Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності




НазваниеВнз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності
страница9/14
Дата13.11.2012
Размер2.08 Mb.
ТипДокументы
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ДОНЕЦКОГО И ВЕРХНЕ-СИЛЕЗСКОГО УГОЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ


Шипика А.С, Скринецкая И.В., Макеева Д.А.


Донецкий (Украина) и Верхне-Силезский (Польша) угольные бассейны составляют основные промышленные центры по добыче угля своих стран и как следствие являются регионами с наибольшей антропогенной нагрузкой и наибольшим загрязнением окружающей среды. Угольная промышленность является одной из наиболее «грязных» отраслей народного хозяйства по отношению к окружающей природной среде, так как добыча угля всегда сопровождается загрязнением атмосферного воздуха, сбросом высокоминерализированных шахтных вод и складированием огромных объемов отходов.

Характеризуя Верхне-Силезский угольный бассейн, следует отметить, что значительная часть экономического потенциала Польши базируется на переработке запасов минерального сырья: страна занимает одно из ведущих мест в Европе по добыче каменного угля, серы, серебра, выплавке стали и одной из важнейших отраслей промышленности является каменноугольная. При нынешней добыче запасы угля обеспечивают Польше покрытие потребности в этом виде энергоносителя почти на 500 лет. Это в два раза больше среднего показателя в мировом масштабе. Основную часть добычи угля дают шахты Верхне-Силезского бассейна. Первые упоминания о добыче угля в районе Силезского бассейна датируются 1540 годом. В настоящее время в приделах Силезии находится большая часть угольных месторождений Верхне-Силезского угольного бассейна. В 2006 году балансовая стоимость угольных ресурсов в провинции Силезия (115 месторождений) установлена на 31 млрд. тонн (73,7% национальных ресурсов) и производственных ресурсов в размере 4,2 млрд. тонн. 44 запасов эксплуатируемых месторождений 14800 млн тонн. Крупнейшие шахты: Пяст (Piast (4,4 млн.т)), Земовит ( Ziemowit (4)), Пнювек (Pniówek (3,7)), Сташица (Staszica (3,7)), Мерры (Merry (3,4)), Янковиче (Jankowice (3,3)) i Будрык (Budryk (3,1)).

В Силезии находится более 250 предприятий, образующих отходы. Промышленные отходы данного региона составляют 41,7 млн. тонн, при том что бытовые отходы – 1,4 млн. тонн. Основным производителем отходов являются угольные шахты, так как при добыче 1 тонны угля образуется в дополнение примерно 200-400 кг пустой породы. Отходы угольной промышленности составляют около 77% промышленных отходов региона. Также весомую долю в образование отходов вносит металлургия (около 5% от общего объема промышленных отходов Силезии), так для производства 1 тонны сырой стали производится около 1,3 тонны отходов и энергетика – около 7% промышленных отходов Силезии.

Из общего количества отходов используются 42%. В регионе десятки полигонов для опасных отходов от таких Комбинат с коксом «Забже» и химический завод «Тарновске». Отходы, накопленные в провинции Силезия составляют в настоящее время более чем 38% промышленных отходов Польши. В Силезии находится 4717 га разрушенных и деградированных земель, которые требуют рекультивации. В 88% земли нарушенны из-за добычи сырья. В 2006 году было реабилитировано 128 га и 58 га разработано в основном для лесного хозяйства.

Основной причиной чрезмерного количества промышленных отходов в Польше в последние десятилетия была несовершенная экономическая система управления, которая не развивала механизмы и принципы рационального использования сырья, включая отходы.

По своему положению, сложившемуся в сфере образования и накопления отходов угледобычи Верхнесилезский бассейн имеет много общего с Донецким бассейном. Донбасс имеет высочайший уровень экономического развития в Украине. Основными межотраслевыми комплексами являются энергетический, металлургический, машиностроительный, химико-индустриальный. В Донбассе угленосные площади занимают свыше 150 тыс. км2, что составляет почти четверть площади Украины. Здесь сосредоточенно около 92% запасов каменного угля страны. Из них приблизительно 34% приходится на Донецкий регион, а остальные расположены на территории Луганской, Днепропетровской и Харьковской областей. В месторождениях Донбасса преобладает энергетический уголь (56%), преимущественно используемый для производства электроэнергии и теплоснабжения населённых пунктов. Основные его запасы сосредоточены в Луганской области. Запасы коксующегося угля, применяемого для выплавки чёрных металлов, составляет 44% общих запасов, его месторождения находятся преимущественно в Донецкой области, где расположено большинство шахт и сформировались мощнейшие центры угледобычи – Донецк,Макеевка, Енакиево, Торез, Красноармейск и др.

