Главная > Документ


Список литературы:

1.Охоронанавколишньогосередовища та раціональне використання природних ресурсів / Збіркадоповідей І Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів. Т.1 – Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2002. – с. 90-91.

2. Матеріали наук.-практ. конференції «Екологічна безпека техногенно перевантажених регіонів та раціональне використання надр», 17-21 вересня 2001 року, АР Крим, м. Коктебель

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Н.С. Татаренко, В.Г. Ефимов

Донецкий национальный технический университет

Затронута проблема малой энергоэффективности ТЭК. Рассматрен один из альтернативных способов повышения энергоэффективности: использование «Интеллектуальных электрических сетей».

Основной проблемой топливно-энергетического комплекса Украины является энергоемкость и энергозатратность всех отраслей хозяйственной деятельности. В связи с этим актуальным и на данный момент достаточно остро стоит вопрос об энергосбережении и энергоэффективности.

Украина относится к странам, которые большую часть своих потребностей в углеводородах удовлетворяют за счет импорта. Поэтому для государства важно достижение уровня стран мира по показателям энергоемкости ВВП, которые на данный момент превышают мировые в несколько раз. В связи с этим большое внимание на сегодняшний день уделяется увеличению энергоэффективности. Данная проблема уже давно вышла за рамки национальных и является частью соответствующих программ, выполняемых под эгидой ООН, Евросоюза и отдельных стран в контексте глобальных тенденций. Также уделяется внимание вопросам воздействия ТЭК на окружающую среду, которое проявляется на всех этапах энергетического цикла – от добычи энергоресурсов до их потребления.

Повышение энергоэффективности зачастую бывает наименее затратным и, в то же время, наиболее быстрым и экологически выгодным способом удовлетворения мировых потребностей в энергии. Целый ряд мер в области энергоэффективности уже вполне экономически выгоден и, как ожидается, окупится за счет снижения затрат на энергию.

Промышленная революция в энергетике постепенно наращивает свои темпы. Вместе с тем предприятиям приходится решать природоохранные вопросы, обновлять устаревающие и малоэффективные инфраструктуры, снимать напряжение с перегруженных инфраструктур, реагировать на постоянно меняющиеся предписания в отношении управления и отчетности. В то же время, компании стремятся усилить свои конкурентные преимущества, добиться результатов от масштабирования, увеличить использование ресурсов. Мировая экономика выходит на очередной новый, качественно новый уровень, поэтому все отрасли занятости должны изменяться и перестраиваться, внедряя новые технологии методы ведения хозяйства. Все это говорит о необходимости реформации и реорганизации существующей топливно-энергетической системы как в плане управления ресурсами, так и способов обеспечения и контроля потребителей всех уровней.

Качественно новым подходом к решению этой проблемы является Smart Grid – технологии интеллектуальных электрических сетей, основной целью которых является системное преобразование всей энергосистемы. Концепция Smart Grid строится на основании удовлетворения интересов всех участников энергетического сектора. Smart Grid – это решение для нового облика экономики государства, а не решение одной компании. Все, что делается в рамках реализации данной концепции, идет снизу вверх. Центр разработки лежит на уровне конечного потребителя, распределённой генерации, возобновляемых источников энергии.

Используя достижения в технологиях обработки данных, связи и распределения энергии появляется возможность более гибкого и эффективного управления энергоснабжением. Использование новых интеллектуальных устройств и систем, работающих в режиме реального времени позволяет преобразовать информацию в аналитические данные, которые дают преимущества над конкурентами. Внедряемые в энергетику, такие решения должны полностью охватывать всю цепочку добавленной стоимости – от разведки нефтегазовых месторождений и их разработки до производства энергии, ее передачи и распределения. При этом производителям энергии необходим доступ к информации независимо от места, времени и способа доступа.

Концепция «Интеллектуальные сети» предполагает одновременно как модернизацию оборудования, так и внедрение инновационных технологий. За рубежом Smart Grid рассматривается как фундамент развития экономики в целом, поскольку актуальным становится производство новых технологий, что способствует такому развитию. Для внедрения интеллектуальных сетей необходимо решить базовые вопросы в бизнесе. Немаловажным является необходимость в комплексном подходе при внедрении интеллектуальной энергетики. При внедрении данной концепции все должно делаться ради потребителя, поскольку именно потребитель делает экономику, и он должен быть конкурентоспособным.

Но, не смотря на все положительные аспекты данной концепции, существует также один существенный недостаток. Учитывая тот факт, что Smart Grid является автоматизированной системой, управляемой дистанционно с одного или нескольких серверов, используя сетевые ресурсы, то это делает ее уязвимой для кибернетического терроризма. При несанкционированном доступе к ресурсам Smart Grid, под ударом может оказаться вся энергосистема, что, в свою очередь, может привести к глобальным проблемам на всех уровнях хозяйственной деятельности любой структурной экономической единицы государства. Поэтому проблеме безопасности интеллектуальной энергосистемы нужно уделять особое внимание. Для таких целей используется специальное самосовершенствующееся защитное программное обеспечение и создаются квалифицированные бригады «быстрого реагирования».

Вывод. Внедрение технологий Smart Grid требует высокой концентрации интеллектуальных и материальных ресурсов, поэтому данная концепция требует глубокого изучения. Необходима оценка предполагаемых выгод и возможных рисков, выявление оптимальных технологических решений. Требуется единая стратегия внедрения, так как разрозненные несогласованные действия не дадут должного положительного эффекта.

