WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«СНИЖЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ОАО «КОВДОРСКИЙ ГОК» ...»

На правах рукописи

ИВАНОВ Андрей Владимирович

СНИЖЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ОБЪЕКТОВ ОАО «КОВДОРСКИЙ ГОК»

Специальность 25.00.36 – Геоэкология (в горноперерабатывающей промышленности)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург – 2015

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минеральносырьевой университет «Горный».

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Пашкевич Мария Анатольевна

Официальные оппоненты:

Титова Тамила Семёновна доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I», кафедра «Техносферная и экологическая безопасность», заведующая кафедрой Синькова Елена Алексеевна кандидат технических наук, ФГУП «Всероссийский научноисследовательский геологический институт имени А.П. Карпинского», Центр научно-методического обеспечения геологического картографирования, старший научный сотрудник



Ведущая организация – НПК «Механобр-техника» (ЗАО).

Защита диссертации состоится 16 июня 2015 г. в 15 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный»

по адресу: 199106,Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. №1171а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный»

и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 16 апреля 2015 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СИДОРОВ

диссертационного совета Дмитрий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в Российской Федерации ежегодно только предприятиями минерально-сырьевого комплекса в атмосферу выбрасывается порядка 50 млн. т неорганической мелкодисперсной (с максимальным линейным размером частиц от 10 мкм до 100 мкм) и тонкодисперсной пыли (с максимальным линейным размером частиц от долей мкм до 10 мкм).

Наиболее значительной техногенной нагрузке подвергается природная среда в районах открытой разработки месторождений полезных ископаемых и складирования отходов добычи и переработки сырья.

Так, на предприятии ОАО «Ковдорский ГОК», одном из крупных производителей железорудного и апатитового концентрата и крупнейшим производителем бадделеитового концентрата, ежегодно в атмосферу выбрасывается более 20 тыс. т неорганической пыли, что является причиной повышенной заболеваемости и смертности населения и деградации почвеннорастительного покрова прилегающих территорий. Основными источниками пыления предприятия являются объекты цикличнопоточной технологии транспортирования пустой породы и хвостохранилище завода.

В настоящее время на наклонных конвейерах мероприятия по пылеподавлению не осуществляются в связи с тем, что применение известных способов водяного пылеподавления сопровождается значительными расходами воды, а в зимний период приводит к возникновению наледи на конвейерной ленте и самопроизвольному перемещению транспортируемого груза. На хвостохранилище снижение пыления достигается использованием схемы переключения действующих пульповыпусков.

Тем не менее, при неблагоприятных климатических условиях в воздухе селитебной территории горнопромышленной агломерации наблюдается превышение среднесуточной предельнодопустимой концентрации неорганической пыли, что обуславливает необходимость разработки более эффективных способов и средств пылеподавления.

Различным аспектам борьбы с загрязнением окружающей среды пылью на объектах предприятий минерально-сырьевого комплекса посвящены исследования ученых П.В. Бересневича, М.Е. Берлянда, Н.З. Битколова, С.В. Михейкина, В.С. Никитина, М.Т. Осодоева, К.З. Ушакова, П.Ч. Чулакова, Ю.В. Шувалова и многих других.

Однако предшествующими исследованиями не исчерпан ряд проблем, касающихся повышения эффективности устройств пылеподавления и разработки схем их работы на объектах транспортирования и техногенных массивах, основанных на данных о текущей интенсивности пылевыделения и пылепереноса с этих объектов.

Цель работы - снижение техногенной нагрузки производственных объектов ОАО «Ковдорский ГОК» на компоненты природной среды путем разработки и внедрения комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Идея работы: управление системами пылеподавления должно производиться путем оперативного выявления доминирующих источников загрязнения атмосферного воздуха на основе данных о пылевыделении и пылепереносе, устанавливаемых в режиме реального времени в зависимости от климатических и производственных факторов.

Основные задачи исследований.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе от производственных объектов при различных климатических условиях;

разработка новых способов борьбы с пылью на различных источниках пылевыделения предприятий минерально-сырьевого комплекса с целью снижения расхода воды и повышения эффективности пылеподавления;





разработка схемы работы систем пылеподавления с целью снижения воздействия на компоненты природной среды и сокращения затрат на эксплуатацию оборудования;

оценка эффективности работы разработанных устройств пылеподавления и схем их размещения в местах интенсивного пылевыделения.

Методы исследований.

В качестве основных методов исследований применялись:

• системно-структурный анализ производственных объектов вкладчиков в ухудшение пылевой обстановки;

• аналитические и экспериментальные работы в лабораторных и полевых условиях;

• системный анализ известных средств и способов борьбы с пылевыделением и пылепереносом;

• методы математического моделирования процессов пылепереноса с объектов предприятия.

Научная новизна работы:

1. На основе дискретно-траекторного подхода установлены эксплуатационные характеристики (давление воды и сжатого воздуха) и параметры взаимного расположения основных элементов пневмогидравлической форсунки, позволяющей производить устойчивое диспергирование жидкости с диаметром капель не более 100 мкм.