Максимальные объёмы добычи каменного угля (почти 200 млн. тонн в год) были достигнуты в Украинской ССР в 1970-е годы. К моменту распада Советского Союза Украина занимала второе место в Европе по угледобыче после Польши. В 1989 г. в Украине добыли 170,2 млн. тонн, что в расчёте на душу населения тогда составляло 3500 кг угля (в целом по СССР – 2701 кг), в США – 3516, Великобритании – 1771 кг, Франции – 294 кг, Чехословакии – 7913 кг и Польше – 7039 кг.

В структуре топливной промышленности преобладает угольная – коксующийся уголь добывают в Донецкой области, энергетический – в Луганской области. Поэтому в электроэнергетике преобладают ТЭС: Углегорская, Луганская, Кураховская, Славянская, Старобешевская, Зуевская, Штеровская.

Отходы угольной промышленности складируются в отвалах и терриконах, ко­торых только на территории г. Донецка более 100, при этом доля горящих отвалов в тече­ние последних лет колеблется от 14 до 18%. В породных отвалах накоплено око­ло 400 млн. тонн породы на площади 714 га. По количеству накопленной породы в отвалах Донецк в регионе занимает вто­рое место после города Горловки. Сегодня отходами занято около 1113 га городской земли, из них 714 га приходится на породные от­валы, остальные земли заняты шлаковы­ми отвалами, шламонакопителями, от­стойниками и другими местами склади­рования отходов.

Донбасс обеспечивает большую часть промышленного производства Украины, причём в наиболее экологически опасных отраслях. Высокая концентрация промышленного и сельскохозяйственного производства, транспортной инфраструктуры, в сочетании с высокой плотностью населения, создали чрезвычайно высокую техногенную и антропогенную нагрузку на биосферу – наивысшую в Украине и Европе. Высокие скорости и масштабы техногенных процессов, громадные перемещения горных масс обусловливают большие объёмы рассеивания многих химических элементов (прежде всего углерода и тяжелых металлов), вызывают накопления в окружающей среде соединений химических элементов в несвойственных природе сочетаниях.

Проблема образования отходов является одной из наиболее актуальных для Донецкого и Верхне-Силезского регионов. Донецкий и Верхне-Силезский угольные бассейны характеризуются огромными объемами накопления промышленных отходов вследствие деятельности, главным образом, горнодобывающей промышленности. Накопленные промышленные отходы в Донецкой области достигают 4 млрд. тонн, а Верхне-Силезского региона – 41,7 млн.тонн. Промышленные отходы угольной промышленности являются ценным вторичным сырьем, которое можно достаточно эффективно использовать. Использование отходов в качестве вторичного сырья может позволить решить огромное количество как экологических, так и экономических проблем.


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ


Скринецкая И.В., Романова В.Ю.


В настоящее время особо актуальной проблемой для Донбасса и в частности для столицы Донбасса – Донецка является утилизация промышленных отходов. Отвалы породы, количество которых достигает около 600 только по Донецкой области, занимают тысячи гектар земель, а из-за горения значительного их количества (Торез, Снежное, Димитров и др.) интенсивно загрязняют атмосферный воздух. Целый ряд шахт и обогатительных фабрик, которые имеют породные отвалы исчерпали свои мощности и некоторые из них вышли за границы отведенной земли и требуют отвода новых земель (шахта им. Засядько, шахта «Южнодонбасская № 1», шахта «Россия» и другие). Породные отвалы являются крупнотоннажными отходами - ежегодно в Донецкой области образуется около 21,2 млн. тонн золы отходов угледобычи и углеобогащения. Данные отходы являются ценным вторичным сырьем, которые используются неэффективно – только 0,7 млн.тонн.

Одним из наиболее перспективным направлением утилизации породных отвалов является применение породы в строительстве. Породу можно использовать в качестве дорожно-строительного материала или как исходный продукт для его получения. Именно в подстилающее основание будущих автобанов могут быть уложены миллионы тонн этих промотходов в виде так называемого «золо-шлако-породного гравия». Для этого необходимо лишь в условия подряда включать обязательный пункт о том, что не менее 50% дорожных строймате­риалов будут составлять отгоревшие породные отвалы, мета­ллургические шлаки и золошлаки ТЭС. При этом необходимо вспомнить, что согласно Закону Украины об отходах (ст. 16г и 38в), предприятия, утилизирующие отходы, имеют право на на­логовые льготы.