Список литературы:

  1. Энергоэффективность как важная составляющая энергетической политики стран мира. [Електронний ресурс]. – Режим доступу : –http://tek.ua/:

Статья «Выживает быстрый» Анастасия Кулиш от 10.10.2008

2. Интеллектуальные сети Smart Grid: экспертное мнение. [Електронний ресурс]. –Режим доступу : – /user/epopova/article/6447.aspx

ВИКОРИСТАННЯ МЕТАНУ ЯК ВТОРИННОГО РЕСУРСУ В УМОВАХ ШАХТИ ІМ. М.І.КАЛІНІНА

Хачатрян С., Зав'ялова О.Л.

Донецкий национальный технический университет

Запропоновано реалізацію проекту по використанню метану вугільних родовищ, що дозволить забезпечити отримання економічного, екологічного та соціального ефекту. Використання метану, як альтернативного джерела палива зробить Україну менш залежною від імпорту палива.

Україна на сьогоднішній день забезпечує лише 22,5% державних потреб у споживанні природного газу (споживання 80 млрд. м3, видобуток 18 млрд. м3) [1]. Велика частина газу для покриття дефіциту імпортується з країн СНД (Росія, Туркменістан та ін.) Особливо гостро постало питання щодо пошуку та розробки альтернативних енергоносіїв. Одним з таких альтернативних джерел в Донбасі, виходячи із специфіки району, який представлен здебільшого гірничодобувними підприємствами, можна розглядати шахтний газ метан.

Видобуток вугілля на Україні пов'язаний з високим рівнем складності і низьким рівнем безпеки в порівнянні з видобутком інших видів енергоресурсів, що обумовлено складними гірничо-геологічними умовами залягання вугільних пластів і важко прогнозованими гірничо-геологічними і газодинамічними умовами. Метан - невід'ємний супутник кам'яного вугілля, видобуток якого в нашій державі складає сьогодні близько 80 млн.т на рік. Розрахункові запаси метану в вугленосних родовищах складають від 12 до 25 трлн м3.

Функціонування підприємств вугільної промисловості, як правило, супроводжується багатостороннім негативним впливом на навколишнє природне середовище, масштаби якого безпосередньо залежать від обсягу основного виробництва та у зв'язку з можливим збільшенням обсягів видобутку вугілля мають тенденцію до подальшого зростання. За рівнем виникнення і викидів шкідливих речовин в атмосферу вугільна промисловість є однією з найбільш забруднюючих повітряний басейн галузей [2].

Важливо відзначити, що метан у певних концентраціях утворює з киснем повітря вибухонебезпечну суміш і його наявність є головним чинником і основною причиною вибухів у вугільних шахтах з тяжкими наслідками. Для боротьби з метаном на вугільних шахтах робляться спеціальні профілактичні заходи, найбільш ефективна з яких - дегазація. В даний час, зі всього об'єму, що виділяється шахтами, системами дегазації витягується лише 15% метану, з нього утилізується лише 7% .

Таким чином, з точки зору екологічної безпеки та парникового ефекту, переробка шахтного метану є дуже актуальною.

Метою дослідження є розробка комплексу заходів щодо використання метану в умовах шахти ім. М.І. Калініна.

Для використання шахтного метану в когенераційній установці на шахті ім. М.І. Калініна необхідна заміна вакуум-насосів, реконструкція мережі підземних дегазаційних трубопроводів. Це дозволить підключити два забою до поверхневої ВИС, що збільшить витрачання МВС до 20 м3/хв, з концентрацією 25-35%. Нове устаткування дозволить забезпечити 20 % потреб шахти на електроенергію.

Реалізація проекту по використанню метану вугільних родовищ дозволить забезпечити отримання економічного, екологічного та соціального ефекту. Використання метану, як альтернативного джерела палива зробить Україну менш залежною від імпорту палива.

Екологічний ефект виражений у поліпшенні екологічної ситуації внаслідок впровадження природоохоронних технологій. Протягом останніх двох століть концентрація метану в атмосфері збільшилася більше ніж удвічі. На підставі того, що метан - це один з шести основних газів, що створюють парниковий ефект (причому він у 21 раз шкідливіший в порівнянні з СО2 ) та у структурі викидів парникових газів в Україні метан займає близько 35 %, його утилізація несе позитивний ефект. В результаті встановлення нового устаткування викиди газу - метану у навколишнє природне середовище зменшаться на 2102400 м3 / рік.

Cоціальний ефект від встановлення обладнання на підприємстві виражається у тому, що створюються нові робочі місця. Внаслідок встановлення когенераційної станції 10 людей забезпечуються робочими місцями для експлуатації та обслуговування обладнання.Впровадження установки зменшить негативний вплив на життєдіяльність та здоров'я приблизно 19000 людей, які проживають у санітарно-захисній зоні шахти ім. М.І.Калініна. Оскільки фактичні обсяги викидів метану значно перевищують показники викидів інших речовин, метан є основною забруднюючою речовиною атмосферного повітря від підприємства. Тому зменшення викидів метану у повітряний басейн благотворно вплине на поліпшення якості середовища проживання населення; утилізація метану знижує небезпеку вибуху, разом з цим підвищує рівень безпеки гірничих робіт, дозволить скоротити аварійність та травматизм, і в той же час дозволить збільшити видобуток вугілля.