2. Теоретически обоснована система управления пылеподавлением на производственных объектах по добыче и переработке полезных ископаемых, базирующаяся на данных производственного экологического мониторинга атмосферного воздуха и характеристиках режимов работы оборудования, получаемых и анализируемых в реальном времени, что обеспечивает возможность ранжировать источники по степени их воздействия на селитебную территорию для оперативного проведения мероприятий по пылеподавлению.

Основные защищаемые положения:

1. Снижение пылевыделения при конвейерной транспортировке груза на скоростях до 12 м/с должно производиться с использованием автоматизированной системы круглогодичного пылеподавления с коэффициентом 0,95 при установке пневмогидравлической форсунки на расстоянии до 2 м от обрабатываемой поверхности.

2. Снижение пылевыделения и пылепереноса с территории хвостового хозяйства должно производиться с использованием расположенного вдоль пляжа намыва со стороны селитебной зоны автоматически управляемого комплекса пылеподавления на рельсовом ходу на основе аэрозольной пушки-туманообразователя с расходом воды до 10 л/с, длиной факела 150 м и диаметром капель аэрозоля до 100 мкм.

3. Управление пылевой обстановкой горнопромышленной агломерации г. Ковдор должно осуществляться на основе ранжирования источников по интенсивности пылепереноса в селитебную зону, определяемой в реальном времени в соответствии с метеопараметрами (скорость и направление ветра, температура воздуха, количество осадков) и режимами работы оборудования (режим работы пульповыпусков, загрузка ленты конвейера).

Практическая значимость работы:

усовершенствовано устройство для осуществления пневмогидравлического распыления жидкости для круглогодичного пылеподавления неорганической пыли фракции до 100 мкм;

разработана система автоматизированного пылеподавления для объектов конвейерного транспортирования, которая позволяется производить включение/отключение и регулировку параметром работы форсунок в зависимости от текущих метеопараметров и параметров работы конвейера;

разработан передвижной комплекс автоматизированного пылеподавления пляжных зон хвостохранилищ с использованием аэрозольной пушки-туманообразователя, предложена схема взаимосвязи параметров работы комплекса с интенсивностью пылевыделения и пылепереноса, текущими метеопараметрами, режимом намыва.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена использованием большого объема исходных материалов и применением современных методик обработки исходной информации, сходимостью экспериментальных данных с теоретическими исследованиями и исследованиями других авторов, экспериментальной проверкой основных рекомендаций.

Апробация работы. Материалы диссертации включены в состав проекта, выполняемого в рамках Федеральной целевой программы, государственное соглашение № 14.579.21.0023.

Основные и отдельные положения работы докладывались и обсуждались на международных, российских и иного уровня научных, научно-технических конференциях и симпозиумах, в том числе: на Международном симпозиуме имени академика М.А.Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2013 г.), на Международной научно-технической конференции «Наука, Образование, производство в решении экологических проблем» (г.

Уфа, 2010 г.), на XVI Международной экологической конференции студентов и молодых ученых «Горное дело и окружающая среда.

Инновации и высокие технологии XXI века» (г. Москва, 2012 г.), на Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 2010, 2012 гг.).

Личный вклад автора заключается в: постановке цели, формулировке задач и разработке методики исследований; в проведении экологических исследований в зоне функционирования предприятия; проведении анализа с выявлением наиболее опасных крупных объектов пыления; в обосновании автоматизированной системы круглогодичного пылеподавления с использованием пневмогидравлических форсунок; в разработке комплекса пылеподавления на основе аэрозольных пушектуманообразователей, установленных на рельсовом ходу, разработке схем работы предложенных устройств.

Реализация работы:

• разработанные технические решения по борьбе с пылью на техногенных массивах и производственных процессов предложены для использования на ОАО «Ковдорский ГОК»;

• научные и практические результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке специалистов горно-геологического профиля, в частности, при проведении занятий по дисциплинам «Горное дело и окружающая среда» и «Экология».

Публикации. По теме работы опубликовано 25 печатных трудов, в том числе 7 статей в журналах, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации и одна статья в журнале, входящем в библиографическую базу «Scopus», 3 патента на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка.

Содержит 206 страниц машинописного текста, 76 рисунков, 51 таблицу, список литературы из 103 наименований и 2 приложения.

Автор благодарен профессору М.А. Пашкевич за научное руководство работой, доцентам Ю.Д. Смирнову и Э.А. Кремчееву за ценные научные консультации, а также коллективу кафедры геоэкологии Горного университета за практические советы при выполнении и обсуждении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы актуальность, основная цель и идея, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассматриваются основные источники пылевыделения на предприятиях при открытой разработке полезных ископаемых, приведена оценка источников загрязнения на объектах ОАО «Ковдорский ГОК», доказана необходимость разработки новых устройств и способов, позволяющих снизить аэрозольное загрязнение воздуха от объектов циклично-поточной технологии и хвостохранилища завода, как источников загрязнения, вносящих наибольший вклад в ухудшение состояния атмосферного воздуха селитебной территории.