Для дорожного строительства используют так назы­ваемый «золо-шлако-породный гравий» (требования к нему и его технология производства изложены в ГОСТ 8269.0-97). Важным документом, стандартизирующим применение отходов угольной и металлургической промышлен­ности для дорожного строительства является ГОСТ 8269. 0-97 (Меж­государственный стандарт) «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного произ­водства для строительных работ». Настоящий стандарт распространяется на щебень и гравий из плотных горных пород (в том числе попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий) и отходов промышленного производства (в том числе шлаков черной и цветной металлургии и тепловых электростанций) со средней плотностью зерен от 2,0 до 3,0 г/см3, применяемых в качестве заполнителей для тяжелого бетона, а также дорожных и других видов строительных работ.

Исследования показывают, что породы в зависимости от усло­вий добычи угля (разные горизонты имеют различные по веществен­ному составу вмещающие породы), формы отсыпки террикона (конус­ная, овальная), степени термообработки имеют различные показа­тели физико-механических свойств. Так, марка по прочности щебня из горелых отвальных пород ко­леблется от 800 до 200 и менее, содержание мелкозема – от 0 до 60% по массе, пылеватых, илистых и глинистых частиц – до 30% и более. Значительно изменяется количество пирита, различны пока­затели потерь при прокаливании.

Проведенные исследования с целью сбора данных, подбора сос­тавов смесей на основе отобранных проб, изучение показателей физико-механических свойств смесей горелых пород позволяют определить следующие области применения материала в дорожном стро­ительстве:

  • для отсыпки земляного полотна автомобильных дорог с учетом каркасности смеси без или с назначением комплекса противопуче­вых или изолирующих мероприятий;

  • для устройства оснований автомобильных дорог без или с обработкой минеральными вяжущими и получением материала всех трех классов прочности по СН 25-74;

  • для устройства покрытий автомобильных дорог с использованием асфальтобетона всех трех марок по ГОСТ 9128-84.

В данной работе исследуется опыт применения в качестве сырья для строительства дорожного покрытия отходов горно-промышленного комплекса. Ведущее место среди стран Западной Европы в решении проблемы использования топливных отходов ТЭС в дорожном строительстве занимает Франция. Золы уноса используются во всех элементах дорожных конструкций. В зависимости от их состава и свойств они могут входить в тело насыпи как техногенный грунт; как минеральный материал, укрепленный гидравлическим вяжущим, в нижних слоях основания; в верхних слоях основания как компонент смешанного вяжущего или в качестве самостоятельного вяжущего; в асфальтобетонных покрытиях как минеральный порошок, в цементобетонных –

как добавка, улучшающая состав бетона.

В нижних слоях оснований широко применяют смеси зол уноса с известью и гипсом, в верхних дробленую гравийно-песчаную смесь, укрепленную зольно-известковым вяжущим. Оптимальные результаты получены при соотношении извести и золы 1:4. Если установки для приготовления смесей размещены около отвалов зол уноса, то на территорию ТЭС завозят гравийно-песчаную смесь, известь и гипс, подводят водопровод; если они находятся на строительной площадке, то на нее завозят все материалы. Для приготовления смесей используют смесители с принудительным перемешиванием производительностью 300 т/ч. При укладке смесей особое внимание уделяют качеству уплотнения. Его осуществляют виброкатками, катками на пневматических шинах, пневмовиброкатками. На укрепленном слое основания устраивают защитный слой типа одиночной или двойной поверхностной обработки путем разлива 0,5-2 л/м2 катионной битумной эмульсии и распределяют 0,5-6 л/м2 песка или щебня фракции 10-20 мм. Укладка асфальтобетонного покрытия непосредственно на гравийно-песчаную смесь, содержащую известь и золу, не допускается.

В Англии зола уноса от сжигания каменного угля была применена в начале 60-х годов как материал для возведения насыпей. Исследования показали, что зола уноса является материалом, пригодным для сооружения насыпей и устройства нижних слоев основания дорожной одежды, которые должны находиться на глубине не менее 40 см от поверхности покрытия в связи с их недостаточной морозоустойчивостью. Аналогичные исследования золошлаковых смесей из отвалов тепловых электростанций доказали их пригодность для сооружения насыпей и устройства оснований дорожных одежд. Из этого материала были отсыпаны две насыпи при реконструкции дороги А1, в которые уложено около 172800 м3 золошлаковой смеси. Рекомендовано не сооружать насыпи из мелкого и влажного материала.