Pічний економічний ефект, який залежить від річного прибутку та річних витрат на обладнання складе 5301288 грн.

Список літератури:

1.Касьянов В. В., Ламберт Перспективи розвитку метанової галузі вУкраїні / В. В. Касьянов - К.: 2000 – С. 6-11.

2. Безпфлюг В. А. Утилізація шахтного метану в ФРН і її можливості в Україні / В. А. Безпфлюг - К.: 2006 - С.45-48

АНАЛІЗ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ В УКРАЇНІ

Бачурін О., Луньова О.В.

Донецький національний технічний університет

У статті проаналізовані тепло-, гідро- та атомні електростанції. Показані їх переваги та недоліки. Приведені основні категорії джерел альтернативної енергії: енергія води, енергія вітру, геотермальні електростанції, сонячна енергія.

Проблема забезпечення електричною енергією багатьох галузей господарства, постійно зростаючих потреб більш ніж шестиміліардного населення Землі стає зараз усе більше насущною.

Основу сучасної світової енергетики становлять тепло- і гідроелектростанції. Однак їх розвиток стримується багатьма факторами. Вартість вугілля, нафти й газу, на яких працюють теплові станції, росте, а природні ресурси цих видів палива зменшуються. До того ж багато країн не мають у своєму розпорядженні власних паливних ресурсів. У процесі виробництва електроенергії на ТЕС відбувається викид шкідливих речовин в атмосферу. Причому якщо паливом служить вугілля, особливо буре, малоцінний для іншого виду використання й з більшим змістом непотрібних домішок, викиди досягають колосальних розмірів. І, нарешті, аварії на ТЕС завдають великої шкоди природі, порівнянний зі шкодою будь-якої великої пожежі. У найгіршому разі така пожежа може супроводжуватися вибухом з утворенням хмари вугільного пилу або сажі.

Гідроенергетичні ресурси в розвинених країнах використаються практично повністю: більшість річкових ділянок, придатних для гідротехнічного будівництва, уже освоєні. А яку шкоду заподіюють природі гідроелектростанції! Викидів у повітря від ГЕС немає ніяких, але зате шкода водному середовищу наноситься досить велика. У першу чергу страждають риби, які не можуть перебороти греблі ГЕС. На ріках, де побудовані гідроелектростанції, різко міняється кількість води до й після гребель. На рівнинних ріках розливаються величезні водоймища, і затоплені землі безповоротно загублені для сільського господарства, лісів, лугів і розселення людей. Що стосується аварій на ГЕС, то у випадку прориву будь-якої гідроелектростанції утвориться величезна хвиля, що змете всі греблі, що перебувають нижче, ГЕС. Але ж більшість таких гребель розташовано поблизу великих міст із населенням у кілька сотень тисяч жителів.

Вихід з положення, що створилося, бачився в розвитку атомної енергетики. На кінець 1989 року у світі побудоване й працювало більше 400 атомних електростанцій (АЕС). Однак сьогодні АЕС уже не вважаються джерелом дешевої й екологічно чистої енергії. Паливом для АЕС служить уранова руда - сировина, що добувається важко, а запаси обмежені. До того ж будівництво й експлуатація АЕС сполучені з значними труднощами й витратами. Лише деякі країни зараз продовжують будівництво нових АЕС. Серйозним гальмом для подальшого розвитку атомної енергетики є проблеми забруднення навколишнього середовища. Все це додатково ускладнює відношення до атомної енергетики. Все частіше звучать заклики, що вимагають відмовитися від використання ядерного палива взагалі, закрити всі атомні електростанції й повернутися до виробництва електроенергії на ТЕС і ГЕС, а також використати альтернативні види одержання енергі, серед яких виділимо основні категорії:

  • енергія сонця (геліоколектори, фото електричні перетворювачі, сонячні вітрила й інші);

  • енергія вітру (повітряні генератори - горизонтально осьові й вертикально осьові);

  • енергія землі (геотермальна енергетика, теплові насоси);

  • енергія води (гідроелектростанції, приливно-відливні електростанції).

Останнім часом розвиток поновлюваної енергетики стрімко росте в розвинених країнах, тому що вони вже замислюються про завтрашній день і розуміють що традиційні енергетичні ресурси незабаром закінчаться, а енергія потрібна для всього, що оточує нас.

ВОЗДЕЙСТВИЕ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ГИДРОСФЕРУ ДОНБАССА

Стародубцева Я.В., Ефимов В.Г.

Донецкий национальный технический университет

Рассмотрены основные причины отрицательного воздействия предприятий угольной промышленности на гидросферу Донбасса. Предложены мероприятия для снижения негативного воздействия.

Предприятия угольной промышленности усиливают сложившуюся экологическую дестабилизацию гидросферы. Они причиняют значительный ущерб водным ресурсам за счет истощения запасов подземных вод при осушении и эксплуатации месторождений, в результате загрязнения поверхностных вод сбросами недостаточно очищенных шахтных вод.

Водные объекты Донбасса продолжают загрязняться сточными водами промышленных предприятий. Особенно сильное воздействие на состояние водных объектов Донбасса оказывают шахтные воды. Это объясняется тем, что:

- во-первых, сток сбрасываемых шахтных вод настолько велик (примерно 1,2 млрд. м3 /год, из них около 900 млн. м3 /год попутно-добываемых), что их объемы стали сопоставимыми с объемами естественного стока малых рек;

- во-вторых, качество откачиваемых шахтных вод не соответствует современным требованиям «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами»;

- в-третьих, в региональные сферы интенсивного техногенного воздействия угледобычи на гидрографическую сеть Донбасса уже в течение длительного времени вовлечены огромные территории от Дона до Днепра, где работает более сотни угольных шахт.

Шахтные воды загрязняются взвешенными веществами, нефтепродуктами и бактериальными примесями при движении по горным выработкам, выработанному пространству, стволам. К специфическим загрязнителям водных бассейнов Украины предприятиями угольной промышленности относятся сбросы высокоминерализованных вод (1,9 млн. м3 в сутки) в поверхностные водоемы и водотоки, а также накопители, где воды шахтного водоотлива и обогатительных фабрик отстаиваются. В результате минерализация воды в реках Лугань, Большая Каменка и других возрастает в 2 раза и более. Наибольший объем сбросов приходится на недостаточно очищенные воды (до 80%), что свидетельствует о нехватке очистных сооружений и их низкой эффективности. Кроме того, из-за интенсивного дренажа горного массива выработками приповерхностный каменноугольный водоносный комплекс почти полностью осушен, как и сотни источников, колодцев, буровых скважин. Это значительно уменьшает использование подземных поверхностных пресных вод и снижает качество питьевой воды.

Значительный вред окружающей среде наносит массовый и ускоренный вывод шахт из эксплуатации, особенно методом «мокрой консервации», который необратимо ведет к затоплению до 50% шахтных полей, проседанию земной поверхности, заболачиванию ее и уменьшению пахотной площади, а также поднятию уровня, засолению и загрязнению грунтовых вод, природных источников и рек.

Поэтому при закрытии неперспективных шахт, разрезов и обогатительных фабрик следует предусматривать полную рекультивацию и возвращение в хозяйственное или рекреационное пользование земельных угодий, занятых шахтными, отвальными и послеобогатительными породами.

Сейчас рекультивация земель ведется (или частично проведена) на 110 породных отвалах. Занятые отвалами земли, прилегающие к населенным пунктам, при соответствии предельно допустимым нормам загрязнения токсичными веществами целесообразно обработать и выделить населению под дачные участки и огороды или же отвести на другие рекреационные нужды. В зонах расположения закрывающихся шахт необходимо шире внедрять комплексные мелиоративные меры, включая использование специальных гидротехнических сооружений и систем горизонтального и вертикального дренажа для предотвращения затопления шахтных выработок и подтопления примыкающих к ним территорий.

Для предотвращения вредного влияния предприятий угледобывающей промышленности на природные воды необходимо провести следующие водозащитные акции:

-прекратить сбрасывать из шахт неочищенную шахтную воду с механическими примесями;

-осуществить полное бактериальное очищение шахтных вод;

-освоить технологию деминерализации высокоминерализованных шахтных вод;

-значительно снизить потребление питьевой воды для нужд производства за счет максимального использования для этих целей шахтных вод.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШАХТНОЙ ПОРОДЫ
ОП «ШАХТА ИМ. М. И.КАЛИНИНА» ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Бакурова Е.И., Завьялова Е.Л.

Донецкий национальный технический университет

Рассмотрены технологические решения относительно рационального использования породы как ресурса в условиях шахты «им. М.И. Калинина». Использование породы для строительства автомобильных дорог позволит получить экологический, экономический и социальный эффект. Основная прибыль будет получена за счёт освобождения земельного участка в центре г.Донецка.

Угольная промышленность Украины является основным источником получения энергоносителей на государственном уровне. Уголь используется для получения электроэнергии, тепла, как сырье для металлургической и химической промышленности. Для достижения стабильной добычи угля на любой шахте необходимо вести подготовку запасов угля проведением горных выработок. Фактически объем добычи угля полностью зависит от фронта подготавливающих выработок, без которых невозможно ввести в эксплуатацию новые добычные участки. Проведение подготавливающих выработок связано с получением большого количества «пустой» породы, выдачей ее на поверхность и размещением на землях, которые возможно использовать для других целей.

Всего при функционировании шахт и обогатительных фабрик на территории угледобывающих регионов складировано около 4 млрд. т породы, которая размещена в отвалах, в том числе – горящих. В этом случае выбрасывается в атмосферу более 300 тыс. т загрязняющих веществ. Ежегодно с поверхности одного террикона выдувается приблизительно 400 т породной пыли и вымывается около 8 т солей. Процессы пылеобразования и газовыделения вредных веществ в атмосферу усиливаются во много раз при горении породных отвалов.

Накопление горнопромышленных отходов в большом количестве и размещение их вблизи от действующей шахты в границах санитарно-защитной зоны, да еще и на территории поселений, является экологически опасным. Результатом антропогенной деятельности является формирование породных отвалов, которые негативно влияют на окружающую природную среду и здоровье человека, в первую очередь.

Порода, накопленная в отвалах, не утилизируется и занимает большую территорию. Но эту породу для получения как экологического, так и экономического эффекта можно использовать: для закладки в выработанное пространство; для производства из породы строительных материалов (кирпич, шлакоблок); для сельского хозяйства (для нейтрализации кислых почв, удобрения); для гидротехнического строительства (заменитель грунта при сооружении дамб, плотин); для дорожного строительства.

Цель данной работы разрабока экологических решений по рациональному использованию породы в условиях ОП «Шахта им. М.И.Калинина» для снижения вредного воздействия горного предприятия на окружающую среду.

Отвал шахты им. Калинина имеет коническую форму. За период эксплуатации на отвале была складирована порода в объеме 1282 тыс.м. Так как породный отвал классифицируется как горящий, то он должен пройти стадию тушения по специальным проектам, составляемым в соответствии с Инструкцией по предупреждению самовозгорания, тушению и разборке породных отвалов. В результате снижается негативное воздействие отвала на ОПС, происходит общее улучшение микроклимата.

Одним из актуальных направлений является строительство автомобильных дорог. При этом порода может использоваться в качестве дорожных оснований, для укрепления грунтов и накопителя асфальтобетона. Это строительство дает Украине уникальную возможность реализовать масштабную программу утилизации многих миллионов тонн промышленных отходов восточного промышленного пояса Украины, причем без существенных финансовых расходов [1].

На рисунке 1 предлагается конструкция дорожной одежды с применением горелой породы [2].

Рис. 1 – Конструкция дорожной одежды с применением горелой породы (толщина): 1- асфальтобетон; 2- щебень; 3- горелая порода, обработанная цементом; 4 -горелая порода; 5- битум.

Успешное решение задач по вопросам использования породы в условиях ОП «Шахта им. М.И.Калинина» приведёт к решению экологических проблем. Снизится загрязнение воздуха пылью, ядовитыми газами, стоками вод с отвала в водные объекты, уменьшится деформация поверхности (провалы почв, домов, появление оврагов). В результате этого произойдёт снижение уровня заболеваемости населения, таким образом, предлагаемые мероприятия дадут определенный социальный эффект. Кроме того, утилизация породы позволит получить значительный экономический эффект за счет уменьшения платы за загрязнение окружающей среды, а также за счёт освобождения земельного участка в центре г. Донецка.

Список литературы:

1. Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов.-Донецк, 2004.–40 с.

2. Мочков В.С., Бронштейн Б.Е. Опыт использования отходов добычи и обогащения угля в дорожном строительстве: Обзор/ЦНИЭИуголь. - М., 1988. - 28 с.

УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ШАХТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сидоренко Е.А., Ефимов В.Г.

Донецкий национальный технический университет

Проанализированы основные направления утилизации твердых отходов шахт и обогатительных фабрик и их отрицательное воздействие на окружающую среду.

По степени воздействия на биосферу угольная промышленность лидирует среди других отраслей промышленности. Общая масса накопленных отходов угледобычи и углеобогащения на территории Украины, по разным оценкам, составляет до 4 млрд. т. Так, на территории Донбасса сосредоточено 90 % всех действующих в Украине шахт, добыча угля составляет 76,4 млн. т, находится 858 породных отвалов, из которых 140 - горящие. В тоже время использование ресурсного потенциала отходов угольного производства не превышает 7 %. Потребление породы колеблется в пределах 1,5-2,0 млн. т/год. Порода от проведения горных выработок угольных шахт может быть использована в производстве керамики, при строительстве дорог, как заполнители бетона, в производстве вяжущих материалов в качестве корректирующих и активных добавок и в других направлениях [1, 2].

Цель работы заключается в изучении и рассмотрении утилизации отходов шахтного производства.

Наиболее опасными для окружающей среды являются горящие терриконы. В атмосферу ежегодно выделяется в среднем до 1300 т газообразных вредных веществ из горящих отвалов, из которых наиболее опасными являются сероводород, углекислый газ, сернистые вещества, аммиак, цианиды и др. [3]. Ежегодно с каждого террикона вымывается и сдувается более 400 т породы, выщелачивается примерно 8 т солей. Вредные вещества создают на прилегающих территориях безжизненные пространства, проникая не только в поверхностные слои земли, но и в подземные и шахтные воды. Сегодня достаточно перспективными направлениями утилизации породных отходов угольной промышленности является использование пород как закладочного материала при добыче угля и закрытии шахт, как энергетического топлива, использование породных отвалов для сельскохозяйственных целей, использование пород в металлургии, утилизация породных отходов для выработки удобрений и в строительной отрасли.

В отвалах находится также большое количество сланцевых пород, которые поглощают большое количество кислорода и водорода из окружающей среды, загрязняют атмосферу пылеватыми материалами. Поэтому сланцевые породы нуждаются в утилизации.

Измельченные отходы углеобогатительных фабрик, а также перегоревшие породы шахтных отвалов применяют в сельском хозяйстве в качестве удобрения для восстановления кислых почв, а также почв, подвергшихся эрозии. Шахтные породы богаты также макро- и микроэлементами (железом, цинком, молибденом, марганецем и другими), которые играют важную роль в развитии растений [4].

Рекультивация породных отвалов шахт с озеленением лесонасаждениями и посевом многолетних трав позволит остановить процесс дальнейшего загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отвальных пород, упорядочить ландшафт нарушенных земель [5].

