Разработка Мыковского карьера лабрадоритов

Токоприёмники карьера (буровые станки, насосы и др.) питаются от трансформаторной подстанции с изолированной нейтралью, установленной на северном борту карьера при пробной добыче. От трансформаторной подстанции (ТП) к карьеру проведена ЛЭП – 0,4 кВт.

Для передачи электроэнергии от ТП к потребителям применяются провода. Провода в карьере прокладываются открыто на «козлах», а в местах проезда транспорта – в трубах, с соблюдением правил безопасности.

10.1.2. Схема соединения подстанции.

Для питания небольших горных предприятий, таких как Мыковский карьер, где все потребители электрической энергии по степени бесперебойности электрического снабжения относят к ІІІ категории, при значительном отдалении от районной подстанции, используют однострансформаторные подстанции (рис. 10.1.).

10.1.3. Распределение электроэнергии на Мыковском карьере.

Электроэнергию на карьере распределяют в соответствии с установленными правилами и требованиями.

Строение распределительных сетей внутреннего электроснабжения карьера зависит от размера и конфигурации карьера, мощности и количества горных машин и механизмов, глубины и количества уступов (1 вскрышной и 5 добычных). По этим условиям предварительно выбирается система распределения электроэнергии.

Исходя из данных Мыковского карьера выбирается продольно-фронтальная схема распределения электроэнергии.

10.2. Проектирование электрического освещения открытых горных работ.

10.2.1. Осветительные установки в карьерах.

Эффективное освещение на карьере улучшает условия труда, благоприятствует повышению его производительности и снижает травмвтизм.

На Мыковском карьере работы по добыче полезного ископаемого ведутся в одну смену, протяженностью 8 часов, в светлое время суток. Исходя из этих условий работы в тёмное время суток требуется охранное освещение, минимальное освещение составляет 0,5 лк.

Общее освещение карьера осуществляется стационарной осветиткльной установкой с мощным ксеноновым светильником, который размещается на внешнем борту карьера.

Ксеноновые светильники позволяют обеспечить освещение карьера при минимальном количестве светоточек, снизить расходы на осветительные приборы, электрические осветительные сети и их обслуживание. Светильник устанавливают на стационарной опоре.

10.2.2. Расчёт освещения ксеноновыми лампами.

Количество светильников с ксеноновыми лампами и высоту их установки можно определить методом светового потока.

Общий световой поток, нужный для освещения карьера, и количество светильников можно определить по формулам:

1. Световой поток, необходимый для создания на площади нужной освещённости, Ен:

где: Кз=1,2…1,5 – коэффициент запаса; Кп=1,15…1,5 – коэффициент, который учитывает потери света в зависимости от конфигурации площади освещения; z=1,3 – коэффициент неравномерности освещения.

2. Количество ксеноновых светильников для освещения данной площади определяется:

где: hпр=0,35…0,38 – КПД светильника; Ен=0,5 – нужная освещённость; S – площадь карьера; Фп=694*103 - световой поток лампы ДКсТ-20000.

3. Высота установки светильника относитольно нижнего горизонта карьера для ламп ДКсТ-20000:

где: hк=20 м – глубина карьера; Н=36 м, для ламп ДКСт-20000.

Для освещения принимаем 1 ксеноновую лампу ДКсТ-20000 мощностью 20 кВт. Освещение территории карьера происходит только в тёмное время суток и применяется в качестве охранного.

10.3. Определение электрических нагрузок и выбор мощности трансформатора.

10.3.1. Определение электрической нагрузки ГПП.

Из существующих методов расчёта значений электрических нагрузок в практике проектирования СЭС горных предприятий используется метод коэффициента спроса.

Расчётная нагрузка группы электроприёмников:

где Рр, Qp, Sp – соответственно активная и реактивная составные и полная расчётная мощности; Кn – коэффициент спроса; Рнi – номинальная мощность электроприёмника; n – количество электроприёмников в группе; tgjр соответствует расчётному значению коэффициента мощности cosjр.

Электроприёмник - насос 2К20/30:

Аналогично расчитываются мощности других электроприёмников и заполняется таблица 10.2.

Таблица 10.2.

Приёмники

Электроэнергии

Количество

Установленная

мощность, кВт

Коэффициенты

Расчётная мощность

Кп

cosjн

tgjн

Рр, кВт

Qр, кВар

Sр, кВА

Магистральная ЛЭП №1

Электроприёмники 0,4 кВ

Освещение

Вагон ВП6

Итого по

ЛЭП №1

1,0

Магистральная ЛЭП №2

Электроприёмники 0,4 кВ

Насос

Бур. ст.