В Польше проведены исследования и опытные работы по укреплению золы уноса как самостоятельным вяжущим не только песков, но и глинистых грунтов. Получены положительные результаты при устройстве однослойного основания из глины, укрепленной 85% золы уноса, и двухслойного основания с нижним слоем из пылеватых лессовых суглинков, укрепленных 8-12% золы уноса и верхним слоем из того же грунта, укрепленного 6% золы уноса и таким же количеством портландцемента. Установлено, что грунты (пылеватые пески, глины, суглинки), укрепленные 5-15% золы уноса, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к грунтам, укрепленным цементом или известью. Однако нарастание прочности протекает медленней.

В Китае при сооружении автомобильной дороги в качестве несущего слоя использовали смесь извести с каменноугольной золой в оптимальном соотношении компонентов: известь:зола = 1:4. При содержании извести 12% прочность образцов на 56-е сутки составила 33,2 кгс/см2. На скоростной магистрали Nanjing-Yancheng в качестве основания дорожных покрытий применяли грунт, укрепленный комплексным вяжущим - цементом, известью и золой уноса.

В Украине данное направление утилизации породных отвалов в настоящее время не имеет широкого распространения, не смотря на наличие значительного объема сырья. Одним из наиболее удачным примером применения в качестве грунта при возведении земляного полотна отвальных пород шахтных терриконов со стабилизацией их цементом стала дорога от проспекта Мира до улицы Байдукова в г. Донецке. Генеральным подрядчиком при строительстве дороги стало ООО «Дорожное строительство «Альтком».

Строительство дороги дало городу ряд положительных моментов:

  • утилизация породного отвала и соответственно ликвидация его негативного влияния на окружающую природную среду;

  • снижение себестоимости строительства дороги за счет использования золо-шлако-породного гравия;

  • снижение выбросов от автотранспорта вследствии разгрузки центральных улиц города;

  • высвобождение территории, занимаемой породным отвалом;

  • создание эстетически благоустроенной территории.

В данной работе проанализирован мировой опыт применения отходов угледобычи и углеобогащения, которые нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. В Украине разработки утилизации породных отвалов находятся на начальном этапе внедрения. Строительство автодороги в г. Донецке показало целесообразность применения подобных ресурсосберегающих технологий. Применение золо-шлако-породного гравия в дорожном строительстве имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными строительными материалами, что прежде всего обусловлено экономическим и экологическим эффектами. Экономический эффект заключается в снижении себестоимости строительства, а экологический – в ликвидации породного отвала как источника загрязнения окружающей среды. Cогласно формуле Дмитрия Ивановича Менделеева: «Отходов нет, есть сырье для других производств», породные отвалы являются ценным источником вторичного сырья, которое можно достаточно эффективно использовать в дорожном строительстве.

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Похожие:

Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconЗаконодавство щодо здійснення діяльності по реалізації арештованого майна 43
Міністерство освіти І науки україни донецький національний університет кафедра господарського права
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДержавний вищий навчальний заклад Донецький національний технічний університет
Спеціалізація: «Енергомеханічні комплекси гірничого та гірничо- збагачувального виробництва» (емк)
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДержавний вищий навчальний заклад «донецький національний технічний університет» в І с т І
Друкується за рішенням Вченої ради державного вищого навчального закладу
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconСписок рукописів підручників для внз, що поступили на грифування в іітзо з 05. 07. 2010 по 09. 07. 2010р
Донецький національний університет економіки І торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconАртем Кравченко Донецький національний технічний університет (науковий напрям: Матеріалознавство, гірництво та металургія)
Разработка метода оптимизации технических параметров разливки стали в вертикальный кристаллизатор криволинейной слябовой мнлз
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconМіністерство освіти І науки україни донецький національний університет економіки І торгівлі імені михайла туган-барановського інститут обліку І фінансів
Донецький національний університет економіки І торгівлі імені михайла туган-барановського
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconМіністерство освіти І науки україни донецький національний університет економічний факультет кафедра маркетингу затверджено
Робочу програму ухвалено на засіданні навчально-методичної комісії економічного факультету ДонНУ, протокол №2 від «06» жовтня 2010...
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconResearch Profiles of scientists of the ntuu “kpi” who would like to cooperate with scientists of Warsaw University of Technology
Національний технічний університет України «кпі», факультет менеджменту та маркетингу, кафедра менеджменту
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДонецький національний університет економіки І торгівлі імені Михайла Туган-Барановського

Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconСевастопольський національний технічний університет на правах рукопису Кокодей Тетяна Олександрівна
Вступ
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница