Вторникова Марина Сергеевна студент группа ИЗОС-06 Научный руководитель: Чмыхалова Светлана Валерьевна проф., к.т.н.

Вторникова Марина Сергеевна
студент группа ИЗОС-06
Научный руководитель: Чмыхалова Светлана Валерьевна
проф., к.т.н.
Московский государственный горный университет
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ, АНАЛИЗ
ОБЪЕКТА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
PREDICTION OF WASTE, ANALYSIS OF THE OBJECT OF
FORECASTING
Горнодобывающие предприятия, разрабатывающие месторождения
полезных ископаемых открытым способом входят в число наиболее
интенсивных источников загрязнения атмосферы промышленными газами и
пылью, а через неё и прилегающих территорий, тем самым, определяя
экологическое состояние окружающей среды в районах своей деятельности.
Для обеспечения большей эффективности контроля экологической ситуации в
горнодобывающих районах и управления процессом снижения выбросов
необходимы методы, позволяющие определять количество отходов от
комплекса работ, связанных с добычей и переработкой полезных ископаемых в
условиях горнообогатительных комбинатов. Для этих целей мы разрабатываем
прогнозную модель образования отходов на железорудных комбинатах,
которая позволит определить прямые зависимости между производственными
показателями
технологических
объектов
предприятия,
объемами
технологических работ на соответствующих объектах ГОКа и выбросами
загрязняющих веществ соответствующими объектами.
Термин прогнозирование означает специальное научное исследование,
направленное на выявление перспективы развития явления или процесса. В
нашем случае главная функция прогнозирования состоит в проведении анализа
технологических процессов горнодобывающего предприятия. Основные
функции прогнозирования состоят также в исследовании объективных связей
процессов в конкретных условиях, в оценке объекта прогнозирования. Объект
прогнозирования - это исследуемый процесс, для которого разрабатывается
прогноз. Целью и главной задачей анализа объектов прогнозирования является
разработка прогнозной модели. Анализ объекта прогнозирования начинается с
его описания. В данном случае он должен содержать сведения о каждом
технологическом этапе на горнодобывающем предприятии, о взаимосвязях
между различными объектами предприятия, об их количественных
характеристиках и основных источниках выбросов загрязняющих веществ.
Проведем анализ применительно к нашему объекту.
Карьер.
Разработка месторождений полезного ископаемого открытым способом
заключается в создании доступа к полезному ископаемому, удалению пустых
пород, покрывающих или вмещающих полезное ископаемое, и самой добыче
полезного ископаемого. Первый по технологии процесс – подготовка к выемке.
Процесс подготовки горных работ большой крепости к выемке – это
разрушение массива путем взрыва взрывчатого вещества. Перед проведением
взрывных работ проводят бурение скважин, куда впоследствии помещаются
взрывчатые вещества. При этом происходит выделение пыли неорганической.
Валовый выброс пыли определяется по формуле:
m=
, т/год
(1)
где Qоп =
, м3/час – объемная производительность станка по
выбуриванию породы из скважины,
Qбур – удельное пылевыделение,
T – чистое время работы в смену,
Nг – число рабочих дней (смен) в году,
K2 – коэффициент, учитывающий влажность материала,
N – число одновременно работающих единиц техники.
Так же источником выбросов загрязняющих веществ являются и сами
взрывы. Масса твердых частиц пыли, выбрасываемых с ПГО равна:
m=
т,
(2)
где K2 – коэффициент пыли,
K – коэффициент, учитывающий обводненность скважин,
qп – удельное пылевыделение на 1 м3 горной массы в зависимости от
крепости пород и рецептуры,
Qгм – объем взорванной горной массы.
Второй, но главный и определяющий технологию разработки процесс –
выемка и погрузка (экскавация). Процесс заключается во внедрении рабочего
органа (ковша) в массив или развал разрушенной горной массы, наполнении его
для дальнейшей передачи горной массы на транспортные средства. Валовый
выброс пыли при процессе пересыпки можно охарактеризовать следующим
уравнением:
M=
, т/год
(3)
где К1- доля по массе пылевой фракции в материале;
К2- доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль;
К3- коэффициент, учитывающий скорость ветра;
К4-коэффициент, учитывающий конструкцию укрытия, степень
защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования;
К5- коэффициент, учитывающий влажность материала;
К7- коэффициент, учитывающий крупность материала;
G- суммарное количество перерабатываемого материала, т/ч;
В'- коэффициент, учитывающий высоту пересыпки;
t – время работы экскаватора в год, час.
Третий по технологии, но самый энерго- и ресурсоёмкий процесс –
перемещение (транспорт). Из карьера транспортировка исходного сырья
осуществляется ж/д транспортом, согласно его назначению: богатая руда
направляется на Дробильно-сортировочный участок, бедная руда на
Обогатительный участок. Транспортные работы входят в число основных
источников загрязнения атмосферы карьера и прилегающих территорий,
являются непрерывно действующим источником выбросов загрязняющих
веществ. Пыль выделяется в результате взаимодействия колес с полотном
дороги и сдува ее с поверхности материала, груженного в кузов машины.