СБУ-100Г

Итого по

ЛЭП №2

0,8

0,6

0,8

0,7

0,75

1,02

3,2

13,2

16,4

2,4

13,46

15,86

18,85

22,85

Итого по ГПП

66,4

15,86

72,85

Расчётную нагрузку в целом определяют суммированием нагрузок отдельных групп электроприёмников, которые входят в СЭС, с учётом коэффициента совмещения максимума Кпм=0,9:

Из-за малой величины реактивной мощности (15,86 кВар) её компенсацию с помощью конденсаторных батарей можно не проводить.

10.3.2. Выбор мощности трансформатора.

В большинстве случаев ТП 10/0,4 кВ на карьерах выполняются однотрансформаторными. Мощность силового трансформатора определяется по расчётным нагрузкам и возможностью прямого пуска самого мощного двигателя.

По условию расчётной нагрузки мощность трансформатора выбирают из соотношения:

Но при выборе мощности трансформатора нужно учитывать возможность его перегрузки. Поскольку коэффициент заполнения графика нагрузки ПТП карьера обычно не превышает 0,75, можно допустить систематические перегрузки трансформатора 30%.

Выбираем трансформатор ТМ-100/6. Верхний предел номинального напряжения обмоток ВН=6,3 кВ; НН=0,525 кВ. При этом мощность трансформатора (100 кВА) обеспечивает питание всех потребителей III категории с учётом их перегрузочной способности.

Расчётная нагрузка трансформатора с учётом потерь определяется:

Ориентировочно можно считать:

10.4. Расчёт электрических сетей Мыковского карьера.

Площадь сечения проводов воздушных стационарных ЛЭП напряжением 10 кВ выбирают по экономической плотности тока и проверяют по условию нагрева и механической прочности.

Воздушные линии электропередач напряжением до 1000 В расчитывают по условиям нагрева и проверяют по потере напряжения. Кроме того, согласуют площадь сечения проводов с защитой ЛЭП и сеть проверяют на отключение минимальных токов КЗ релейной защиты.

При выборе площади сечения проводов и жил кабелей расчётный ток нагрузки групп потребителей:

10.4.1. Выбор площади сечения проводника питающей ЛЭП.

Ток, который проходит по линии 10кВ:

Площадь сечения проводника с учётом экономических требований:

где: gе=1,4 – экономическая плотность тока.

Выбор площади сечения проводника по условию нагрева сводится к следующему:

Выбираем провод с площадью сечения 16 мм2.

Минимальная площадь сечения проводов для воздушных высоковольтных линий по условию механической прочности должна быть не меньше 35 мм2.

Окончательно, для питающей ЛЭП, выбираем площадь сечения проводника 35 мм2.

10.4.2. Выбор площади сечения проводников и жил кабелей по условиям нагрева и механической прочности.

Выбор площади сечения проводников по условиям нагрева сводится к сравнению расчётного тока с допустимыми токами нагрузки, которые для стандартных сечений проводов приводятся в таблицах ПУЭ, с соблюдением условия:

Ток, который проходит по ЛЭП№1:

тогда: .

Выбираем провод марки А10 с S=10 мм2.

Ток, который проходит по ЛЭП №2:

тогда: .

Выбираем провод марки А4 с S=4мм2.

В процессе проектирования карьерных воздушных ЛЭП используют типовые конструкции передвижных и стационарных опор, для которых рекомендованы определённые площади сечения проводов.

Для воздушных ЛЭП напряжением до 1000В минимальная площадь сечения аллюминиевых проводов должна быть 16 мм2.

Окончательный выбор площади сечения проводников, с учётом механической прочности, представлен в таблице 10.3.

Таблица 10.3.

№ ЛЭП

Ip, А

Sнаг, мм2

Iдоп, А

Sпрочн, мм2

Марка провода

№ 1

72,25

А-16

№ 2

33,20

А-16

10.4.3. Проверка сети по потери напряжения.

Площадь сечения проводников ЛЭП должна отвечать как экономическим, так и техническим требованиям, а также условиям обеспечения потребителей электроэнергии должного качества. Поэтому электрическую сеть нужно проверять на допустимую потерю напряжения. Общая допустимая потеря напряжения в разветвлённой сети определяется от центра питания до наиболее отдалённого электроприёмника исходя из требований, чтобы откланение напряжения на зажимах электроприёмников не превышало допустимые границы: ±5%*Uн - для силовых потребителей и внешнего освещения ±2,5%.

Для электрических сетей 0,4 кВ допустимые потери напряжений считают такими, которые равны 10% - 39 В.

Потери напряжения в ЛЭП№2 с напряжением 0,4 кВ по наиболее длинному фидеру (120 м) определяется:

где Iр – расчётный ток линии, А;Uн – номинальное напряжение, В; L – длина линии, км; r0, х0 – удельное активное и индуктивное сопротивлении провода; - удельная проводимость проводника, =32*106 для аллюминия, Ом/м; cosjр, sinjр – расчётные значения коэффициентов.