Во второй главе проведена оценка существующих устройств распыления жидкости для пылеподавления, описана предлагаемая конструкция форсунки пылеподавления, обоснован выбор ее параметров, рассмотрена система автоматизированного пылеподавления на объектах конвейерного транспортирования ОАО «Ковдорский ГОК».

В третьей главе проведена оценка существующих устройств и способов пылеподавления на намывных техногенных массивах, описано устройство передвижного комплекса аэрозольного пылеподавления на основе аэрозольных пушектуманообразователей, приведена схема взаимного влияния факторов, определяющих параметры работы комплекса.

Четвертая глава посвящена оценке предотвращенного эколого-экономического ущерба при внедрении предложенных решений на объектах ОАО «Ковдорский ГОК».

В заключении сформулированы основные научные и практические выводы по работе.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях.

1. Снижение пылевыделения при конвейерной транспортировке груза на скоростях до 12 м/с должно производиться с использованием автоматизированной системы круглогодичного пылеподавления с коэффициентом 0,95 при установке пневмогидравлической форсунки на расстоянии до 2 м от обрабатываемой поверхности.

Одним из крупнейших источников загрязнения ОАО «Ковдорский ГОК», вносящих наибольший вклад в ухудшение пылевой обстановки в селитебной зоне является площадка циклично-поточной технологии (ЦПТ).

Объектами ЦПТ осуществляется предварительное дробление пустой породы, ее транспортирование конвейерным транспортов по наклонной насыпи из карьера с отметки -20 м в отвал на отметку 95 м, после чего порода распределяется автотранспортом по отвалу.

ЦПТ включает в себя такие источники пыления, как приемные бункера щековых дробилок, участки ленточного конвейера, промежуточные перегрузочные пункты. Объекты ЦПТ, в силу своего высотного расположения и подверженности ветровой эрозии, являются доминирующими источниками с круглогодичным пылевыделением. При неблагоприятных метеорологических условиях указанные источники могут являться причиной повышения концентрации неорганической пыли с содержанием SiO2 менее 20 % в воздухе селитебной территории до 3 ПДК (рисунок 1).

Анализ известных результатов научных исследований и технических разработок, направленных на снижение пылевыделения в условиях открытых горных работ показал, что основным способом борьбы с пылью при дроблении и конвейерном транспортировании является гидрообеспыливание (орошение).

На большинстве предприятий минерально-сырьевого комплекса для пылеподавления используются распылители дренчерной конструкции. Распыление жидкости осуществляется посредством столкновения направленной струи жидкости с рассеивателем. Струя, ударяясь о рассеиватель, расходится во множество мелких струек, распределенных по всему периметру рассеивателя. При этом распыление осуществляется с недостаточным диспергированием для эффективного пылеподавления и характеризуется высоким расходом воды.

Согласно исследованиям профессора Ю.В.Шувалова наилучшая эффективность пылеулавливания достигается при совпадении размера капель аэрозоля с размерами мелкодисперсной пыли (менее 100 мкм). Кроме того, пылеподавление мелкодиспергированным аэрозолем в условиях отрицательной температуры воздуха сопровождается снегообразованием и пониженным расходом жидкости, что предотвращает образование наледи на конвейерной ленте и позволяет использовать устройство круглогодично.

Повышение степени диспергирования жидкости становится возможным при увеличении давления жидкости в выходном патрубке распылителя до 30-50 атм., что приводит к уменьшению размеров получаемых капель жидкости до 30-100 мкм.

Особенностью форсунок высокого давления является отсутствие рассекателя и использование выходных отверстий малого диаметра (порядка 0,05-0,15 мм), что вызывает необходимость использования устройств предварительной подготовки используемой жидкости.

Повышение степени диспергирования может быть достигнуто без увеличения давления воды, за счет введения в процесс газовой фазы. В пневмогидравлических форсунках при использовании сжатого воздуха, распыление за счет турбулизации потока дополняется эффектом завихрения подаваемым сжатым воздухом и смешиванием с ним. При этом на один распылитель приходится больший объем распыляемой воды, а степень диспергирования в пневмогидравлических форсунках сравнима с аналогичным параметром для форсунок высокого давления.

Работа предложенной форсунки (патент № 2446021 РФ, 27.03.2012) основана на пневмогидравлическом распылении воды в потоке сжатого воздуха. Сжатый воздух проходит через сопло Лаваля, адиабатически расширяясь смешивается с водой и выходит через выходной диффузор (рисунок 2).

По предложенной конструкции была построена гидравлическая модель с использованием программного комплекса Ansys Fluent 12.1. В основе работы программной гидравлической модели лежат уравнения Навье-Стокса для двухфазного течения. В модели задана возможность регулирования проходных сечений сопла Лаваля и щели подачи воды, а также начальных давлений фаз.

Расчет производился на основе дискретно-траекторного подхода:

расчетная область была представлена сеточной структурой, вычисление параметров течения фаз производилось в каждой ячейке сетки, формируя картину распределения частиц жидкой фазы с отображением их скоростей (рисунок 3). При этом размер частиц получаемого водного аэрозоля оценивался путем расчета площади ячеек, занимаемой каждой каплей получаемого аэрозоля.