Ежегодный прирост объема капитального строительства вызывает потребность в строительных материалах. Сырьевые ресурсы для получения многих видов строительных материалов являются ограниченными, невысокого качества, а в ряде случаев вообще отсутствуют. В связи с этим важное значение имеет практическое использование отходов различных отраслей промышленности, в частности горнодобывающей, для производства строительных материалов и изделий, например легких неорганических заполнителей для бетона, заполнителей для обычного бетона - крупных и мелких , вяжущих материалов, кирпича, черепицы, стеклокерамических материалов, материалов для строительства дорог, уличных, тротуарных и других покрытий и т.д.

Отходы угледобычи применяют также при возведении дамб, подпорных сооружений хвостохранилищ, в гидротехническом и дорожном строительстве.

Использование в инженерной практике отходов угледобычи как строительных материалов одновременно решает задачи ликвидации отвалов и приносит ощутимый экономический эффект.

Рассмотрено негативное влияние твердых отходов угледобычи на окружающую среду и основные направления их утилизации с целью снижения нагрузки на окружающую среду. К сожалению, на сегодняшний день использование ресурсного потенциала отходов угледобычи не превышает 7%, что обусловливает установление дальнейших задач в решении этой проблемы.

Список литературы:

1. Майдуков Г.Л., Кислов Б.И., Григорюк М.Е. Эколого-экономический анализ твёрдых отходов угольных предприятий // Энерготехнологии и ресурсосбережение. - 2009. -№ 1. - С. 42-48.

2. Парфенюк А.С., Антонюк С.И., Топоров А.А. Альтернативное решение проблемы твёрдых отходов в Украине // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2002. - № 4. -С. 36-41.

3. Зборщик М.П., Ильяшов М.А. О неотложности решения проблем геоэкологии Донбасса: глобальные проблемы и экология угледобывающих регионов Украины / / Уголь Украины. - 2007. - № 12. - С. 3-6.

4. Сургай Н.С., Бруслик В.Н. О рекультивации породных отвалов закрываемых шахт Львовско-Волынского бассейна / / Уголь Украины. - 2000. - № 7.-С. 24-26.

5. Дузь А.И., Пичугин Б.В., Дуденко И.И. Охрана среды и использование отходов угольного производства. - Донецк: Донбасс, 1990. - 112 с.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИЛУЧЕННЯ ШАХТНОГО МЕТАНУ ЗА РАХУНОК ОПТИМІЗАЦІЇ СХЕМИ ДЕГАЗАЦІЇ

Бригіда В.С., Костенко В. К.

Донецький національний технічний університет

В роботі розглянуті шляхи щодо оптимізації схеми підземної дегазації.

Загальна проблема підвищення рівня вилучення шахтного метану на шахтах України є вкрай актуальною. На сьогодні, він не перевищує 30%, а утилізується менш 6% від цього об’єму.

В умовах стовпових або комбінування на базі стовпових систем розробки, коли вентиляційні виробки з прокладеними трубами погашаються у міру просування лави, контролювати і ремонтувати ар­матуру свердловин дегазацій в зоні погашення неможливо. Унаслідок чого, в гирлах деяких з них, відсутня достатня міра розрідження. Це відбувається із-за недостатньої уваги до питання охорони гирл свердловин. Цей чинник істотно впливає на об'єми метану, що каптують, з вміщуючого масиву гірських порід. Підтримувати безпечну концентрацію метану в трубопроводі (більше 30%), що відводить, стає вельми проблематично.

Основним чинником, що негативно впливає на процес каптажу газу, в продуктивній зоні, є вихід дегазаційних свердловин з ладу, що викликано підвищеним проявом гірського тиску. Дослідження проводили для умов 18-ої східної лави пл. m3 АП «Шахта ім. А.Ф. Засядько». Аналізувались вплив параметрів буріння свердловин на рівень вилучення метану з них, та кордони зони максимальної віддачі газу.

За час досліджень середній період експлуатації досліджуваних свердловин складає 68-71 доби. Від 41 до 45% із загального часу роботи вони працюють в зоні слабкої метановіддачі з масиву (більш 42 м попереду лінії очисного забою) і ми не отримуємо об'єму газу, що розраховується. Ближче за 42 метри спостерігається зростання газовиділення у свердловини. Період експлуатації свердловин з низькою і небезпечно низькою концентрацією суміші складають більше 55-59% від загального часу експлуатації.

Для більш ефективного вилучення газу нами запропоновано змінити схему дегазації. Для цього окреслимо декілька акцентів.

З графіків отриманих в ході досліджень виходить, що параметри свердловин №4, з кутом підйому (β) - 60° і кутом розвороту (γ) - 60°, є оптимальними для умов 18-ої східної лави пл. m3..



Рис. 1. Порівняльні схеми розташування дегазаційних свердловин

Вище, була знайдена зона, в якій спостерігається максимальна продуктивність роботи свердловин. Вона знаходиться в межах 20 - 40 м попереду лінії очисного вибою. Це другий критерій для оптимізації. Для нової схеми нами запропоновано відмовитися від менш ефективних типів свердловин і замінити їх більш прийнятними для умов пласту m3. В межах зони максимальної ефективності слід мати якомога більше свердловин. Для цього скоротимо відстань між пікетами до 10 м, і залишимо лише пологі і осьові свердловини.

Крім того накладемо ще одну умову – собівартість нової схеми повинна бути не більша, чим при існуючий. З економічної точки зору основою собівартості дегазації складають витрати на буріння.Тобто протяжність буріння, до оптимізації і після неї, має бути однаковою. Нова схема дегазації, та порівняння обох схем наведено у (рис. 1).

При існуючій схемі (б) об'єм вилученого метану з досліджуваної дільниці становить 9,6 м3/хв. Для схеми а) загальна середня кількість метану, що буде відводитися системою дегазації буде дорівнювати 12,6 м3/хв. Що на 3 м3/хв. більше ніж було.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Филиппова Я. В.,Ефимов В. Г.

Донецкий национальный технический университет

Рассмотрены возможности использования потенциала альтернативных источников энергии в Украине с целью обеспечения экологической безопасности окружающей среды.

Основой традиционной энергетики является сжигание органического полезного ископаемого, атомная энергия, применение которых влечет существенное загрязнение окружающей среды и все большую исчерпаемость ресурсного потенциала страны. Кроме того, некоторые ресурсы Украине приходится покупать за рубежом. Поэтому весьма важным является использование экологически чистых альтернативных источников энергии: солнца, ветра, рек, морских волн, биомассы, промышленных газов и других. Возобновляемые источники энергии являются практически неисчерпаемыми, а их использование не будет отрицательно влиять на окружающую среду.

     В Украине действует Государственная целевая экономическая программа энергосбережения Украины на 2010-2015 годы, одной из целей которой является оптимизация структуры энергетического баланса государства путем снижения части импортных ископаемых органических видов енергоресурсов и замещения их другими видами енергоресурсов, в том числе полученных из альтернативных источников енергии, и вторичными енергетическими ресурсами. Программа дает возможность усовершенствовать работу по выбору и проектированию объектов альтернативной энергетики.

     Потенциал ветровой энергетики от ветроустановок в Украине довольно мощный и составляет 30 млрд. кВт. в год. Такие установки представляют собой ветряное колесо, приводящее в движение генератор электрического тока, который одновременно заряжает параллельно соединенные аккумуляторы.

С 1988 года на Керченском полуострове работает Крымская солнечная электростанция. Мощность Крымской СЭС невелика – всего 5 МВт. Поступление среднегодовой солнечной энергии в северных областях страны на 1 м2 площади составляет от 1070 кВт*год/м2.

Гидроэнергетический потенциал малых ГЭС Украины на речках оценивается в 2300-2400 МВт (12,0-12,5 млрд. кВт*ч), а единичная мощность до 30 МВт. По сравнению с первоочередным экономически целесообразным и экологически безопасным потенциалом, который составляет 600-700 МВт (3-7 млрд. кВт. в год), этот потенциал полностью удовлетворяет условиям, как полученный недорогостоящим путем и без применения топливной составляющей.

Метан угольных месторождений также является источником альтернативного газового топлива. Количество этого газа, выделяющегося в местах разработки полезного ископаемого, достаточно велико - около 12 трлн. м3. Необходимость использования метана угольных предприятий обуславливается снижением его выбросов в атмосферный воздух и, следовательно, уменьшением загрязнения ОПС.

   Геотермальная энергетика базируется на использовании природной теплоты Земли. Ее энергетический потенциал в Украине сводится к величине 438 млрд. кВт.ч в год. Поэтому развитие и применение геотермальной энергетики, например, для отопления, водоснабжения и кондиционирования воздуха в жилых домах целесообразно.

Что касается энергии биомассы, то ее потенциал составляет 22,0 млн. т. у. т, а технически доступный энергопотенциал оценивается в 13,2 млн. т. у. т. в год. Однако использование биомассы в качестве топлива практически не осуществляется.

На сегодняшний день Украина остается страной, где в большей степени потребляется энергия, образующаяся за счет сжигания традиционных природных топлив. Это ведет к нарастающему загрязнению ОПС вредными выбросами. Нетрадиционные источники энергии, в отличие от традиционных, экологичны и возобновляемы, так как их основой служит энергия Земли и Солнца. Украина имеет довольно мощный потенциал в определении альтернативных энергетических источников. Но пока для полного перехода страны на использование такой энергии созданных условий недостаточно.

Список литературы:

1 Щокин А.Р., Колесник Ю.В. Взаимосвязь проблем экологии и мероприятий по энергосбережению – определяющий фактор развития экономики государства/ Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы» №7/2003г.

ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНОГО СТАНУ ДІЛЬНИЦІ ДЕГАЗАЦІЇ

Зінченко Н.Н., Костенко В. К.

Донецький національний технічний університет

В роботі розглянуто вплив підвищення каптажу метану на рівень доходу від діяльності дільниці дегазації, при роботі з більш оптимальної схемою дегазації.

Через надмірне виділення метану (CH4) в процесі виїмки вугілля в багатьох шахтах світу виникають небезпечні умови для ведення очисних робіт. Наслідком, яких являється загибель людей в результаті численних аварій, що викликани загорянням або вибухами метановоздушной суміші.

Ефективне управління газовим середовищем не обмежується проблемами безпеки. Після виведення в атмосферу через системи дегазації, метан назавжди втрачається як енергоресурс. Крім того, викиди парникових газів, що поступають в атмосферу, вносять вагомий внесок до зміни клімату на планеті.

Широке впровадження проектів по утилізації шахтного метану дозволить вищеперелічені проблеми і внесе істотний вклад до забезпечення національної безпеки України.

Найбільш успішний досвід по утилізації метану в Україні, є на АП ";Шахта ім. А.Ф. Засядько";, розгляд якого і є основним об'єктом дослідження.

Економічним ефектом від реалізації проекту по оптимізації схеми дегазації (за рахунок якої можна вилучити біля 3 м3/хв. додаткового шахтного метану) в умовах 18-ої східної лави пл. m3, є отримання додаткового доходу від реалізації тепловий і електроенергії (табл. 1).

Табл. 1. Розрахунок додаткового доходу від утилізації метану за новою схемою дегазації

 

Ед. изм.

2009

Дохід від реалізації эл. енергії

тис. грн.

1 745,67

Дохід від реалізації тепла. енергії

тис. грн.

793,60

Загальний (Валовий) Дохід

тис. грн.

2 539,27

Інший, не менш важливий тип ефекту від проведення природоохоронного заходу - продаж квот на скорочення викиди у рамках угоди по Кіотському протоколу. У основі можливого мобілізаційного ефекту вуглецевого фінансування лежить те, що одна одиниця скорочення викидів (ЕСВ) еквівалентна одній тонні діоксиду вуглецю. Одна тонна діоксиду вуглецю еквівалентна за об'ємом 66,4 м3 метану [1]. Плата за одну ЕСВ за 2003-2009 роки коливалася в широких межах (від 9 до 30 €)[2]. При розрахунках була прийнята ціна продажу однієї ЕСВ у розмірі 22 €, при курсі обміну валюти 2009 року - 8 грн./€ (Табл. 2.). Після 2012 року усі прийняті домовленості, по оплаті ЕСВ залишаються в силі.

Табл. 2. Розрахунок доходу від продажу ЕСВ

Рік

Використано газу, млн. м3

Кол-во ЕСВ, тис. Едениц

Додатковий прибуток, тис. грн.

2009

1,5552

23,42

4122,22

Крім того, додатковий тип доходу може бути отриманий від скорочення плати за викиди. Розрахунок за викиди здійснювався згідно із законом Кабінету Міністри України (постанова від 1 березня 1999 р. N 303 - Київ) ";Про затвердження Порядку встановлення нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і стягнення цього збору"; (Табл. 3.).

Табл. 3. Розрахунок доходу від зменшення плати за викиди

Рік

Об'єми відверненого забруднення, тис. т. Метану в рік

Індекс інфляції

Норма збору за викиди, грн./т

Дохід від зменшення плати за викиди. тис. грн.

2009

2169,04

1,223

114,7

248,81

Загальний еколого-економічний ефект від реалізації проекту був знайдений шляхом складання основного доходу (2 539,27 тис. грн.), доходу від продажу ЕСВ (4122,22 тис. грн.) і додаткового прибутку від зменшення плати за викиди (248,81 тис. грн.). Він склав 6910,30 тис. грн.

Список літератури:

1. Керівництво по найкращій практиці ефективної дегазації джерел метановыделения і утилізації метану на вугільних шахтах / Організація Об'єднаних Націй, Нью-Йорк і Женева, 2010. - 87 с.

2. Безфлюг В. А. Оцінка стану емісійних проектів JI/ ПСО і CDM/МЧР по шахтному газу / В. А. Безфлюг, Ю. Майєр. - Глюкауф, 2006. №4. З - 2-4.

145



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Інформація про надання грифів міністерства освіти і науки 2010 рік

    Документ
    ... закладах освіти» (№1/11-7862 від 16.08.10), НаціональнийтехнічнийуніверситетУкраїни «КПІ». - А.В.Жаркіх, Н.В.Гайдай та ... ), Донецькийнаціональнийтехнічнийуніверситет. - Г.Н.Семенцов, М.М.Дранчук, О.В.Гутак та ін. «Основи моніторингу технологічних ...
  2. Інформація про надання грифів міністерства освіти і науки 2010 рік

    Документ
    ... закладах освіти» (№1/11-7862 від 16.08.10), НаціональнийтехнічнийуніверситетУкраїни «КПІ». - А.В.Жаркіх, Н.В.Гайдай та ... ), Донецькийнаціональнийтехнічнийуніверситет. - Г.Н.Семенцов, М.М.Дранчук, О.В.Гутак та ін. «Основи моніторингу технологічних ...
  3. Міністерство освіти і науки україни національний педагогічний університет імені

    Закон
    МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИУКРАЇНИНАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙУНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ М.П.ДРАГОМАНОВА БІБЛІОТЕКА УКРАЇНСЬКА ПЕДАГОГІЧНА БІБЛІОГРАФІЯ ... сучасних методичних концепцій татехнології навчання хімії у вищих технічних закладах освіти: Повідомл. 1. ...
  4. Перелік пріоритетних тематичних напрямів наукових досліджень і розробок вищих навчальних закладів ііі-і v рівнів акредитації та наукових установ міністерства освіти і науки молоді та спорту на 2012-2015 роки

    Документ
    ЗАТВЕРДЖЕНО наказом Міністерстваосвіти і науки, молоді таспортуУкраїни від 07.06. ... освіти і культури. Андрущенко В.П., д. філос. н., проф., академік Національної академії педагогічних наукУкраїни Кіровоградський національнийтехнічнийуніверситет ...
  5. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ (4)

    Документ
    ... СТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТАСПОРТУУКРАЇНИ ВОЛИНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙУНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ЛЕСІ УКРАЇНКИ Затверджено Голова приймальної комісії Волинського національногоуніверситету ... іонів та населених місць України // Український географічний журнал ...

Другие похожие документы..