Пылеподавление и пылеулавливание

Пылеподавление - комплекс способов и средств предупреждения загрязнения пылью, происходящего в результате ведения горных работ. В основе пылеподавления - снижение пылевыделения и осаждение пыли непосредственно в местах ее образования. Пылеподавление является частью комплекса мероприятий по борьбе с производственной пылью, осуществляемого в соответствии с проектом разработки месторождения и проектом комплексного обеспыливания (для предприятия и в целом) и паспортом противопылевых мероприятий (для участка или цеха).

Эффективность пылеподавления достигается снижением удельного пылеобразования – нагнетанием жидкости в рудное тело через шпуры или скважины, применением установок (буровых) с меньшей степенью измельчения горных пород, а также предотвращением попадания в воздух пыли, снижением ее способности переходить в аэрозольное состояние – орошением, пневмогидроорошением, связыванием осевшей пыли смачивающе-связывающими составами, обеспыливающим проветриванием и внешней водяной забойкой шпуров и скважин, водораспылительными и туманообразующими завесами, заполнения возможных мест пылеобразования пеной (например, забоев), обмывкой горных выработок, сухой уборкой отложившейся пыли.

Пылеулавливание заключается в отсосе пыли из мест пылеобразования или очистке запыленного воздуха фильтрующими или пылеулавливающими водяными, масляными, бумажными и жалюзийными перемычками, фильтрами, циклонами, пылеотстойными камерами.

Поскольку самостоятельно ни один из способов и средств пылеподавления и пылеулавливания не обеспечивает необходимой степени обеспыливания, применять их необходимо комплексно. Например, при ведении буровзрывных работ следует использовать промывку или пылеотсос при бурении шпуров и скважин. Внешнюю и внутреннюю водяную забойку, водораспылительные завесы, орошение горной массы, обмывку горных выработок или комбинацию этих мер.

Наиболее эффективным и доступным, не требующим больших материальных и трудовых затрат, применяющимся почти во всех пылеобразующих технологических процессах, является гидрообеспыливание. Поэтому в комплексе мероприятий по профилактике пневмокониозов в горной промышленности гидрообеспыливанию отводится одно из важнейших мест.

Вода значительно более эффективна для предупреждения образования пыли, чем осаждение ее, перешедшей во взвешенное состояние. Поэтому с помощью гидрообеспыливания надо стремиться предупредить выделение пыли непосредственно из источника ее образования путем промывки шпуров и скважин при бурении, оптимальным увлажнением горной массы при погрузке и перегрузке путем смыва или связывания осевшей пыли в зоне рабочих мест и на пути свежей вентиляционной струи.

Повышение производительности труда, интенсификация горных работ, внедрение высокопроизводительного горного оборудования не требует разработки принципиально новых методов и средств обеспыливания. Задача сводится лишь к оптимизации гидрообеспыливания применительно к конкретным условиям.

Для повышения эффективности гидрообеспыливания не исключается применение добавок к воде ПАВ (поверхностно-активные вещества), которые уменьшают поверхностное натяжение воды, улучшают ее диспергирование и повышают степень смачиваемости пыли. Для целей гидрообеспыливания используется питьевая вода и ПАВ, допущенные для этих целей органами санитарного надзора. Добавки должны быть безвредны в жидком и распыленном видах, растворимы в воде любой жесткости, стойки в растворе в течение 4-5 суток с сохранением свойств от 0 до 45°С, пожаробезопасны, не оказывать коррозирующего действия на металл и резину, эффективны при малых концентрациях, иметь невысокую стоимость. Наибольшее применение в горнорудной промышленности получили смачиватели (концентрация 0,03%) ДБ, ОП-7, ОП-10, использование которых позволяет повысить эффективность обеспыливания воздуха на 10-30%. В качестве добавки может быть использована поваренная соль, стоимость которой во много раз меньше смачивателя ДБ.

Горное оборудование и технологические установки, при работе которых образуется и выделяется пыль, должны оснащаться устройствами для обеспыливания. Разукомплектование или использование их не по назначению, а также работа оборудования и установок без действующих устройств, для обеспыливания, не допускается.

Снижение запыленности воздуха в руднике при взрывных работах

Взрывчатые вещества и взрывные работы являются одним из основных источников первичного пылеобразования. Уменьшение образования пыли может быть достигнуто за счет внедрения следующих решений:

применения подходящих к конкретным условиям взрывчатых веществ и параметров буровзрывных работ;

уменьшения количества взрывов путем комплексного взрывания ВВ в шпурах;

увлажнения (орошения) или обмывки подошвы, кровли и стенок выработок, прилегающих к забою, на расстояние 10-15 м по ее длине перед взрыванием;

использования специальных насадок для формирования зарядов из сыпучих ВВ в восходящих шпурах, для улавливания пыли ВВ в устье шпуров;

проведения взрывных работ в строго определенное время при меньшем скоплении людей, в конце смены;

обеспечения интенсивной и надежной вентиляции, способствующей отведению пыли, образующейся при взрывных работах.

При взрывных работах наиболее распространенным средством снижения запыленности и загазованности рудничной атмосферы является образование водяного тумана.

Наибольший эффект осаждения пыли достигается при крупности капель 15-20 мк и расходе воды 10 л/мин. Необходимая степень распыления достигается с помощью туманообразователя ТЗ-1. Туман подается по направлению к забою выработки через воздушно-водяную форсунку.

Нормальный режим работы туманообразователя состоит в следующем:

водяной туман должен заполнить выработку непосредственно перед взрывом;

при взрыве струя туманообразователя должна быть направлена навстречу движению взрывной волны;

факел водяного тумана после взрыва должен полностью перекрывать сечение выработки.

Туманообразователь должен устанавливаться на расстоянии не более 10-16 м от забоя таким образом, чтобы эффективно орошать забой и отбиваемую горную массу. Включение туманообразователей в работу должно производиться за 1-2 мин до взрыва. Продолжительность их работы после окончания взрывных работ и перед приходом рабочих в забой должна составлять не менее 15 мин.

Кроме туманообразователей можно использовать полиэтиленовые мешки, гидропатроны и гидромины.

Полиэтиленовые мешки, заполненные водой и зарядами ВВ, подвешиваются в 3 м от забоя и далее цепочкой, один за другим по центру выработки через 2,5 м. ВВ в мешках взрывается за несколько секунд перед взрыванием забоя. Число мешков определяется из расчета 8-10 л/м2 сечения выработки. Возможно также размещение мешков в виде двух групп: в забое и в 5-10 м от него.

Снижение пылеобразования при торкретировании выработок

Перед торкретированием необходимо производить предварительное орошение и смыв ранее осевшей пыли с бортов и кровли выработок с помощью того же сопла, которым наносится набрызг-бетонная смесь. Для улучшения процессов смачивания компонентов смеси рекомендуется применять увлажненный до 8-10° песок.

Снижение запыленности воздуха достигается использованием комплекса средств обеспыливания, разработанного ГМОИЦ совместно с горными предприятиями и состоящего из специального сопла с пылегасителем и воздушных завес.

Тип туманообразователей, их количество и расположение в каждом конкретном случае выбирается в зависимости от сечения выработки, скорости движения вентиляционной струи и производительности установки с таким расчетом, чтобы туманообразующая завеса перекрывала все сечение выработки.

Средства индивидуальной защиты

В случаях, когда применение общих противопыльных мероприятий не обеспечивает снижение запыленности рудничной атмосферы до допускаемых санитарных норм, необходимо использовать средства индивидуальной защиты – респираторы типа «Лепесток», «Астра-2», РПЦ-22Э, Ф-62.