С помощью модели были уточнены сечения проходных каналов устройства, при которых средний диаметр получаемых капель аэрозоля составляет 100 мкм, а скорость движения фаз в форсунке достигает скорости звука (условие снегообразования при околонулевой температуре).

С использованием твердотельной модели форсунки, изготовленной в учебно-экспериментальных мастерских Горного университета, проведена серия натурных экспериментов по подтверждению полученной размерности капель, при различных проходных диаметрах сопла Лаваля и расходах воды (рисунок 4).

Эксперименты проводились с использованием сопел диаметром 1,1 мм, 1,6 мм, 2,2 мм. В ходе экспериментов изменялся расход воды, с применением объект-микрометра и фотокамеры в режиме выдержки 1/8000 с фиксировался средний размер капель получаемого водного аэрозоля. Установлено, что при средней крупности капель 100 мкм наибольшее количество воды (30 мл/c) может быть диспергировано с использованием сопла 1,1 мм, при направленном движении аэрозоля на расстояние до 2 м. Результаты серии проведенных экспериментов представлены зависимостью на рисунке 5.

Вторая серия экспериментов была посвящена определению эффективности пылеподавления. Форсунка устанавливалась в бункере пылеподавления БПП-001 (рисунок 6) на расстоянии 2 м от обрабатываемой поверхности. Через сквозное отверстие в нижней части бункера нагнетается воздух со скоростью 12 м/с, что соответствует скорости движения конвейерной ленты. В бункер укладывался слой дробленой породы площадью 0,8 м2 (соответственно площади аэрозольного факела), после чего производилось нагнетание воздуха и осуществлялся замер концентрации пыли на выходе. Аналогичные эксперименты проводились с пылеподавлением пылящей поверхности при различной продолжительности обработки (рисунок 7). По разности площадей фигур, ограниченных графиками до и после пылеподавления, характеризующих массу сдуваемой пыли, установлено, что с использованием предложенной форсунки снижение концентрации пыли в выходящем потоке воздуха достигает 95 % при времени обработки 1,0 секунда, что соответствует удельному расходу 38 мл/м2. Эффективность пылеподавления обеспечивалась тем, что осуществлялась, как обработка пылящего поверхностного слоя материала, так и подавление уже взметанной пыли.

Для снижения эксплуатационных затрат при использовании форсунок должна быть обеспечена возможность их включения/отключения и регулирования расходов воды и сжатого воздуха в зависимости от загрузки конвейерной ленты и условий среды. Форсунки и подводы должны быть снабжены системой кабельного обогрева для предотвращения из замерзания в зимний период. Использование предложенных устройств в системе пылеподавления позволит круглогодично обеспечивать снижение воздействия объектов ЦПТ на воздух г.Ковдор (рисунок 8).

2. Снижение пылевыделения и пылепереноса с территории хвостового хозяйства должно производиться с использованием расположенного вдоль пляжа намыва со стороны селитебной зоны автоматически управляемого комплекса пылеподавления на рельсовом ходу на основе аэрозольной пушки-туманообразователя с расходом воды до 10 л/с, длиной факела 150 м и диаметром капель аэрозоля до 100 мкм.



На хвостохранилище ОАО «Ковдорский ГОК» для снижения объемов пылевыделения с поверхности пляжных зон применяется режим намыва, при котором в условиях снегостава намыв осуществляет сосредоточенно из одного пульповыпуска, что позволяет исключить пыление в зимний период времени. В условиях отсутствия снежного покрова намыв осуществляется попеременно из 16 пульповыпусков, расположенных вдоль дамбы хвостохранилища, что позволяет поддерживать наибольшую площадь пляжей во влажном состоянии. Тем не менее, при неблагоприятных условиях режим намыва не обеспечивает необходимого снижения пылевыделения, что может приводить к повышению концентрации неорганической пыли в воздухе селитебной территории г. Ковдор до 3,5 ПДК, поселка Северное Сияние - до 5 ПДК (рисунок 9).

В условиях постоянно обновляемой поверхности намыва, при наличии протяженной пляжной зоны со средней шириной 150 м наиболее рациональным способом пылеподавления является применения аэрозольных пушек-туманообразователей.

Пылеподавление на площадных источниках пылевыделения с помощью аэрозольных пушек может осуществляться двумя способами:

• за счет увлажнения поверхности массива с целью предотвращения пылеобразования, дальность нагнетания аэрозоля при отсутствии ветровой нагрузки должна соответствовать ширине обрабатываемой полосы 150 м;

• за счет увлажнения запыленного воздуха, поступающего с массива.

Вследствие значительной протяженности пляжей хвостохранилища (4,6 км) установка пушек по всей их длине не представляется возможной. Известны примеры установки пушки на колесное шасси для возможности ее перемещения к тем участкам, где требуется обеспыливание в текущий момент времени. Одним из примеров реализации такого решения является установка DS60 российской компании Амур-МТК.

