угольного пласта 7. Горизонтальные продуктивные скважины 2 обсаживают перфорированными трубами. Окислитель 8 подают к огневому забою 9 через нагнетательные скважины 5, а затем 3 и 4, а газообразные продукты газификации угля 10 фильтруются через оконтуренный угольный целик к горизонтальным продуктивным скважинам 2, а затем их удаляют через вертикальные скважины 1, параллельно подключенные к дымососу 11. От дымососа 11 энергетический газ направляется потребителю.

Рис. 4. Технология ТулГУ газификации тонких и средней мощности

пластов бурого угля

Теоретические исследования, лабораторные и промышленные эксперименты показали, что технология ТулГУ газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля позволяет резко снизить нагрузки на окружающую среду по сравнению с традиционными способами угледобычи. Однако положительный экологический эффект достигается при устойчивом процессе подземного горения угольного пласта. Поэтому на стадии проектных решений необходимо иметь корректное математическое описа-

ние этого процесса, являющегося одним из основных в технологии подземной газификации угля.

Область горения угольного пласта, расположенную между рядом нагнетательных и вытяжных скважин можно разделить на следующие составные части: зольный остаток; объем угольного пласта, реагирующий с кислородом воздуха; зону термической подготовки угольного пласта.

Объем угля, контактирующий с зольным остатком, имеет наибольшую температуру в области горения. Учитывая, что линейный размер этой зоны на несколько порядков меньше расстояния между скважинами, будем считать, что область горения состоит из двух полуплоскостей - зольного остатка и термически подготовленного угля, которые разделены линией огневого забоя.

В качестве физической модели процесса подземного сжигания угольного пласта принята модель, в соответствии с которой горение угля определяется интенсивностью трех различных процессов: химической реакции кислорода с углем на поверхности огневого забоя, сопровождающейся выделением тепла; конвективно-диффузионным переносом кислорода к огневому забою и отводом газообразных продуктов реакции.

Очевидно, что в общем процессе подземного горения угольного пласта лимитирующей стадией является тепломассоперенос в зоне химического реагирования.

При определенном сочетании параметров тепломассообмена устанавливается состояние динамического равновесия, которое характеризуется постоянной скоростью химической реакции, и горение протекает в устойчивом режиме.

В рамках этой физической модели справедливо следующее уравнение, теплового баланса [3]:

а - а - б™.=о,

где бх - количество тепла, выделяющегося в результате химической реакции; бТ - количество тепла, уходящего из зоны химической реакции за счет теплопроводности; Qr.ii - количество тепла, уносимого из зоны химической реакции газообразными продуктами горения.

Количество тепла, выделяющегося в результате химической реакции, равно д-ы, где д - тепловой эффект физико-химического взаимодействия кислорода с углем, Дж/м3; ч> - скорость химической реакции, м3/с.

Тепловой эффект взаимодействия кислорода с углем складывается из тепла процесса хемосорбции, которое при высоких температурах изме-

33

няется в интервале от 18 до 37 МДж/м и в среднем составляет 28 МДж/м , и тепла реакции окисления углерода угля кислородом воздуха, которое равно 10 МДж/м3.

Поэтому этот параметр можно считать постоянным и в среднем равным 38 МДж/м .Скорость гетерогенной химической реакции описывается уравнением Аррениуса:

д2Т (х, t) 2 д

( Е Л

™ = K0Vk ехР ,

V ^ У

где K0 - константа скорости химической реакции, 1/с; Vк - объем кислорода, поступающего к поверхности огневого забоя, м3; E - энергия активации, Дж/моль; R - универсальная газовая постоянная, Дж/моль-К; T - абсолютная температура, К.

Тогда можно записать, что

( E Л

а = д^- = дKоCехР ,

V ^ У

где ^ - объем воздуха, поступающего к поверхности огневого забоя, м /с; С - концентрация кислорода на поверхности огневого забоя.

Тепло, уходящее из зоны химической реакции за счет теплопроводности, расходуется на термическую подготовку угольного пласта и нагрев вмещающих пород. С достаточной степенью точности можно считать, что тепловые потоки перпендикулярны поверхностям, отдающим тепло, тогда, совмещая начала координатных осей с этими поверхностями, получим

2

' ' ,

у,. =0

где Ху - теплопроводность термически подготовленного угля, Вт/м-К; -теплопроводность вмещающих пород (индекс ¡=1 относится к породам кровли, ,=2 к породам почвы), Вт/м-К; Т,(х, у,, 0 - функция, описывающая поле температур во вмещающих породах, К.