Основные требования, предъявляемые к промышленным противопыльным респираторам, заключаются в следующем:

респиратор должен обеспечивать очистку вдыхаемого воздуха от пыли до содержания, не превышающего предельно допустимую норму;

конструкция лицевой части респиратора должна обеспечивать содержание С02 не более 0,5% на вдыхаемом воздухе при средней тяжести работы, в состоянии относительного покоя допускается содержание С02 во вдыхаемом воздухе не более 1,5%;

респиратор должен обеспечивать сопротивление вдоху в начале работы не более 4 кгс/м2, сопротивление выдоху в начале работы для бесклапанных респираторов – не более 3 кгс/м2, сопротивление вдоху при непрерывной пятичасовой работе – более 10 кгс/м2;

при пользовании респираторами допускается снижение поля зрения не более чем на 25%;

конструкция респираторов, предназначенных для работы в условиях отрицательных температур и высокой влажности воздуха, должна исключать накопление конденсата на фильтрах;

респиратор должен быть несложным в обращении, удобным, надежно прикрепляться и не стеснять движений при выполнении рабочих операций.

В новых конструкциях респираторов нашел применение высококачественный фильтр из ткани ФПП, что позволило создать легкий и надежный бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» и клапанный респиратор «Астра-2».

Основными достоинствами бесклапанных респираторов «Л епесток-5» являются незначительное сопротивление дыханию, малая масса и высокая эффективность пылеулавливания, простота в изготовлении и удобство в работе.

В условиях очень влажной атмосферы целесообразнее пользоваться респираторами РПЦ-22Д конструкции ЦНИГРИ. Высокая эффективность респиратора в пылеулавливании, малая масса, а также простота и удобство эксплуатации позволяют применять его для защиты от пыли. «Астра-2» является респиратором длительного пользования, Ф-62 – многосменного. Применение этих типов респираторов предусматривается в тех случаях, когда другие способы не дают удовлетворительных результатов. Проверку респираторов необходимо производить ежедневно, и, кроме того, ежемесячно их исправность должен проверять начальник пылевентиляционной службы. Результаты проверки должны оформляться актом.

Борьба с пылью на горнодобывающих предприятиях имеет большое социальное значение. Поэтому разработка и внедрение новых высокоэффективных способов и средств борьбы с пылью являются актуальной задачей.

В настоящее время все мероприятия по борьбе с пылью можно подразделить на следующие основные группы:

предупреждение или снижение пылеобразования (разработка и внедрение машин и комбайнов, работающих на принципе крупного скола, и использование струй воды высокого давления, предварительное увлажнение массива);

осаждение пыли, взвешенной в воздухе (орошение, применение пены);

разжижение взвешенной в воздухе пыли (вентиляция);

пылеотсос и осаждение пыли;

предупреждение или снижение пылеобразования осуществляется за счет гидравлического или гидромеханического разрушения массива.

Суть первого вида воздействия заключается в непрерывном перемещении струй по забою с определенной скоростью.

Одним из эффективных методов предотвращения пылеобразования является предварительное увлажнение массива. Сущность предварительного увлажнения заключается в том, что нагнетаемая в пласт под давлением жидкость приводит к увеличению влажности, вызывающему образование из пылинок, находящихся в трещинах, агрегатов, которые при поступлении в воздух быстро осаждаются.

Кроме того, при предварительном увлажнении уменьшается механическая прочность и увеличивается смачиваемость тонких фракций пыли. Наибольшее снижение пылеобразования достигается при заполнении жидкостью всего фильтрующего объема трещин и пор.

Противопожарно-оросительный водопровод

Все протяженные и камерные выработки, предназначенные для разработки медистых руд, крепятся несгораемой крепью: комбинированной, усиленной комбинированной, бетонной и железобетонной, арочной металлической с железобетонной или деревянной, покрытой ППЗ, затяжкой.

Для борьбы с пожарами и пылью в горных выработках предусматривается прокладка противопожарно-оросительного водопровода, который постоянно заполнен водой и находится под давлением 0.4-1.0 МПа.

Противопожарные трубопроводы оборудованы запорной арматурой, клапанами и вентилями с соединительными головками, устанавливаемыми согласно требованиям ЕПБ.

Для повышения надежности пожаротушения предусматривается подключение воздухопроводов к противопожарным трубопроводам через задвижки. Задвижки устанавливаются на давление не более 10 МПа после редукционных клапанов.

Расчет противопожарного трубопровода выполняется из условия обеспечения напора у наиболее удаленных пожарных кранов при пропуске противопожарного расхода воды и половины расхода на обеспыливания по магистральному водопроводу и только противопожарного расхода по трубопроводу в откаточных и вентиляционных выработках.

Расход воды на один пожар в горных выработках принимается на два пожарных ствола с диаметром 19 мм и расходом на один ствол 7 л/с

Сухое пылеулавливание

Комплекс противопылевых мероприятий, основанный на применении жидкости, наряду с положительными сторонами имеет и ряд недостатков. Так, гидрообеспыливание приводит к повышению влажности горной массы, что не всегда допускается, увеличению влажности воздуха и обводнению забоев.

В ряде случаев вода резко ухудшает состояние пород. Поэтому в настоящее время ведут значительные научно-исследовательские и производственно-экспериментальные работы по созданию систем сухого пылеулавливания.

В шахтах применяют следующие способы пылеулавливания:

отсос запыленного воздуха от места пылеобразования, отвод и выброс его без очистки вдали от рабочих мест;

отсос запыленного воздуха из-под укрытий источников пылеобразования с последующей очисткой его в специальных устройствах; отсос запыленного воздуха высокопроизводительными установками с очисткой его в специальных камерах.

применение пыле - масло - улавливающей системы при работе перфораторов и самоходных буровых установок, при проходке восстающих и в камерах дроблений горной массы.

применение противопыльных респираторов.

В целях предохранения и защиты организма человека от неблагоприятного воздействия окружающей среды в горной промышленности применяют средства различного назначения:

Для защиты органов дыхания от проникновения пыли применяют противопылевые респираторы. К конструкции респиратора и его техническим данным разработаны определенные требования: он должен обеспечивать очистку воздуха от пыли до допустимых санитарных норм; разность давлений при вдохе не должна превышать 40 Па, а при выдохе 30 Па для бесклапанных и 50 Па для клапанных респираторов; ограничение поля зрения не должно превышать 25%; масса респиратора не должна превышать 300 г, а если маска одновременно служит фильтрующим элементом - не более 75 г; респиратор не должен стеснять движений при работе, раздражать кожу лица; должен удобно крепиться на голове.

По конструкции противопылевые респираторы делятся на две группы:

клапанные, со сменными фильтрами многоразового использования;

бесклапанные и клапанные, в которых фильтром служит сама маска, предназначенные для односменного пользования.

К первой группе относятся респираторы «Астра-2» и Ф-62Ш, ко второй - клапанный У-2К и бесклапанные респираторы ШБ-1, «Лепесток-200», «Лепесток-40» и «Лепесток-6» (цифры обозначают область применения при концентрации запыленности, превышающей предельно допустимую в 200, 40 и 5 раз соответственно при размере частиц пыли до 1 мк). «Лепесток-200» изготовлен из материала ФПП-15-15, а «Лепесток-40» и «Лепесток-5» - из ФПП-70-0,5 или ФПП-70-0,2.

Комплексное обеспыливание

На руднике источниками пылеобразования являются: бурение шпуров и скважин, взрывные работы, погрузка, дробление и транспортирование руды и породы. Наиболее интенсивное образование пыли происходит в очистных и проходческих забоях при буровых работах.