Посколько индуктивное сопротивление линии мало зависит от площади сечения проводника, то до его выбора определяют реактивную составную потери напряжения:

Максимальное значение потерь напряжения сравнивают с допустимыми.

10.5. Выбор аппаратов управления.

Распределительные пункты и пункты подключения нужно ориентировать на использование современных серий комплексных распределительных устройств (КРП) и комплексных подстанций (КТП).

Все аппараты, шины на подстанциях и распределительных пунктах следует выбирать по условию их длительной работы (по номинальному току и напряжению) и проверять по режиму КЗ на термическую и динамическую стойкость.

При выборе токоведущих частей и аппаратов по номинальной нагрузке должны выполняться условия:

где: Uна, Uнс – номинальное напряжение соответственно выбранного аппарата и сети; Uма – максимально допустимое напряжение аппарата; Uрм – максимально длительное рабочее напряжение.

При выборе аппаратов по силе тока должно выполняться условие:

где Iна – даётся при расчётной температуре внешней среды Q=350 С.

Выбираем комплексное распределительное устройство: стационарная камера КСО-366, отличающееся простотой конструкции. Распределение КРУ представлено в таблице 10.4.

Таблица 10.4.

№ линии

Iр, А

Iн, А

Uн, кВ

Тип аппарата управления

ЛЭП № 1

72,25

400

До 10

КСО-366

ЛЭП № 2

33,02

400

До 10

КСО-366

10.6. Расчёт защитного заземления.

Центральный заземляющий контур выполняется из стальных труб диаметром 58 мм, длиной 3 м, соединённых общим стальным прутом диаметром 10 мм, длиной 50 м.

Трубы и соединительный прут заглублены на 500 мм от поверхности земли. Грунт – суглинок-песок имеет удельное сопротивление – 100 Ом/м.

В карьерных сетях с изолированной нейтралью сопротивление защитного заземления:

Поскольку заземление является общим для сетей напряжением 10 и 0,4 кВ, то в соответствии с ПУЭ Rз£4 Ом.

Сопротивление центрального контура:

где: rпр – сопротивление магистрального заземляющего провода (не более чем 2 Ом); rгк – сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля (не более чем 0,5 Ом); - определяется максимальное значение.

Сопротивление растеканию тока одного трубчатого электрода:

где: r=1*104 - удельное сопротивление грунта; l - длина от поверхности земли до середины заземлителя, см; h – расстояние от поверхности земли до верхней точки заземлителя (50…60 см).

Сопротивление растеканию соединительного прута:

где: l‚ b - соответственно длина и ширина соединительного прута, см; d – диаметр прута, h – глубина заложения прута, см.

Необходимое количество трубчатых заземлителей:

где: hе – коэффициент экранирования.

10.7. Определение основных энергетических показателей.

Годовой расход электроэнергии определяется на основе суточных расходов.

Годовой расход электроэнергии определяют по максимальным расчётным нагрузкам и годовым количеством часов использования максимальной нагрузки. Число рабочих дней в году составляет 260 дней.

Удельный расход электроэнергии на 1м3 добытого полезного ископаемого составит:

где: А=13500 – годовая производительность карьера, м3.

Затраты на электроэнергию определяются на основании двухставочного тарифа, учитывающего стоимость энергии для

разных энергетических систем. Общая стоимость потреблённой электроэнергии при этом определяется:

где: Рз – заявленная максимальная мощность участка, кВт; А – основная ставка тарифа (плата за 1 кВт максимальной мощности);Wг – электроэнергия потреблённая на участке за год; В – дополнительная ставка тарифа (стоимость 1 кВт’ч потреблённой энергии); Н – скидка (надбавка) к тарифу за компенсацию реактивной мощности.

В Киевэнерго на 1 кВт: А = 39 грн/год*1кВт

В = 12 грн за 10 кВт*час.

Величина заявленной максимальной мощности ориентировочно принимается равной суммарной установленной мощности токоприёмников участка.

Часовой расход электроэнергии для оборудования определяется по формуле, кВт:

где: Nав – наминальная мощность электродвигателя, кВт; Кп = 1,1, коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети и расход её на вспомогательные нужды; Кн = 0,85 коэффициент использования двигателя по мощности; hав = 0,94 КПД двигателя при средней его нагрузке.

Р3 = 2*4+22*1+20*1+15*2 = 80 кВт.

Wч(2К20/30) = (8*0,85*1,1)/0,94 = 7,96 кВт,

Wч(ДКсТ) = (20*0,85*1,1)/0,94 = 19,89 кВт,

Wч(СБУ-100Г) = (22*0,85*1,1)/0,94 = 21,88 кВт,

Wч(ВП-6) = (30*0,85*1,1)/0,94 = 29,84 кВт.