Знак минус перед вторым слагаемым равенства (8) показывает, что количество тепла, уходящего во вмещающие породы, является необратимыми потерями тепла. Количество тепла, уносимого из зоны химической реакции газообразными продуктами реакции,

дТ

дх

где рг - плотность газообразных продуктов горения, кг/м; V - скорость фильтрации, м/с; Сг - теплоемкость газообразных продуктов горения, Дж/кг-К.

Следовательно, слагаемые уравнения (5) определяются соотношениями (6) - (9). В случае нестационарного теплообмена уравнение (5) примет вид

^ = бх - бт - бщ ,

м

где Мб/М - скорость изменения теплосодержания единичного объема реагирующей системы: Мб/М = руСУ - дТ(х^)/ д х.

Qt.il =русу^^,

Таким образом, используя уравнение (10) и соотношения (6) - (9), математическое описание процесса можно представить в следующем виде:

д ^ , я д2 ^ , ^ д2

-Т I х, у , t I

у,=0

русу Л T (x,t ) = a? T (x,t дУ7 T ( y', ^

д

-X у —T (0, t ) = qKо/псС (0, t )exp

д

-PyVCy—T

^ д-T

Xnt dt dxt dy,

T

T

E

RT

Уравнения (11) и (12) описывают нестационарное поле температур угольного пласта и вмещающих пород соответственно. Равенство (13) характеризует начальную температуру горного массива. Равенство (14) является условием сопряжения температур на контакте угольного пласта и вмещающих пород. Условие (15) характеризует интенсивность образования тепла при физико-химическом взаимодействии кислорода с углем на поверхности огневого забоя. Математическая модель процесса, представленная уравнениями (11) - (12) и условиями (13) - (15) является теоретическим обобщением результатов физического моделирования и стендовых испытаний, проведенных сотрудниками МГИ НИТУ «МИСиС» и ТулГУ. Полученная модель позволяет решить следующие практические задачи:

- определить расстояние между рядами нагнетательных и всасывающих скважин, которое обеспечит эффективную работу теплообменника;

- определить физические условия, обеспечивающие устойчивую реакцию горения;

- оценить химический состав газообразных продуктов подземного сжигания угольного пласта и мощность выбросов загрязнителей в водоносные горизонты и приземные слои атмосферы.

Выводы

1. Информационная технология обмена информацией по прогнозу последствий, обусловленных аэрогазодинамическими и теплофизическими процессами после ликвидации нерентабельных шахт, связана с конкретными технологиями управления в технологической системе добычи угля и ликвидации шахты. Логический уровень базовой информационной технологии в организационном управлении отображается как в моделях организации информационной деятельности по реализации рутинных операций

решения информационных задач, так и в моделях принятия решений по оптимизационным задачам управления.

2. Прогнозная экологическая оценка воздействия породных отвалов на окружающую среду и усовершенствованная система ее оценки позволила уточнить производственную программу ООО «Прокопьевскуголь», которая позволит выйти на устойчивую работу предприятий с обеспечением стабильной добычи угля при выполнении требований экологического императива. На практике доказана эффективность системы комплексного геоэкологического мониторинга в зоне действия породных отвалов действующих и ликвидируемых шахт.

3. Усовершенствованная технологическая схема рекультивации горных отводов известняковых карьеров Подмосковного угольного бассейна с использованием отвалов ликвидированных угольных шахт, предложенная профессором Левкиным Н.Д., предусматривает использование остаточных запасов угля как источника энергии.

4. Способ ПГУ Тульского государственного университета обеспечивает устойчивое горение в огневом забое фильтрационного канала и повышении калорийности энергетического газа при подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля, залегающих на глубинах 30 ... 100 м от земной поверхности в неустойчивых горных породах, и позволяет использовать получаемый энергетический газ в газотурбинных локальных электростанциях.

Список литературы

1. Качурин Н. М., Ефимов В. И., Воробьев С. А. Методика прогнозирования экологических последствий подземной добычи угля в России // Горный журнал. 2014. №9. С. 138 - 142.

2. Scientific and practical results of monitoring of anthropogenic influence on mining-industrial territories environment / N. M. Kachurin, S. A. Voro-bev, T. V. Korchagina, R. V. Sidorov // Eurasian Mining. 2014. №2. P. 44 - 48.

3. Перспективы экологически безопасного использования отходов производства на территориях горнодобывающих регионов / Н.М. Качурин,

B.И. Ефимов, В.В. Факторович, Е.К. Мосина // Безопасность труда в промышленности. 2014. № 9. С. 81 - 84.

4. Экологические последствия закрытия угольных шахт Кузбасса по газодинамическому фактору и опасности эндогенных пожаров на отвалах / Н.М. Качурин, С. А. Воробьев, Я.В. Чистяков, Л. Л. Рыбак // Экология и промышленность России. 2015. №4. С. 54 - 58.