Именно в этих местах предусматривается применение различных способов пылеподавления. Общие положения сводятся к следующему:

во всех горных выработках и забоях, на рабочих местах содержание пыли в воздухе не должно превышать уровня ПДК - 4 кг/м3;

запрещается подавать в шахту и на рабочие места воздух, в котором содержание пыли > 30% от установленной санитарной нормы;

стены и кровля откаточных выработок должны периодически орошаться водой;

по всем откаточным и основным подготовительным выработкам прокладывается противопожарный трубопровод, используемый также для подачи воды для борьбы с пылью;

в местах пылеобразования производится отбор проб воздуха для анализа на запыленность в соответствии с требованиями ЕПБ.

При ведении буровых и взрывных работ, скреперование руды, в местах погрузки и разгрузки вагонов выполняются следующие мероприятия по пылеподавлению:

входящие и исходящие струи воздуха в забоях обеспечиваются установками водяных завес;

орошение рабочих мест перед бурением;

бурение шпуров ручными перфораторами с промывкой водой;

бурение скважин буровыми установками типа КБУ и БМН с мокрым пылеподавлением или сухим отсосом и последующим инжекционно-циклонным улавливанием пыли;

установка туманообразователей на исходящей струе.

Выходы из шахты

Выходы из шахты подразделяются на главные и запасные.

Главными выходами являются выработки, по которым производится доставка людей как в шахту, так и из нее при нормальном (безаварийном) режиме работы предприятия.

Главными выходами являются:

вертикальный ствол 7бис, оборудованный лестничным отделением с 140, 90, 45 метра до поверхности и клетевым подъемом;

вертикальный ствол 9бис, оборудованный лестничным отделением с горизонтов –21, +45, +5, +201 метра до поверхности и клетевым подъемом;

автотранспортный уклон, конвейерный уклон от транспортного заезда на восточный уклон (ТЗВУ) в карьер «Медвежий ручей»;

восточная штольня с выработок гор. +201м на поверхность.

Запасные выходы - это выработки, по которым можно покинуть место работы, если главные выходы по каким-либо причинам оказались недоступными.

Все трудящиеся, работающие в подземных выработках, при поступлении на работу знакомятся с главными запасными выходами путем непосредственного прохода от места работы до поверхности или до стволов шахт (при глубине более 200 м). Повторное ознакомление проводится через 6 мес., а если произошли изменения путей следования, то трудящиеся должны быть ознакомлены с этими изменениями в течение суток (путем прохода). Лица технического надзора, ознакомившие трудящихся с выходами, производят запись в «Книге инструктажа рабочих по безопасности работ».

Запись удостоверяется подписями лиц, проводивших инструктаж и инструктируемых.

План ликвидации аварии

План ликвидации аварий (ПЛА) - это документ, предусматривающий все мероприятия по спасению людей, застигнутых аварией в шахте, по ликвидации аварий в начальный период их развития, а также определяющий действия инженерно-технических работников, рабочих и ВГСЧ при возникновении аварии.

Согласно Правилам безопасности ПЛА составляется для каждой шахты, находящейся в эксплуатации, строительстве или реконструкции.

Необходимость составления ПЛА определяется особой важностью четких согласованных действий всех работников шахты и ВГСЧ в начальный период развития аварии, когда время для принятия решений крайне ограничено, когда возможно проявление растерянности и паники, отсутствие на месте руководителей шахты и т.д. ПЛА, подготавливаемый заблаговременно на основе всестороннего анализа возможных аварийных ситуаций, с учетом современных методов и средств борьбы с авариями, инженерного опыта и особенностей шахты, позволяет избежать ошибок при спасении людей и ликвидации аварий.

ПЛА разрабатывается главным инженером шахты и командиром обслуживающего шахту ВГСВ на каждые 6 мес, согласовывается с командиром ВГСО и утверждается техническим директором производственного объединения, главным инженером комбината, треста, рудоуправления за 15 дней до ввода плана в действие. ПЛА изучается лицами инженерно-технического надзора до его ввода в действие. Рабочие знакомятся с той частью плана, которая относится к их местам работы, и с правилами поведения при аварии.

Ответственность за правильное составление ПЛА несут главный инженер шахты и командир ВГСВ.

Регулярный (через 6 мес) пересмотр ПЛА диктуется изменчивостью условий работы в шахте. Изменения и дополнения в ПЛА вносятся в течение суток, если введен новый или ликвидирован отработанный участок, изменены схемы вентиляции или путей вывода людей.

ПЛА находится у главного инженера шахты, горного диспетчера (дежурного по шахте) и командира обслуживающего шахту ВГСВ.

Ответственным руководителем работ по ликвидации аварии является главный инженер шахты, а до его прибытия - горный диспетчер (ответственный дежурный по шахте). Руководителем горно-спасательных работ является командир взвода, обслуживающего шахту, или в случае необходимости командир отряда, если он прибыл на шахту.

ПЛА составляется для всех возможных мест аварий в шахте. Для удобства каждому месту аварии присваивается номер (позиция), который наносится на схему вентиляции шахты, начиная с поверхности по движению свежей струи (надшахтное здание, ствол, околоствольный двор и т.д.).

ПЛА состоит из оперативной части, распределения обязанностей между лицами, участвующими в ликвидации аварии, и порядка их действий, списка должностных лиц и учреждений, которые должны быть немедленно извещены об аварии.

Оперативная часть ПЛА состоит из мероприятий по спасению людей и ликвидации аварий и описания маршрутов движения и заданий отделениям ВГСЧ для каждой позиции аварии. При этом в одну позицию можно объединять несколько выработок, если пути и мероприятия по безопасному выводу людей из них одинаковы, а также возможные случаи пожара и взрыва, если режим вентиляции аварийного участка, пути и мероприятия по выводу людей для этих аварий одинаковы.

К оперативной части плана прилагается схема вентиляции шахты; схема горных выработок с указанием мест расположения всех противопожарных средств, установки телефонов и средств спасения работающих при авариях, план поверхности шахты с указанием всех выходов из нее, водоемов и других средств пожаротушения, складов аварийных материалов и оборудования, подъездных, путей; схема электроснабжения шахты, планы околоствольных дворов действующих горизонтов с указанием мест расположения вентиляционных устройств и трубопроводов.

При составлении ПЛА должны быть тщательно продуманы пути выхода людей. Во избежание недоразумений пути выхода людей должны указываться для каждого места работы и каждого случая аварии. Следует иметь в виду, что при взрывах газа и пыли должен предусматриваться выход людей на поверхность, так как при этом возможны разрушения вентиляционных сооружений, выход из строя вентиляторов и, как следствие, серьезные нарушения вентиляции шахты в целом.

При пожарах вывод людей на поверхность обязателен только на шахтах, имеющих два выхода на поверхность, в остальных случаях люди должны выв родиться только из выработок, куда могут проникнуть продукты горения.

Расчет времени выхода людей с загазированных участков необходим для решения вопроса об устройстве пунктов замены самоспасателей и для организации спасательных работ ВГСЧ.

При спасении людей очень важное, а в ряде случаев решающее значение имеет правильный выбор вентиляционных режимов при авариях. В ПЛА приводятся основные рекомендации для наиболее характерных позиций аварий.

При выборе вентиляционных режимов в случае аварии необходимо руководствоваться следующими требованиями:

максимальное ограничение области распространения газообразных ядовитых продуктов пожара или взрыва;

обеспечение выхода людей по выработкам со свежей струей;

недопущение скопления опасных концентраций взрывчатых газов во избежание их взрывов (особенно при пожарах);

максимальное сокращение притока свежего воздуха к очагу пожара с целью недопущения его развития;

обеспечение коллективной защиты горноспасателей;

устойчивость и управляемость режимом вентиляции.

