Том 336 № 12 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/12/4959
К атмосферно-охранной стратегии открытой разработки угольных месторождений
Целью статьи является минимизация загрязнения атмосферы при добыче угля открытым способом, которое с вовлечением в разработку менее качественных углей. Методы. Анализ, математическое моделирование, дискретная оптимизация, экспертная оценка, инженерное прогнозирование, эколого-экономические расчеты и выдача рекомендаций. Результаты. Произведена типизация карьерной пыли по опасности для окружающей среды. Приведены результаты оценки состояние уступов как генераторов пыли на основании визуальных наблюдений и графических построений. Измерены параметры распространения пыли по результатам улавливания реперами, и установлен механизм ее миграции в окрестностях карьера. Определена динамика запыленности в зависимости от времен года, и дифференцированы зоны загрязнения атмосферы. Ранжированы по степени опасности источники пылеобразования в пределах карьера с установлением приоритета взрывной отбойки угля и пород. Установлен механизм формирования зон регулируемого и нерегулируемого дробления с образованием крупных и мобильных фракций на примере карьера «Богатырь». Определен интегрирующий показатель состояния приземной атмосферы карьера по источникам пыления, и установлена аппроксимирующая данные с доверительной вероятностью зависимость. Предложена модель описания воздействия группы загрязнителей в точке контролируемой территории и модель интенсивности образования пылевых масс. Измерен интегральный показатель запыленности атмосферы. Предложена методика управления атмосферой карьера. Сформулирована матрица финансирования модернизации технологий при ограниченных материальных ресурсах. Показано, что вероятность хороших показателей состояния атмосферы связана с продолжительностью безотказности технологических процессов.
Ключевые слова:
уголь, атмосфера, карьер, исследование, пыль, миграция, дробление, модель, управление риском
Библиографические ссылки:
1. Минимизация риска загрязнения селитебных зон пылью при открытой добыче руд / В.И. Голик, В.Х. Дзапаров, М.Ю. Лискова, С.А. Масленников // Безопасность труда в промышленности. – 2024. – № 1. – С. 56–60. DOI: 10.24000/0409-2961-2024-1-56-60
2. Golik V.I., Hasheva Z.M., Galachieva S.V. Diversification of the economic foundations of depressive mining region // The Social Sciences. – 2015. – Vol. 10 – № 6. – Р. 746–749.
3. Principles of sustainable development of georesources as a way to reduce urban vulnerability / C. Kongar-Syuryun, R. Klyuev, V. Golik, A. Oganesyan, D. Solovykh, M. Khayrutdinov, D. Adigamov // Urban Science. – 2024. – Vol. 8. – № 2. – P. 44. DOI: 10.3390/urbansci8020044
4. Bryukhovetsky O.S., Sekisov A.G., Klimov S.S. Mathematical model of a mining enterprise as a system of ecological and economic parameters of its functioning // Izvestia of Higher education institutions. Geology and Exploration. – 2006. – № 5. – P. 67–69.
5. Дука А.А. Изменение почвенного покрова под воздействием угольной промышленности // Философия науки: научные обзоры в рамках Международной образовательной и исследовательской программы. – СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2022. – С. 138–147.
6. Куликова Е.Ю., Баловцев С.В., Скопинцева О.В. Комплексная оценка геоэкологических рисков при ведении открытых и подземных горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. – 2024. – Т. 16. – № 1. – С. 205–216. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-205-216.
7. Анализ углеродного следа, создаваемого горными предприятиями / В.И. Силаев, Р.В. Клюев, Д.В. Еремеев, Т.А. Мартынова, Ю.В. Данильченко // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11-1. – С. 265–277. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_265.
8. Куликова Е.Ю., Баловцев С.В., Скопинцева О.В. Геоэкологический мониторинг при ведении горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. – 2024. – Т. 16. – № 2. – С. 580–588. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-2-580-588.
9. Zhang S. Experimental study on performance of contra-rotating axial flow fan // International Journal of Coal Science & Technology. – 2015. – Vol. 2. – Iss. 3. – P. 232–236.
10. Курманкожаев А., Макежанов С.А. Методика поэтапного регулирования выбросов вредных веществ по удельным оценочным критериям // Вестник КазГАСА МОН РК. –2006. – Т. 3. – С. 56–62.
11. Соколов А.А., Мирошников А.С., Соколова Е.А. Алгоритмы управления устойчивостью системы «предприятие горно-металлургического комплекса – внешняя среда» // Горный журнал. – 2016. – № 12. – С. 83–86. DOI: https://doi.org/10.17580/gzh.2016.12.17.
12. Ежегодные характеристики пылевого загрязнения и его предотвращение и контроль для защиты окружающей среды в открытых шахтах / Чжимин Ван, Вэй Чжоу, Ицхар Митхал Джискани, Хуайтинг Ло, Чжунчен Ао и др. // Наука об окружающей среде в целом. – 2022. – Т. 825. – 153949.
13. Numerical simulation of blasting dust pollution in open-pit mines / Z. Huang, S. Ge, D. Jing, L. Yang // Applied Ecology and Environmental Research. – 2021. – № 17 (5). – Р. 10313–10333.
14. Васильев П.В., Рыбак В.Л., Егорова Т.А. Методика оценки воздействий породных отвалов шахт на окружающую среду и мероприятия по их локализации // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2016. – Вып. 2. – С. 3–19.
15. Геоэкологическая оценка эффективности защиты окружающей среды и природо-охранительных мероприятий при подземной добыче угля / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, С.З. Калаева, Т.В. Корчагина // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. – 2016. – Вып. 3. – С. 62–79.
16. Качурин Н.М., Ефимов В.И., Никулин И.Б. Принципы формирования эколого-экономической оценки использования отходов углеобогащения // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2016. – Вып. 3. – С. 232–243.
17. Тимофеев Ю.В., Суксова С.А., Долкан А.А., Попов Е.В. Способы проветривания карьеров // Вестник Евразийской науки. – 2020. – № 6. – C. 58–66.
18. Комащенко В.И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2015. – № 4. – С. 23–30.
19. Дмитрак Ю.В., Камнев Е.Н. АО «Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии» – путь длиной в 65 лет // Горный журнал. – 2016. – № 3. – С. 6–12. DOI: 10.17580/gzh.2016.03.01.
20. Vaibhav R. Three dimensional computational fluid dynamics models of pollutant transport in a deep open pit mine under Arctic air inversion and mitigation measures. Thesis. – Fairbanks, 2015. – 324 p.
21. The challenges of reusing mining and mineral-processing wastes / Bian Zhengfu, Miao Xiexing, Shaogang Lei, Chen Shenen, Wang Wenfeng, Struthers Sue // Science. – 2012. – Vol. 337. – № 6095. – P. 702–703.
22. Dubiński J. Sustainable development of mining mineral resources // J. Sustain. Min. – 2013. – Vol. – № 1. – P. 1–6.
23. Gollakota A.R.K., Valli V., Zhu C.M. Progressive utilisation prospects of coal fly ash: a review // Total Environ. – 2019. – № 672. – Р. 951–989.