Установки такого типа обладают следующими недостатками:

• необходимость задействования персонала для работы на установке;

• время подготовки установки к работе составляет около 15 минут (не считая времени транспортирования), что делает невозможным использование установки для оперативного пылеподавления.

Для условий хвостохранилища ОАО «Ковдорский ГОК»

предложен передвижной комплекс пылеподавления (рисунок 10), состоящий из двух железнодорожных платформ: платформы с водяной цистерной и платформы с аэрозольной пушкой, системами питания и управления. Рельсовый путь предлагается провести по дамбе хвостохранилища вдоль пылящих пляжей с зонированием пути по участкам намыва.

Преимуществами передвижного комплекса аэрозольного пылеподавления являются:

• возможность автоматизации процесса пылеподавления по сравнению с установками на колесном шасси за счет применения платформы на рельсовом ходу в качестве средства перемещения;

• отсутствие необходимости подготовки комплекса к работе после его перемещения.

Согласно исследованиям В.А. Михайлова и П.В. Бересневича пылевыделение хвостов наблюдается при падении влажности поверхностного слоя менее 9 %, исходя из чего было рассчитано, что при рассмотрении поверхностного пылящего слоя толщиной 0,5 мм, его начальной влажности 3 %, длине факела 150 м, скорости движения комплекса 0,6 м/c необходимое увлажнение будет достигаться при расходе воды 10 л/c.

При невозможности обработки всей поверхности сухого пляжа при ветровой нагрузке комплекс переходит в режим увлажнения запыленного воздуха. В момент времени площадью факела покрывается только часть фронта пыления, поэтому при движении комплекса осуществляется избыточное увлажнение воздуха. Пылеулавливание происходит при дальнейшем перемешивании запыленного воздуха и водного аэрозоля в атмосфере.

Существенным недостатком аэрозольных пушек является использование в них форсунок высокого давления, поэтому для исключения затрат на обслуживание систем очистки воды и замены вышедших из стоя форсунок могут быть применены пневмогидравлические форсунки предложенной ранее конструкции.

В этой связи проведена серия экспериментов по определению эффективности обеспыливания загрязненного воздуха с использованием пневмогидравлических форсунок. Эксперименты, проводились с использованием бункера БПП-001. В поток подаваемого в бункер воздуха с определенной интенсивностью вносилась мелкодисперсная пыль, на выходе из бункера измерялась концентрация пыли без пылеподавления и с включенной форсункой.

По результатам экспериментов установлено, что одна пневмогидравлическая форсунка при расходе воды 30 мл/c обеспечивает пылеподавление 2,5 г пыли в секунду со средней эффективностью 93 % (рисунок 11), что позволит обеспечить нормативную концентрацию пыли в воздухе селитебных территорий при использовании устройств для увлажнения запыленного воздуха (рисунок 12).

Согласно проведенной оценке интенсивности пылевыделения и климатической обстановки в условиях хвостохранилища предприятия ОАО «Ковдорский ГОК», комплекс, включающий аэрозольную пушку-туманообразователь, позволит в автоматическом режиме производить пылеподавление непосредственно тех участков, на которых происходит пылеобразование и/или пылеперенос в сторону города.

3. Управление пылевой обстановкой горнопромышленной агломерации г. Ковдор должно осуществляться на основе ранжирования источников по интенсивности пылепереноса в селитебную зону, определяемой в реальном времени в соответствии с метеопараметрами (скорость и направление ветра, температура воздуха, количество осадков) и режимами работы оборудования (режим работы пульповыпусков, загрузка ленты конвейера).

Вследствие удаленности основных источников пыления от селитебной территории (расстояние до объектов ЦПТ 2,5 км, до хвостохранилища 2,8 км) определение в реальном времени объемов пылевыделения и пылепереноса стационарными постами мониторинга, расположенными в селитебной зоне, не представляется возможным. Связано это с тем, что с момента начала пыления до фиксирования изменения концентрации постом проходит значительный промежуток времени.

Расположение постов мониторинга в непосредственной близости от источника (на насыпи ЦПТ, на дамбе хвостохранилища) позволило бы фиксировать переносимую пыль. Тем не менее, использование только данных о пылении массива не позволяет производить своевременное пылеподавление, поэтому посты в управлении пылевой обстановкой селитебной территории должны использоваться лишь как дополнительный элемент системы. Для оперативного проведения мероприятий по пылеподавлению необходимо производить оценку объемов пылевыделения по текущим значениям технологических и метеопараметров, определяемых средствами производственного мониторинга.

Многолетние мониторинговые исследования показали, что для оценки пылепепеноса в воздух селитебной зоны с объектов ЦПТ необходимо учитывать ряд следующих факторов:

• загрузка конвейерной ленты каждого участка;

• температура воздуха;

• влажность воздуха;

• количество осадков;

• скорость ветра;

• направление ветра.

Согласно поступающим и анализируемым в реальном времени данным определяется объем пылепереноса на территорию города, в соответствии с чем устанавливается количество подключенных форсунок (рисунок 11). Согласно данным о температуре воздуха производится корректировка расходов воды и сжатого воздуха в форсунках и устанавливается интенсивность работы системы кабельного обогрева.