Время работы оборудования в году:

Траб (2К-20/30)=2080ч; Траб (ДКсТ)=2600ч; Траб (СБУ-100Г)=1430ч; Траб (ВП-6)=1820ч;

Wг(2К-20/30) = 16556,8 кВт*ч;

Wг(ДКсТ) = 51714 кВт*ч.

Wг(СБУ-100Г) = 31288,4 кВт*ч;

Wг(ВП-6) = 54308,8 кВт*ч.

Wобщ = 16556,8+51714+31288,4+54308,8=153868 кВт*ч;

Зэл = 80*39+153868*12*0,01 = 21584,16 грн.

ВСЕГО: 21584,16 грн.

Электровооружённость труда на предприятии:

где: W – расход электроэнергии за год, кВт*час; nоб – списочное число рабочих; tсм – время работы за смену; nд – количество рабочих дней в году.

Результаты расчёта представленны в таблице 10.5.

Таблица 10.5.

Приёмник

электроэнергии

Расчётная

мощность

Время

работы

за сут-

ки, ч

Коэф.

использ.

Ки

Расходы

электроэнергии

акт.

Рр

реакт.

активной

кВт*час

реактивной

кВар*час

1.Насос 2К20/30

2.СБУ-100Г

3.Лампа ДКсТ

4.Вагон ВП-6

3,2

13,2

2,4

13,46

5,5

0,8

0,6

20,48

43,56

200

126

19,2

74,03

11. ЗАЩИТА КАРЬЕРА ОТ ПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

11.1. Характеристика окружающей среды Мыкавского карьера.

Район месторождения расположен в пределах Центрального Украинского Полесья и характеризуется слаборасчленённым рельефом с абсолютными отметками 186,0 – 196,0 над уровнем моря с общим слабым уклоном поверхности с юго-востока на северо-запад.

Гидрографически район находится в бассейне среднего течения р. Тетерев – р. Быстреевка и её притока – ручья Мыка. Долины рек и ручьёв узкие, неглубокие, русла никогда не проходят по кристаллическим породам.

Участок расположен на правом берегу ручья Мыка, на пологом склоне небольшой возвышенности находящейся в 0,6 км на северо-восток от села Слободка.

Лесные массивы в районе работ отсутствуют, выходы кристаллических пород на дневную поверхность приурочены к нижнему течению ручьёв и рек.

В экономическом отношении район месторождения, преимущественно, сельскохозяйственный. Главную роль играет животноводство и производство сельскохозяйственных культур (рожь, лён, картофель и др.). Весьма важную роль в экономике района занимает горнодобывающая и камнеобрабатывающая промышленность.

Район относительно густо населён, сёла расположены на расстоянии 3

- 7 км друг от друга. Ближайшим населённым пунктом от месторождения является село Слободка. Населённые пункты связаны между собой сетью дорог с твёрдым покрытием и в основном улучшенными грунтовыми дорогами.

Ближайшая железная дорога – тупиковая ветка Горбаши – Головино находится в 4 км к западу от месторождения.

Все сёла района электрофицированы и связаны телефонной и радиосвязью.

Источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых пунктов служат колодцы, реже гидрогеологические скважины, технического водоснабжения – реки и водоёмы.

Климатические условия района характеризуются тёплым лажным летом, сухой осенью, непродолжительной зимой и короткой весной. Средняя температура года +60 - +7,50 С. Среднегодовая сумма осадков колеблется от 460 мм до 640 мм. Средняя температура зимы –80 С, глубина промерзания почвы до 0,7 м.

Самые сильные ветры наблюдаются зимой и весной, преимущественно западного и юго-западного направлений.

Характеристика физико-географических и климатических условий района приведена в таблице 11.1.

Таблица 11.1.

Наименование характеристик

Величина

1. Коэффициент температурной стратификации.

2. Коэффициент рельефа.

3. Температура наружного воздуха самого жаркого

месяца (средняя), 0С.

4. Температура наружного воздуха самого холодного

месяца (средняя), 0С.

5. Скорость ветра, превышение которой наблюдается не

более 5% случаев, м/с.

6. Среднегодовая роза ветров, %:

- С

- СВ

- В

- ЮВ

- Ю

- ЮЗ

- З

- СЗ

180

18,4

-6

Среднегодовая скорость ветра – 3,6 м/с

11.2. Оценка воздействия на окружающую среду Мыковского карьера.

Строительство Мыковского карьера лабрадорита положительно скажется на занятости трудоспособного населения, так как прибавится около 40 рабочих мест.

В районе расположения Мыковского карьера лабрадорита отсутствуют промышленные, сельскохозяйственные и жилищно-гражданские объекты, наземные и подземные сооружения, на которые могла бы оказывать неблагоприятное воздействие эксплуатация карьера.

Отсутствуют также зоны рекреации, культурные ландшафты, памятники архитектуры, истории, культуры и другие элементы техногенной среды.

Ближайший населённый пункт с. Слободка расположен за пределами санитарной зоны (500 м), вследствии чего эксплуатация карьера не окажет отрицательного воздействия на здоровье и условия жизни населения. Горные работы при разработке месторождений будут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду. К числу таких воздействий относятся:

1. К концу отработки месторождения выводятся из оборота 9,0 га земель КСП «Каменнобродское» Коростышевского района.

2. Нарушается естественный рельеф дневной поверхности с образованием террасированной карьерной выемки глубиной до 36 м площадью 6,5 га.

3. В местах погрузки горной массы, на карьерных автодорогах, при буровых и взрывных работах и при отсыпке вскрышного отвала происходит пылеобразование.

4. При работе механизмов с двигателями внутреннего сгорания выделяются токсичные газы.

5. При работе карьерного водоотлива сброс воды производится в р. Мыка.

6. Работающие механизмы в карьере являются источниками шума.

7. Атмосферные осадки и ливневые воды с прилегающих площадей отводятся нагорной водоотводной канавой. Атмосферные осадки, поступающие на площадь выработанного пространства карьера, легко дренируются подстилающими породами.

Источником неорганизованных выбросов в атмосферу на карьере являются автотранспорт, погрузочно-разгрузочные механизмы и буровзрывныне работы.

Выбросы представлены пылью и вредными газами. Расчёты выбросов выполнены в соответствии с «Временным методическим пособием по расчёту выбросов от неорганизованных источников в промышленности стройматериалов», разработанным НИПИОТстромом (г. Новороссийск).

В связи с отсутствием наблюдений за состоянием атмосферы в районе строительства карьера, а также, учитывая факт отсутствия в данном районе предприятий и населённых пунктов, имеющих котельные установки и автодороги с интенсивным движением транспорта, значение фонового загрязнения атмосферного воздуха принимается нулевым.

11.3. Воздушная среда.

При производстве горных работ в воздушную среду поступает значительное количество минеральной пыли в процессе машинного разрушения пород, бурения скважин, вторичного дробления, резки горных пород, транспортировки и выгрузки их на приёмных пунктах или отвалах и т.д.

Источниками пылевыделения Мыковского карьера являются:

1. Автотранспортные работы.

2. Породные отвалы (отсыпка и пылеунос с отвалов).

3. Выемочно-погрузочные работы.

4. Буровые работы.

11.4. Методы и средства контроля за состоянием воздушного бассейна.

Службами предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых ведётся контроль за нарушением и загрязнением природных объектов, в том числе за выбросами в атмосферу.

Основные контролируемые характеристики динамических атмосферных процессов – температура воздуха, атмосферное давление, относительная влажность, количество атмосферных осадков, скорость и направление ветра, прямая и рассеянная солнечная радиация.

Значения перечисленных показателей определяют степень концентрации или рассеивания загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, уязвимость природных комплексов зоны поражения.

К наиболее ответственным показателям относятся результаты контроля воздуха в зоне загрязнения промышленным предприятием. Правила наблюдений регламентируются ГОСТом 17.2.3.01-86.

Методы контроля качества воздушной среды разделяются на группы:

1. Метод непрерывного производственного контроля.

2. Метод периодического контроля.

3. Метод определения разовых концентраций.

При этом в каждой группе методов выделяются подгруппы по технологическим признакам выполнения исследований.

Методы непрерывного контроля с автоматической регистрацией исследуемых величин наиболее совершенны. Они позволяют получить достаточно полную характеристику очага загрязнения.

Периодический контроль обеспечивает получение характеристики загрязнения атмосферы через определённые отрезки времени, увязываемыми с циклами производственных процессов. При периодическом контроле атмосферного воздуха анализ проб обычно производится в лабораторных условиях.

Пользование разовыми методами контроля воздушной среды обычно приурочивается к экстремальным условиям, проведению эксперементальных работ по эффективности защиты атмосферного воздуха от загрязнений или к измерениям, проводимым напосредственно на рабочих местах для установления комфортных условий труда.

В непрерывном производственном контроле наиболее широкое применение нашёл кулонополярографический метод анализа, который осуществляется с использованием стационарных непрерывно действующих приборов, предназначенных для определения газового состава воздуха.

Метод основан на реакции поглащения исследуемого газа в титрационной ячейке. Электрохимическая ячейка является основным узлом газоанализатора, где осуществляется сопоставление исследуемого воздуха с эталонным газом, результаты которого передаются в регистрирующее устройство.

Широкое применение при контроле содержания вредных примесей в атмосфере получили оптические газоанализаторы. По принципу действия они делятся на: абсорбционные, эмиссионные, оптико-аккустические, фотоколорометрические, фотометрические.

Физко-химические методы анализа атмосферного воздуха разнообразны, наибольшее распростронение имеют газохроматографические и масспектрографические методы. Применение этих методов особенно эффективно при определении состава сложных выбросов загрязняющих веществ, они обеспечивают комплексное изучение загрязнителей по всем составляющим инградиентам.

Весьма перспективен электрохимический метод, в котором используются специальные датчики, представляющие собой электрохимический элемент, действующий на принципе процесса электролиза с регулируемым потенциалом при управляемой диффузии.

Всё более широкое применение для контроля атмосферного воздуха получают методы, основанные на использовании лазеров, отличающиеся высокой точностью и быстродействием. Среди них выделяют две группы методов: производящих анализ газов, отобранных в аналитическую кювету и осуществляющих анализ воздуха в открытом пространстве без отбора проб воздуха.

Первый метод основан на явлении резонансного поглащения лазерного излучения в анализируемом газе; спомощью его определяются (без перестройки установки) около 20 поллютантов, в том числе концентрация и дисперсность аэрозоля.

Во втором методе используются эффекты взаимодействия световой волны с воздушной средой: аэрозольное молекулярное рассеяние, спонтанное комбинационное рассеяние, резонансное рассеяние и резонансное поглащение.

В этом дистанционном способе определение состояния воздушной среды используются лазерные локаторы (лидары) в сочетании с лазерами – источниками излучения. На рис.11.1. представленна схема одной из систем лазерного зондирования, применяющаяся для контроля загрязнения надкарьерной атмосферы и обеспечивающая непрерывную регистрацию количества загрязнителей в толще воздушного слоя в пределах до 1,2-2 км.

Экспресс-методами определяют в основном допустимые концентрации загрязняющих веществ на рабочих местах, поэтому приборы отличаются небольшой массой и портативностью.

11.5. Программа контроля экологической безопасности на Мыковском карьере.

А. Для контроля за состоянием воздуха на карьере ежедневно производится отбор проб для анализа воздуха на содержание в нём вредных газов и запылённости в соответствии с «Инструкцией по определению запылённости и загазованности атмосферы карьеров».

Запылённость и содержание вредных примесей в атмосфернов воздухе карьера не должно превышать их нормативных значений, предусмотренных санитарными нормами и «Правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом».

Б. Для контроля за составом выхлопных газов, выделяемых при работе карьерных машин с двигателями внутреннего сгорания, ежемесячно производится отбор проб газов и их анализ, а также регулировка двигателей с целью снижения выделения вредных газов.

При эксплуатации в карьерах транспортных и технологических машин с двигателями внутреннего сгорания выхлопные газы нейтрализуются до выхода их в воздушную среду путём каталитического окисления вредных компонентов.

Каталитические реакторы устанавливаются в выхлопной системе, которая часто несколько удалена от двигателя в зависимости от конструкции, используется для удаления не только НС и СО, но и NOx.

Для автомобильных транспортных средств используются такие катализаторы, как платина и палладий – для окисления НС и СО. Для уменьшения содержания оксидов азота в качестве катализатора используется родий. Для того, чтобы каталитическое окисление происходило нормально, окисляющие катализаторы требуют некоторого количества кислорода, а восстанавливающие катализаторы некоторое количество СО, НС или Н2 (рис.11.2.).

Эффективность катализаторов может быть снижена присутствием соединений металлов, которые могут поступать в выхлопные газы из топлива, добавок смазывающих материалов, а также вследствии износа металлов. Это явление известно под названием «отравление катализатора».

Особенно существенно понижают активность катализаторов антидетонационные добавки тетроэтил свинцаи, таким образом, по возможности следует использовать бензин без свинца.

Катализаторы из благородных металлов отностительно эффективны при температурах выше 2500 С, что позволяет оптимизировать эффективность работы двигателя в больших пределах.

Что касается дизельных двигателей, то до настоящего времени не существует устройств, которые могли бы осуществлять внешнее подавление их выбросов. А это в первую очередь связано с тем, что выбросы НС и СО у них достаточно малы при процессе горения. Кроме того низкие температуры выхлопных газов по существу исключает применение внешних устройств, действующих непрерывно. Существующая проблема связана с улавливанием части сажи из потока выхлопных газов. Дело в том, что частицы сажи очень малы – диаметр половины из них меньше 0,5 мкм; плотность их тоже очень низка – 0,005 г/см3. Как правило, выход аэрозоля составляет от 0,1 до 0,5 % массы топлива. Следовательно, традиционные фильтры быстро забиваются.

Альтернативой является использование специальных фильтров-ловушек. Они состоят из сеток, выполненных из коррозионностойкой стали, за которыми следует керамический фильтр. В карамическом фильтре имеются блоки, которые можно менять. Таким образом, поток выхлопных газов проходит через пористую структуру, а частицы могут доокислятся, если температура выхлопных газов выше 6000 С, а время пребывания несколько минут.

Снижение вредных выбросов обеспечивается также в результате нормализации режимов работы двигателей, достигаемой при улучшении качества транспортных трасс.

В. Один раз в месяц и после обильных дождей производится анализ сбрасываемой из карьера воды на содержание в ней растворённых частиц (веществ) и минеральных частиц, содержание которых не должно превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК).

Г. Контроль за выполнением рекультивационных работ осуществляется сельхозорганами Коростышевского района, а также органами Госнадзорохрантруда Украины.

Д. Контроль за качеством воды в карьере, используемой на хозпитьевые нужды, должен регулярно проводится местными органами санитарного надзора. Периодичность проверки назначается при эксплуатации карьера.

11.6. Комплекс мероприятий по уменьшению выбросов в атмосферу.

Проектом предусматривается два вида мероприятий по уменьшению загрязнения атмосферного воздуха, а именно:

1. Технологические мероприятия.

Технологические мероприятия содержат применение в основном буроклинового способа разделки монолитов на блоки, а также невзрывчатого разрушающего средства НРС.

НРС получают специальным обжигом карбонатных пород с последующим измельчением продукта обжига со специальными добавками. Этот порошкоподобный материал светло-серого цвета , пылеватый, негорючий, взрывоопасный, который имеет щелочные свойства.

Порошок НРС-1 характеризуется стабильностью свойств, длительным сроком пригодности. К недостаткам относят технологическую сложность обжига негашёной извести.

В случае использования НРС камень разрушается без выбросов твёрдых и газоподобных продуктов. При этом отсутствуют звуковые и другие колебания. Невзрывчатое разрушающее вещество используется для отделения монолита от массива.

В объекте, который подлежит разрушению, бурят шпуры, диаметр и глубина которых зависит физико-технических характеристик разрушаемой породы. С увеличением диаметра шпура возрастает разрушающее усилие, но вместе с тем увеличивается вероятность холостого выстрела шпура. Глубина шпура составляет не менее 70% от высоты раскалываемого каменя. Шпур заполняется рабочей смесью на всю глубину.

Готовят рабочую смесь в открытой посуде, к которую вливают строго отмеренное количество воды, после чего в неё постепенно всыпают определённое количество НРС и тщательно перемешивают до получения хорошей текучести, причём длительность перемешивания должна быть не больше 10 минут. Температура воды, которая используется для приготовления раствора НРС, должна быть не больше чем 250 С. Чем холоднее вода, тем дольше рабочая смесь остаётся текучей. Приготовленную рабочую смесь заливают в шпуры.

В начальный период не допускается попадание воды в шпур, залитый рабочей смесью, поэтому рабочую смесь во время дождя защищают от попадания воды. После образования трещены в породе следует распылять воду на поверхность разрушаемого объекта, которая благоприятствует расширению трещин и ускоряет процесс направленного разрушения. В результате химической реакции масса в шпуре расширяется, что и создаёт раскалывающее усилие, которое увеличивается с течением времени. От этого усилия в породе возникают напряжения, которые приводят к созданию трещин, а расширяющее усилие поддерживается после их появления.

Расход НРС на 1 м3 отделяемой породы зависит от её прочности, наличии в ней трещин, объёма отделяемого монолита и его линейных параметров, глубины шпуров, межшпуровых расстояний и других показателей. Эта потеря для разных пород и условий составляет 2…3 кг/м3. Во время работы с НРС важно придерживаться правил техники безопасности.

НРС экологично чистое вещество, работа с ним не требует высокой квалификации персонала и бесшумна, развивает большие усилия в шпуре, снижает объём буровых работ, а также даёт возможность регулировать размеры блоков с минимальным выходом сырья.

Однако использование НРС при добыче блоков характеризуется рядом недостатков, а именно: ограниченная возможность его использования при низких температурах (ограничение по температуре породного массива 6…250 С); высокая гигроскопичность порошка; необходимость точного соблюдения соотношения НРС и воды в рабочей смеси, нарушение которого не только снижает работоспоробность НРС, но и привести к «отказам».

Оптимальные температурные условия работы НРС, если длительность его срабатывания 8…12 часов – температура в интервале 2050 С. В случае использования НРС в породных массивах температурой ниже +50 С время его срабатывания увеличивается до двух суток и больше.

В связи с этим применяется технология, которая даёт возможность поддерживать оптимальную температуру рабочей смеси в шпурах электронагревателями (рис.11.3.). Нагреватели изготовляют из нихромовой проволоки диаметром 1,2…2,0 мм. Мощность электрического тока, который подаётся на нагреватели, в пересчёте на 1м шпура 210…320 Вт, напряжение питания не превышает 36 В, что удовлетворяет требования техники безопасности. При подогреве указанными нагревателями порошок срабатывает через 5…6 часов в породном массиве, температура которого достигает –200 С.

Электронагреватели можно изготовить в условиях какого-либо карьера, а после разрушения объекта они пригодны для повторного использования.

Снижение пылевыделения в процессе бурения скважин на карьере достигается за счёт предварительного увлажнения породных массивов, а также орошением забоя шпуров.

Перед заливкой НРС в шпуры их тщательно очищают от пыли и обломков породы, а также удаляют оставшуюся воду.

Покрытие карьерных автодорог щебнем и отсевом, а также периодический полив автодорог с целью уменьшения пылеобразования при движении автотранспорта является недостаточно эффективным средством. Полив автодорог характеризуется кратковременностью действия, возможностью применения только в летнее время и снижением срока службы автодорог.

Наиболее целесообразным считается способ снижения пылевыделения за счёт связывания пылевых фракций продуктов износа дорожных покрытий вяжущими веществами с образованием эластичного «коврика» из этих компонентов.

Вяжущие вещества выбираются с учётом удовлетворения следующих требований: эластичное, но достаточно прочное связываниепылевых фракций износа дорожных покрытий; нетоксичность, нерастворимость в воде, неагрессивность к резине и металлу и экономичность применения.

В таблице 11.2. приведены характеристики некоторых пылесвязывающих веществ.

Таблица 11.2.

Пылесвязывающее

вещество

Удельный расход,

л/м2

Срок обеспыливания, ч

1. Вода

2. Сульфатно-спиртовая барда

3. Хлорид кальция

4. Мазут

5. Универсин

1,0

1,5

4,0

1,0

1,5

120,0

240,0

600,0

160,0-300,0

На Мыковском карьере эффективно применение двух выше приведённых способов в определённой последовательности.

Для полива бортов отвала и автодорог применяется приобретённая для этих целей поливомоечная машина, включающая пропеллерный ротор с приводом и оросительную систему, на шасси ЗИЛ-431412 (рис. 11.4.).

Установка состоит: из транспортного средства 1, имеющего выхлопную трубу 2, на котором расположен компрессор 3 и ёмкость 4 для воды, насоса 5, размещённого в кожухе 6, который соединён с выхлопной трубой 2, форсунок 7, закреплённых на ограждении 8 над пропеллерным ротором 9, трубопровода 10 для воды, гидроцилиндра 13 для регулирования направления подачи воздушной смеси. Трубопровод размещён внутри воздухопровода 11 и снабжён вентилем 12.

Такая установка работает следующим образом:

Жидкость под давлением из ёмкости 4 насосом 5 подаётся в пневмогидравлические форсунки 7, где подвергается распылению сжатым воздухом, вырабатываемым компрессором. При этом, в зависимости от температуры окружающего воздуха, подавление пыли осуществляется: при отрицательной температуре – исскуственным снегом, при положительной температуре – охлаждённой водовоздушной смесью.

С целью исключения замерзания гидросистемы установки насос 5 размещён в кожухе, куда подведена труба 2 для отвода выхлопных газов автомашины, а трубопровод 10 для воды размещён внутри воздухопровода 11, подсоединённого к компрессору 3. При этом трубопровод и воздуховод снабжены вентелями. При работе установки вентели трубопровода и воздухопровода полностью открыты, после окончания работы установки вентель водопровода перекрывают и производится продувка пневмогидравлических форсунок сжатым воздухом. Регулирование направленной воздушной смеси к воздушному потоку производится включением гидроцилиндра 13, прикреплённого одним концом к ограждению 8, а другим к блоку пневмогидравлических форсунок 7.

2. Мероприятия санитарно-экологического характера.

Снижение пылевыделения с породных отвалов и откосов бортов карьеров, происходящего вследствие интенсивной ветровой эрозии пород, сводится к выбору наиболее эрозийно устойчивых форм породных отвалов, упрочению откосов нерабочих бортов карьеров и производству рекультивационных работ.

Наиболее интенсивной ветровой эрозии подвергаются боковые поверхности отвалов, поэтому снижение пылевыделения достигается за счёт сокращения площадей боковых поверхностей отвалов. Невысокие отвалы правильных геометрических форм, а именно усечённой пирамиды, при прочих равных условиях характеризуется наибольшей эрозийной устойчивостью. При расположении отвалов на земельных отводах учитывается направление господствующих ветров.

Взаимосвязь основных параметров отвала, имеющего правильную геометрическую форму (усечённую пирамиду) определяется по следующим формулам:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5