5. Оценка предельно допустимых пылегазовых выбросов горных предприятий в атмосферу / Н.М. Качурин, Л.Л. Рыбак, В.И. Ефимов,

C.А. Воробьев // Безопасность труда в промышленности. 2015. №3. С. 36 - 39.

6. Kachurin Nikolai, ^mashchenko Vitaly, Morkun Vladimir. Environmental monitoring atmosphere of mining territories // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No 6. P. 595 - 598.

7. Проблемы экологической безопасности освоения месторождений при подземной добыче угля / Н.М. Качурин, А.П. Саломатин, Л.Л. Рыбак, В.Л. Рыбак // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. Тула: ТулГУ, 2012. Вып. 2. С. 17 - 31.

8. Evaluating Polluting Atmosphere be Mining Enterprises and Optimizing Prophylactic Measures Resources / Kachurin Nikolai M., Vorobev Sergei A., Bogdanov Sergei M // 5th International Symposium. Mining and Environmental Protection. Vrdnik. Serbia. 2015. P. 135 - 140.

9. Качурин Н.М., Воробьев С.А., Саламатин А.П. Концепция комплексного освоения минеральных ресурсов Подмосковного угольного бассейна // Международная научно-практическая конференция, посвященная 110-летию горного факультета «Горное дело в XXI веке: технологии, наука, образование». С.-Петербург: НИУ «Горный», 2015. С. 49.

10. Концептуальные положения мониторинга параметров окружающей среды при добыче полезных ископаемых / Н.М. Качурин, В.В. Факто-рович, Л.Л. Рыбак, В.Л. Рыбак // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. Вып. 1. С. 3 - 14.

11. Концептуальные положения мониторинга параметров окружающей среды при добыче полезных ископаемых / Н.М. Качурин, В.В. Факто-рович, Л.Л. Рыбак, В.Л. Рыбак // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2013. Вып. 1. С. 3 - 14.

12. Эколого-экономическая оценка эффективности проектов добычи и переработки полезных ископаемых / Н.М. Качурин, Е.И. Зоркин, Л.Л. Рыбак, Ю.Ю. Дианов // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2013. Вып. 1. С. 177 - 187.

13. Качурин Н.М., Рыбак Л.Л., Рыбак В.Л. Эколого-экономическая оценка и мониторинг последствий подземной добычи угля // Экономика XXI века: инновации, инвестиции, образование. №1. 2013. С. 54 - 60.

14. Обращение с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов / Э.М. Соколов, Н.М. Качурин, Л.Л. Рыбак, В.Л. Рыбак //Экономика XXI века: инновации, инвестиции, образование. №2. 2013. С. 50 - 57.

15. Патент РФ №2522785. Способ подземной газификации тонких и средней мощности пластов бурого угля / Н.М. Качурин [и др.]. Опубл. 20.07.2014. Бюл. №20.

16. Патент РФ №2526953 Способ комплексного освоения месторождения бурого угля / Н.М. Качурин, И.Е. Зоркин, А.Н. Качурин, Е.К. Моси-на. Опубл. 27.08.2014. Бюл. №24.

Васильев Павел Валентинович, канд. техн. наук, ген. директор, Sib_ HOabk. ru, Россия, Прокопьевск, ООО «СИБЭО»,

Рыбак Владимир Львович, асп., ecology@tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Егорова Татьяна Аркадьевна, ассист., ecology@tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

METHOD OF EVALUATING INFLUENCE UPON ENVIRONMENT OF MINES WASTE DUMPS AND MEASURES BY THEIR LOCALIZATION

P.V. Vasiliev, V.L. Ribak, T.A. Egorova

Regularities of influencing coal mines waste dumps upon environment during mines exploitation and after their liquidation were specified. Method of environmental evaluating influencing coal mines waste dumps was improved. Technical measures by localization of influencing waste dumps upon environment were proposed.

Key words: waste dump, influencing, environment, air flow, diffusion, dust, gas pollutant, mathematical model, evaluating environmental consequences, calculated experiment.

Reference

1. Kachurin N. M., Efimov V. I., Vorob'ev S. A. Metodika pro-gnozirovanija jekologicheskih posledstvij podzemnoj dobychi uglja v Ros-sii / Gornyj zhurnal. 2014. №9. S. 138 - 142.

2. Scientific and practical results of monitoring of anthropogenic in-fluence on mining-industrial territories environment / N. M. Kachurin, S. A. Vorobev, T. V. Korchagina, R. V. Sidorov // Eurasian Mining. 2014. №2. P. 44 - 48.

3. Perspektivy jekologicheski bezopasnogo ispol'zovanija othodov proizvodstva na territorijah gornodobyvajushhih regionov / N.M. Ka-churin, V.I. Efimov, V.V. Faktorovich, E.K. Mosina // Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2014. № 9. S. 81 - 84.

4. Jekologicheskie posledstvij a zakrytija ugol'nyh shaht Kuzbassa po gazodinamicheskomu faktoru i opasnosti jendogennyh pozharov na ot-valah / N.M. Kachurin, S.A. Vorob'ev, Ja.V. Chistjakov, L.L. Rybak // Jekologija i promyshlennost' Rossii. 2015. №4. S. 54 - 58.

5. Kachurin N.M., Rybak L.L., Efimov V.I., Vorob'ev S.A. Ocenka predel'no dopustimyh pylegazovyh vybrosov gornyh predprijatij v atmosferu // Bezopasnost' truda v promyshlennosti. №3. 2015, s. 36 - 39.

6. Nikolai Kachurin, Vitaly Komashchenko, Vladimir Morkun. Envi-ronmental monitoring atmosphere of mining territories // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No 6. P. 595 - 598.

7. Problemy jekologicheskoj bezopasnosti osvoenija mestorozhde-nij pri podzemnoj dobyche uglja / N.M. Kachurin, A.P. Salomatin, L.L. Rybak, Rybak V.L. // Izvestija Tul'sko-go gosudarstvennogo universite-ta. Nauki o Zemle. Vyp. 2. Tula: TulGU, 2012. S. 17 - 31.

8. Nikolai M. Kachurin, Sergei A. Vorobev, Sergei M. Bogdanov. Evaluating Polluting Atmosphere be Mining Enterprises and Optimizing Prophylactic Measures Resources / 5 th International Symposium. Mining and Environmental Protection. Vrdnik. Serbia. 2015. P. 135 - 140.

9. Kachurin N.M., Vorob'ev S.A., Salamatin A.P. Koncepcija kom-pleksnogo osvoe-nija mineral'nyh resursov Podmoskovnogo ugol'nogo bassejna / Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija, posvja-shhennaja 110-letiju gornogo fakul'teta «Gornoe delo v XXI veke: tehno-logii, nauka, obrazovanie». S.-Peterburg. NIU «Gornyj». 2015. S. 49.

10. Kachurin N.M., Faktorovich V.V., Rybak L.L., Rybak V.L. Kon-ceptual'nye polozhenija monitoringa parametrov okruzhajushhej sredy pri dobyche poleznyh iskopaemyh / Izvestija Tul'skogo gosudarstven-nogo universiteta. Nauki o Zemle // Tula. Izd. TulGU. 2013. Vyp. 1. S. 3 - 14.

11. Konceptual'nye polozhenija monitoringa parametrov okru-zhajushhej sredy pri dobyche poleznyh iskopaemyh / N.M. Kachurin, V.V. Faktorovich, L.L. Rybak, V.L. Rybak // Izvestija Tul'skogo gosudar-stvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2013. Vyp. 1. S. 3 - 14.

12. Jekologo-jekonomicheskaja ocenka jeffektivnosti proektov doby-chi i pererabotki poleznyh iskopaemyh / N.M. Kachurin, E.I. Zorkin, L.L. Rybak, Ju.Ju. Dianov // Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo uni-versiteta. Nauki o Zemle. 2013. Vyp. 1. S. 177 - 187.

13. Kachurin N.M., Rybak L.L., Rybak V.L. Jekologo-jekonomicheskaja ocenka i monitoring posledstvij podzemnoj dobychi uglja / Jekonomika XXI veka: innovacii, investicii, obrazovanie. №1. 2013. S. 54 - 60.

14. Obrashhenie s othodami proizvodstva i potreblenija na terri-torijah ugledobyvajushhih regionov / Je.M. Sokolov, N.M. Kachurin, L.L. Rybak, V.L. Rybak //Jekonomika XXI veka: innovacii, investicii, obra-zovanie. №2. 2013. S. 50 - 57.

15. Sposob podzemnoj gazifikacii tonkih i srednej moshhnosti plastov burogo uglja / N.M. Kachurin [i dr.] // Patent RF №2522785. Opublikovano: 20.07.2014. Bjul. №20.

16. Sposob kompleksnogo osvoenija mestorozhdenija burogo uglja / N.M. Kachurin, I.E. Zorkin, A.N. Kachurin, E.K. Mosina // Patent RF №2526953 // Opublikovano: 27.08.2014. Bjul. №24.

Vasiliev Pavel Valentinovich, candidate of technical sciences, general director, Sib EO@bk. ru, Russia, Prokopievsk, LLC "SIBEO",

Ribak Vladimir Lvovich, postgraduate, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Egorova Tatiyna Arkadievna, assistent, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University