Интенсивность пылеобразования зависит от материала покрытия дороги, его
состояния, скорости движения автосамосвала и т.д.
Валовый выброс пыли на автодорогах при движении автомобиля
определяется по формуле:
M=
, т/год
(4)
где Qпд – удельное пылевыделение при прохождении 1 автомобилем 1 км,
кг/км,
K5 – коэффициент, учитывающий скорость движения автосамосвалов,
Lд – длина дороги, км,
Nрс – число рейсов в сутки,
Tс – среднее годовое количество дней с устойчивым снежным покровом,
N – число одновременно работающих единиц техники,
k – коэффициент, учитывающий эффективность гидрообеспыливания
покрытий дорог,
Валовый выброс пыли с поверхности транспортируемого материала
определяется по формуле:
M=
, т/год
(5)
где Qпк – удельная сдуваемость пыли с поверхности транспортируемого
материала, г/м2,
S – площадь поверхности материала, м2,
Nрс – число рейсов в сутки,
Tр – среднее время движения с грузом, часы,
Nг – число рабочих дней (смен) в году,
К2 – коэффициент, учитывающий влажность материала (влажность:
более 10%),
K6 – коэффициент, учитывающий скорость обдува материала (скорость: 4
м/с),
N – число одновременно работающих единиц техники.
Отвалы.
Отвалообразование представляет собой процесс приема и укладки в отвал
пустых пород и некондиционных руд, доставленных средствами транспорта.
Пылящие поверхности на открытых работах являются одним из мощных
источников пылевыделений. Количество выбросов загрязняющих веществ
образующихся в процессе пересыпки рассчитывается уравнением (3), а расчет
выбросов при статическом хранении материала (В) производится по формуле:
В=
, т/час
(6)
где К3 – коэффициент, учитывающий скорость ветра;
К4 – коэффициент, учитывающий конструкцию укрытия, степень
защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования;
К5 – коэффициент, учитывающий влажность материала;
К6 – коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого
материала;
К7 – коэффициент, учитывающий крупность материала;
F – поверхность пыления в плане, м2
g' – унос пыли с 1м2 фактической поверхности, г/м2с.
Обогатительная фабрика.
Здесь выделение загрязняющих веществ происходит при переработке
(разгрузке, ссыпке, перемещении) исходного материала, при дроблении,
обогащении, при хранении готовой продукции на складах и при загрузке руды в
ж/д вагоны. Валовый выброс пыли рассчитывается по формулам (3), (6).
Хвостовое хозяйство.
После переработки железной руды на обогатительной фабрике
образуются хвосты обогащения, которые транспортируются на пляжи
хвостохранилищ. Движение автотранспорта в пределах промплощадки
хвостохранилища сопровождается выделением пыли. Расчеты выбросов пыли
проводятся по следующей формуле:
Mn=
, т/год
Где С1 – коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность
единицы автотранспорта;
С2 – коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения
транспорта в пределах промплощадки;
С3 – коэффициент, учитывающий состояние дорог;
С4 – коэффициент, учитывающий профиль поверхности материала на
грузовой платформе в зависимости от крупности материала и степени
заполнения платформы;
Fo – средняя площадь грузовой платформы, м2;
С5 – коэффициент, учитывающий скорость обдува материала;
С6 – коэффициент, учитывающий влажность верхнего слоя материала;
N – число ходок (туда и обратно) всего транспорта в час;
L – средняя протяженность одной ходки в пределах промплощадки, км;
g1 – пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега при С1=С2=С3=1;
g2 – пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на
грузовой платформе;
n – число автомашин, работающих в пределах промплощадки;
С7 – коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу;
n1 – количество рабочих дней в году;
τ – время работы в день, час.
Так же источниками выделения загрязняющих веществ являются
открытые поверхности хвостохранилища, представленные дорогами и сухими
пляжами. Валовый выбросы загрязняющих веществ при статическом хранении
материалов сухих пляжей и дорог рассчитываются по формуле (6).
Литература
1. Анистратов Ю.И. Технологические процессы ОГР: Учеб. для вузов –
М.: Недра, 1995 – 351 с.
2. Новикова Н.В., Поздеева О.Г. Прогнозирование национальной
экономики: Учебно-методическое пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос.
экон. ун-та, 2007.
3. Томаков П.И., Коваленко В.С., Михайлов А.М., Калашников А.Т.
Экология и охрана природы при открытых горных работах – М.: Издательство
Московского государственного горного университета, 1994. – 418 с.
4. Трубецкой А.Н., Потапов М.Г., Винницкий К.Е., Мельников Н.Н.
Справочник. Открытые горные работы. – М.: Горное бюро, 1994. – 590 с.;
Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования. – М.: Статистика,
1977.
5. Технологическая инструкция ОАО «Стойленский ГОК».
Аннотация
Данная статья посвящена анализу объекта прогнозирования. Дается
определение понятия «объект прогнозирования» и проводится анализ
применительно к нашему объекту (процесс образования отходов).
Ключевые слова
прогнозирование, объект прогнозирования, технологический процесс,
валовый выброс пыли, открытые горные работы