Таким образом, управление системой по предложенной схеме позволит производить пылеподавление своевременно предотвращая воздействия объектов ЦПТ на селитебную территорию при снижении эксплуатационных затрат по сравнению со схемами, реализующими привязку к данным мониторинга пылевой обстановки.

Данные производственного мониторинга Параметры работы системы пылеподавления Количество осадков

–  –  –

Рисунок 11 - Схема взаимосвязи факторов производственного мониторинга и параметров работы системы пылеподавления на объектах ЦПТ Пляжная зона хвостохранилища ОАО «Ковдорский ГОК»

условно может быть разделена на 16 участков, определяемых площадью намыва каждым пульповыпуском, в соответствии с чем производится деление рельсового пути комплекса на зоны работы.

Управление передвижным комплексом пылеподавления на хвостохранилище должно осуществляться согласно текущим результатам оценки состояния каждого участка намыва. По скорости и направлению ветра определяется режим работы комплекса (увлажнение поверхности или увлажнение запыленного воздуха) и выбирается направление аэрозольной пушки (рисунок 12).

Работа в режиме увлажнения поверхности осуществляется как профилактическое мероприятие, когда пылеперенос в воздух селитебной территории незначителен, но величина влажности поверхностного пылящего слоя позволяет говорить о возможности ухудшения пылевой обстановки при изменении скорости и/или направления ветра и дальнейшем уменьшении влажности пляжа.

Оценка текущей влажности поверхностного слоя зоны намыва производится также, как и на ЦПТ, по данным производственного мониторинга. При значении влажности пылящего слоя менее 9 % рассчитывается необходимая интенсивность обработки поверхности, в соответствии со значением которой выбирается количество подключенных форсунок в аэрозольной пушке и скорость движения комплекса. После чего осуществляется перемещение комплекса к границе выбранного участка намыва и начало его обработки.

Параметры работы комплекса Данные производственного мониторинга пылеподавления

–  –  –

Направление Скорость ветра аэрозольной пушки Направление ветра Рисунок 12 - Схема взаимосвязи факторов производственного мониторинга и параметров работы комплекса пылеподавления на хвостохранилище При направлении ветра в сторону города работа комплекса осуществляется в режиме увлажнения поступающего с массива запыленного воздуха. При этом параметры работы комплекса, по рисунку 12, выбираются исходя из текущего значения пылепереноса в воздух селитебной территории.

Таким образом, на основании данных производственного мониторинга может быть определен объем пылепереноса в селитебную территорию с каждого участка ЦПТ и с каждого участка намыва хвостостохранилища, в соответствии с чем производится их ранжирование, а оценка состояния источников в реальном времени позволяет своевременно производить мероприятия по пылеподавлению.

Сумма предотвращенных ущербов от воздействия на компоненты природной среды составила 60 млн. руб., при капитальных вложениях на реализацию природоохранных мероприятий 10 млн. руб. и сумме годовых эксплуатационных затрат 267 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. На основе многолетних натурных наблюдений за состоянием природной среды в зоне воздействия Ковдорского ГОКа установлены закономерности формирования техногенных атмохимических ореолов пылевого загрязнения в зонах воздействия объектов циклично-поточной технологии (приемных бункеров дробилок, пунктов перегрузки и пересыпа породы, участков конвейера) и хвостохранилища предприятия со средней шириной пляжной зоны 150 м и длиной 4600 м, определяющиеся экспоненциальным распределением концентраций неорганической пыли с содержанием SiO2 менее 20%.

2. По условиям эксплуатации объектов конвейерного транспорта предложена конструкция форсунки пневмогидравлического распыления, использование которой позволит снизить удельный расход жидкости за счет повышения степени ее диспергирования и исключить образование наледи на ленте в условиях отрицательных температур воздуха за счет снегообразования при пылеподавлении.

3. Обосновано применение системы автоматизированного пылеподавления с использованием пневмогидравлических форсунок, позволяющей производить включение/отключения и регулировку параметров форсунок с учетом текущих метеопараметров, запыленности воздуха, загруженности ленты и режимов работы конвейера.

4. Разработан передвижной комплекс пылеподавления пляжных зон хвостохранилища с использованием аэрозольных пушек-туманообразователей, установленных на рельсовом ходу, работа которого должна производиться в режиме увлажнения поверхности массива или режиме увлажнения запыленного воздуха.

5. Предложена блок-схема взаимосвязи производственных и метеопараметров с параметрами работы комплекса пылеподавления пляжных зон хвостохранилища, в основу которой заложен расчет пылевыделения и пылепереноса в реальном времени, в соответствии с которыми формулируется последовательность принятия решений по снижению негативного воздействия на атмосферный воздух.

6. Проведено экономическое обоснование предложенных мероприятий по пылеподавлению, величина предотвращенного эколого-экономического ущерба от загрязнения компонентов природной среды составила 24 млн. руб., величина предотвращенного эколого-экономического ущерба здоровью населения - 36 млн. руб., капитальные вложения на реализацию природоохранных мероприятий составят 10 млн. руб. при сумме годовых эксплуатационных затрат 267 тыс. руб.

НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Смирнов Ю.Д. Разработка инновационного пылеподавляющего устройства для условий северных регионов / Ю.Д. Смирнов, А.В. Иванов // Горный информационноаналитический бюллетень, № 6 - М.: МГГУ, 2010. - с.187-190.

2. Иванов А.В. Исследование процессов диспергирования жидкости при работе форсунок пылеподавления / А.В. Иванов, Ю.Д. Смирнов, И.Е. Капранов // Ученые записки РГГМУ, т. 25. – СПб: РГГМУ, 2012. – с.26-35.

3. Иванов А.В. Разработка системы автоматизированного управления пылеподавлением для предприятий минеральносырьевого комплекса / А.В. Иванов, Ю.Д. Смирнов // Известия ТулГУ. Науки о Земле, т. 2. –Тула: ТулГУ, 2012. – с.68-72.

4. Смирнов Ю.Д. Определение оптимальных параметров пневмогидравлической форсунки для наиболее экономичного и эффективного пылеподавления / Ю.Д. Смирнов, А.В. Иванов // Записки Горного института, т. 203. – СПб.: Горный университет, 2013. – с.94-103.

а) б)

Рисунок 2 – Форсунка для пылеподавления (патент РФ № 2446021):

а) – твердотельная модель форсунка, б) – форсунка в разрезе, где 1 – диффузор, 2 – корпус, 3 - смесительная камера, 4 – кольцевая щель для подачи воды, 5 – сопло Лаваля для подачи сжатого воздуха

–  –  –

Эффективность пылеподавления, %



Похожие работы:

«УДК 657 Валерио К.Э., Коновалова О.Т студенты 4 курс, специальность «Экономическая безопасность» Научный руководитель: Останина Е.В., старший преподаватель Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева Россия, г. Кемерово. РОЛЬ ВНУТРЕННЕГО АУДИТА В СИСТЕМЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ Статья посвящена необходимости внедрения внутреннего аудита на предприятие с целью улучшения и повышения качества работы. В статье выявлены факторы, влияющие на систему...»

«НАЦИОНАЛЬНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ: НАУЧНЫЙ АСПЕКТ С.В. Новоселов1 Ключевые слова: национальная безопасность, стратегия, угрозы, концепция. Keywords: national security, strategy, threats, concept. Проблема национальной безопасности России на современном этапе не теряет своей актуальности. Современная наука, формирующаяся на основе нового видения мира, располагает широкоразвитой системой знаний по проблемам обеспечения безопасности. Вместе с тем кардинальные мировоззренческие изменения по...»

«ПРОТОКОЛ внеочередного заседания комиссии по предупреждению, ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности Пермского края г. Пермь, ул. Куйбышева, 14 16 июля 2013 г., 16.00 – 16.45 №9 Председательствующий: Попов Олег Владимирович, начальник Главного управления МЧС России по Пермскому краю Секретарь: Горошников Михаил Васильевич, и.о. начальника отдела гражданской защиты управления государственной противопожарной службы и гражданской защиты Министерства общественной...»

«Общий перечень стандартов Наличие изменений Название стандарта Номер ГОСТа Изделия медицинские электрические.Часть 1.Общие требо-вания отм., действует ГОСТ Р безопасности 2.Электромагнитная совместимость. Требования и методы 50267.0.2-2005(7-2006) испытаний(МЭК 601-1-2-93). ГСИ.Государственная поверочная схема для средств измерений Конденсаторы.Методы измерений и испытаний. (МЭК:384-1-82,418-1Изм. 1-8-97 74). Приборы для измерения биоэлектрических потенциалов сердца.Общие Изм. 1-6-91 Прекращено...»

«Государственное управление. Электронный вестник Выпуск № 27. Июнь 2011 г. Евсеенко К.А. Государственная система управления воспроизводством лесных ресурсов – необходимость совершенствования Известно, что лесные ресурсы являются продуктом природы, образующимся в процессе роста и развития лесов, а лесопользование есть процесс извлечения из лесов их естественных свойств, для нужд человечества. В последние годы леса планеты стали рассматриваться как один из глобальных факторов устойчивого развития...»

«ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН О лицензировании отдельных видов деятельности (Ахбори Маджлиси Оли Республики Таджикистан, 2004 год, №5, ст. 348; 2005 год, №3, ст. 120; 2006 год, № 7, ст. 343; 2007 год, №7, ст.433; 2008 год, №1, ч2, ст. 14, №6, ст.457, №10, ст.816; 2009 год, №3, ст.78, № 5, ст.326, №9-10, ст.544; 2010 год, №12, ч-1, ст. 821) Принят Маджлиси намояндагон 14 апреля 2004 года Одобрен Маджлиси милли 29 апреля 2004 года Настоящий Закон определяет виды деятельности, подлежащие...»

«Памятка туристу Дорогие друзья! Благодарим вас за то, что доверили организацию отпуска нашей компании. Предоставляя вам качественные туристические услуги, мы заботимся о комфорте и безопасности вашего отдыха. В ПАМЯТКЕ ТУРИСТУ мы разместили самые необходимые сведения о стране и правилах пребывания в ней. Это поможет вам избежать конфликтных ситуаций и наслаждаться отдыхом в полной мере. Туроператор «Регион» делает все возможное, чтобы обеспечить вам солнечное настроение, яркие впечатления и...»

«[Содержание] Содержание Введение 1. Используемые сокращения 1.1. Условные обозначения 1.2. Назначение 1.3. Общие сведения 2. Комплект поставки 2.1. Требования безопасности 2.2. Порядок ввода в эксплуатацию 2.3. Транспортировка и хранение 2.4. Обслуживание POS-терминала 2.5. Основные характеристики 2.6. Внешний вид POS-терминала 3. Вид спереди 3.1. Вид сверху 3.2. Панель индикации 3.3. Панель настройки дисплеев 3.4. Боковая панель (слева) 3.5. Разъемы для подключения внешних устройств (боковая...»

«ПРОТОКОЛ совместного заседания Антитеррористической комиссии в Свердловекой области и оперативного штаба в Свердловекой области от 16 апреля 2015 года г. Екатеринбург dtO/j of.Ol5 ГIредседательствовал: Губернатор Свердловской области, Е.В. Куйвашев председатель Антитеррористической комиссии ГIрисутствовали: 38 человек (список прилагается) 1. О дополнительных мерах по обеспечению безопасности на территории Свердловской области в ходе подготовки и проведения мероприятий, посвящённых ГIразднику...»

«41 (4052) пятница 21 октября 2011 г. №41 (4052) Пятница, 21 октября 2011 года Визиты С целью знакомства с крупнейшим предприятием Казахстана – Атырауским НПЗ, на заводе побывал вновь назначенный директор департамента по ЧС Атырауской области, полковник Болатбек Булемисович Умаров. Беседа состоялась в кабинете генерального директора завода Т. А. Байтазиева. Наш руководитель рассказал о заводе, задачах, перспективах развития, и подчеркнул, что «.охрана труда, здоровья, соблюдение техники...»

«Исследование воздействия техногенных факторов на окружающую среду с целью обоснования управленческих решений по обеспечению экологической безопасности регионов России Т.П. Елисеева, И.М.Ежова, И.Д. Лакирбая Важная роль мониторинга и прогнозирования изменений качества природной среды, при взаимодействии с техногенными источниками для обеспечения экологической безопасности регионов России, была обозначена в 2008 году на заседании Совета Безопасности Российской Федерации по вопросам экологии....»

«СПЕКУЛЯТИВНЫЙ ПОРТФЕЛЬ ПРОГНОЗЫ И ИНВЕСТИЦИОННЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СРЕДА 10 НОЯБРЯ 2004 Г.СОДЕРЖАНИЕ: Низкие риски инвестиции в собственность и реальные активы (безопасность ваших инвестиций находится на высоком уровне, потенциальные риски и прибыли не велики, дешево вы купили или дорого, собственность у вас все равно останется). Рублевые инвестиции в валюту (Доллар США). Рублевые инвестиции в валюту (Евро). Рублевые инвестиции в акции (Индекс ММВБ). Рублевые инвестиции в акции (Сбербанк). Рублевые...»

«1 Постановление (ЕС) № 178/2002 Европейского парламента и Совета от 28 января 2002 года, устанавливающее общие принципы и требования пищевого законодательства, учреждающее Европейское Ведомство по безопасности продуктов питания и устанавливающее процедуры в области безопасности продуктов питания ЕВРОПЕЙСКИЙ ПАРЛАМЕНТ И СОВЕТ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА, Учитывая Договор, утверждающий Европейское Сообщество, и в частности Статьи 37, 95, 133 и Статью 152(4)(b), Учитывая предложение Комиссии (1), Учитывая...»

«Решения А. Выборы и назначения 59/401. Назначение членов Комитета по проверке полномочий На своем 1-м пленарном заседании 14 сентября 2004 года Генеральная Ассамблея в соответствии с правилом 28 своих правил процедуры назначила Комитет по проверке полномочий для своей пятьдесят девятой сессии в составе следующих государств-членов: БЕНИН, БУТАН, ГАНА, КИТАЙ, ЛИХТЕНШТЕЙН, РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ, ТРИНИДАД И ТОБАГО и УРУГВАЙ. 59/402. Выборы пяти непостоянных членов Совета...»

«1 Проблемы идеологии безопасности Б.Г. Гордон ФГУ «НТЦ ЯРБ» Для профессионального ученого корректно сделанная классификация – основной инструмент его профессии. Дж. Фаулз Государственное регулирование безопасности объектов использования атомной энергии необходимо как при сокращении числа этих объектов, так и при развитии атомной энергетики. Различны лишь акценты. В первом случае увеличивается объем работ по регулированию безопасности при выводе из эксплуатации, реабилитации территорий, хранении...»





Загрузка...


 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.