При авариях возможны следующие вентиляционные режимы:

режим нормальной вентиляции (расход и направление движения воздуха не меняются);

увеличение или уменьшение расхода воздуха при прежнем направлении его движения;

короткий ток воздуха «закорачивание» (основное количество воздуха направляется в исходящую струю по короткому пути, минуя отдельные участки вентиляционной сети;

«нулевая» вентиляция (движение воздуха прекращается);

реверсирование вентиляции (изменяется направление движения воздуха в выработках на противоположное). При этом обычно уменьшается поступление воздуха в выработки вследствие худшей работы герметизирующих вентиляционных сооружений при реверсировании и противодействия естественной тяги, которая обычно совпадает с направлением нормального движения воздуха.

Экология

Охрана окружающей среды

Процесс добычи минерального сырья оказывает техногенное воздействие на среду обитания, а его последствия носят глобальный и необратимый характер. В результате извлечения геоматериалов из недр существенные изменения происходят одновременно в атмо–, лито– и гидросфере, а следовательно, и в биосфере. Сохранение окружающей среды в состоянии экологического равновесия – главная проблема человечества, определяющая тенденции развития научно–технического прогресса. Решение этой проблемы служит одновременно ресурсо– и природосбережению нашей планеты, поскольку в истории развития человеческого общества эти факторы всегда были во взаимосвязи.

Одно из главных направлений в решении проблем охраны среды обитания – утилизация отходов производства, складируемых на земной поверхности после извлечения из них полезных компонентов. Находясь вблизи промышленных объектов и населенных пунктов, отходы являются очагами загрязнения среды. Уменьшение их объема и сроков существования – сложная инженерная задача. Транспортирование отходов в подземные выработки связано с затратами труда, материалов, времени, поэтому данную задачу и решает горнодобывающая промышленность.

Изменение представлений и действительной ценности среды обитания привело к развитию неразрушающих технологий добычи сырья. С учетом погашения пустот, образованных горными работами путем закладки твердеющих смесей из выданных на поверхность геоматериалов. Сохранение разрабатывающих массивов пород в устойчивом состоянии требует создания технологий, которые позволили бы компенсировать острый дефицит материалов для приготовления твердеющих смесей, прежде всего вяжущих. Для этого применяют технологические решения, в основе которых использование внутренних, скрытых возможностей материалов.

Как одно из направлений интенсификации физико–химических процессов, позволяющих утилизировать отходы производства, применяют активацию материалов для приготовления твердеющих смесей обработкой в аппаратах. Благодаря активации материалов расширяется область действия взаимосвязанных ресурсосберегающих технологий. Например, использование доменных шлаков позволяет изменять очаги пыления на поверхности создавать искусственные массивы для сохранения земной поверхности.

Эффективное использование технологических отходов горного производства непосредственно на руднике решает многие вопросы, связанные со складированием и хранением их на поверхности, а значит, позволяет решать вопросы экологической безопасности данного района. Одним из примеров эффективного использования отходов горного производства является вовлечение хвостов обогащения в закладочные смеси, применяемые при закладке подработанного пространства. Размещение хвостов обогащения в подземных горных выработках (камерах) и пустотах создает благоприятные предпосылки для безотходного производства. Так как строительство хвостохранилищ требует предоставления горному предприятию дополнительного земельного отвода, что приводит к уменьшению пахотных земель.

Важным моментом в формировании представлений о взаимозависимости концепций природо- и ресурсосберегающих технологий, в частности, является отношение между устойчивостью вмещающих горных массивов и свойствами материалов, состоянием среды и техническими возможностями нейтрализации отходов и т.п. Эти зависимости используются для управления состоянием земной поверхности и горных массивов в целях комплексного повышения экологической, технологической и социальной эффективности работ, а также охраны недр и, окружающей среды в целом при сохранении безопасности и минимальных затратах.

Решение проблемы природо– и ресурсосбережения при добыче минерального сырья связано с требованиями к эксплуатации месторождений на всех стадиях их существования.

Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется в изменении водного режима, загрязнении и засорении вод. Для горнодобывающих предприятий, в отличие от горно-перерабатывающих предприятий, характерно значительное превышение объемов сточных вод над объемами водопотребления для обеспечения технологических процессов и удовлетворения других потребностей предприятий. Дренажные воды, а также воды, стекающие с поверхности отвалов, не могут без соответствующей подготовки и очистки включатся в замкнутый цикл горного производства. Основной объем их должен отводится. Недоброкачественные рудничные воды при отсутствии очистных сооружений, попадая в поверхностные водоемы и водотоки, загрязняют их. Это отрицательно воздействует на флору и фауну лесных и сельскохозяйственных угодий окружающих территорий, санитарно–гигиенические условия местности.

Из–за наличия хлористых и сернистых соединений, а также кальция, магния, натрия и калия шахтные воды без предварительной очистки и нейтрализации не могут быть использованы даже в технических целях. Рудничные воды могут содержать соли других тяжелых металлов – меди, цинка, марганца, никеля, ртути, свинца, урана и другие. Попадая в поверхностные или подземные воды, загрязняющие вещества включаются в природный круговорот. При благоприятных условиях они накапливаются в почвах, донных отложениях, затем переходят в растительность, организмы животных, а через них и воду – в человека.

Шахтные воды по своей сущности относятся к водным ресурсам и входят в общий баланс промышленного водоснабжения и водоотведения предприятий, расположенных в районе их выдачи. Качество воды, используемой на производственные цели, должно отвечать следующим основным требованиям:

быть безвредной для обслуживающего персонала;

обеспечивать высокие технико-экономические показатели производства;

не обладать сильными коррозийными и агрессивными действиями на аппаратуру, трубопроводы, строительные конструкции и сооружения.

Содержание примесей в шахтных водных практически всех горнодобывающих предприятий превышает предельно допустимые концентрации. Очистка шахтных вод требует относительно больших затрат на строительство очистных сооружений и их эксплуатацию. Очистка шахтных вод от твердых взвесей начинается в руднике. Твердые примеси больших размеров задерживаются решетками с крупным и мелким зазором. Далее для очистки применяются отстойники, осветлители.

Отстойники

В воде, находящейся в покое или движущейся с небольшой скоростью, взвешенные частицы, плотность которых больше плотности воды, под действием силы тяжести выпадают в осадок. На этом принципе основано осветление вод. Скорость осаждения взвешенных частиц зависит от их формы, плотности, размеров, температуры и т. д. Под землей вода очищается в горизонтальных отстойниках, представляющих собой прямоугольный вытянутый по ходу движения воды железобетонный резервуар, имеющий размеры 120×4×4 метров. Горизонтальные отстойники имеют низкие гидравлические и технологические показатели. Поэтому после выдачи воды на поверхность, она дополнительно осветляется в вертикальных отстойниках.

При осветлении воды отстаиванием удаляются частицы крупностью около 5÷10 мкм и более. Для удаления более мелких частиц требуются либо большие площади осветления, либо специальная обработка частиц реагентами. Обработка воды реагентами с целью интенсификации процесса осаждения называется коагулированием. В качестве коагулянта используют сернокислый алюминий А12(SО4)3. После введения в воду сернокислого алюминия происходят реакции. Образующаяся гидроокись алюминия Аl(ОН)3 представляет собой коллоидное вещество, частицы которого заряжены положительно, между тем, коллоиды, содержащиеся в природной воде, заряжены отрицательно. Это ведет к нейтрализации зарядов обоих коллоидов, вызывая их взаимную коагуляцию с образованием хлопьев. Шахтные воды содержат кислоты: серную, соляную и азотную. Кислоты нейтрализуют любыми щелочами.

Очистка от нефтепродуктов

Мазут, керосин, масла, группа углеводородов нефти и их смеси находятся в нерастворенном эмульгированном состоянии. Очистка вод от нефтепродуктов сводится в основном к механическому их отстаиванию и нефтеловушках. С помощью нефтеловушек содержание нефтепродуктов доводят до 50÷200 мг/л.