Эколого-экономическая оценка применения технологий сжигания брикетов изготовленных из отходов обогащения углей Прокопьевского района

Московский  государственный  горный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему:

Эколого-экономическая  оценка применения технологий сжигания брикетов изготовленных  из отходов обогащения углей Прокопьевского района 
 

Дипломант: ____________________ 

Руководитель: _____________________ 

Руководитель          части:  _______________ 
 
 

Москва

2012

Аннотация 

     В дипломной работе рассмотрены вопросы  экологического состояния Прокопьевского района Кемеровской области, который  значительно техногенно нагружен наличием предприятий угледобывающей отрасли.

     Установлено, что основное загрязнение воздуха  в городах региона обусловлено  сжиганием в  промышленных и бытовых  котельных мелких фракций угля. Выполнен анализ существующих технологий брикетирования угля, которые позволяют получать высококачественное кусковое топливо  из мелких влажных углей и отходов  обогащения.

     Внедрение технологии сжигания брикетов, изготовленных  из угольных шламов одновременно позволяет  снизить выбросы загрязняющих веществ  в атмосферу и  утилизировать  отходы обогатительных фабрик. Природоохранный  эффект данной технологии составляет 558 тыс. руб./год. 
 

The summary 

     In the thesis questions of an ecological condition of Prokopevsky area of the Kemerovo region which it is technogenic considerable  are considered is loaded by presence of the enterprises of coal-mining branch.

     It is established that the basic air pollution in region cities is caused by burning in industrial and household boiler small fractions of coal. The analysis of existing technologies of briquetting of coal which allow to receive high-quality lumpy fuel from small damp coals and an enrichment waste is made.

     Introduction of technology of burning of the briquettes made from coal шламов simultaneously allows to lower emissions of polluting substances in atmosphere and to utilise a waste of concentrating factories. The nature protection effect of the given technology makes 558 thousand rbl. / year.

 

Содержание 

Введение Глава 1. Анализ влияния угольной промышленности на окружающую природную среду в Кемеровской области 1.1. Физико-географическая и экономическая характеристика Кемеровской области 1.2. Современное состояние угольной отрасли региона 1.3. Влияние угледобычи на состояние окружающей природной среды 1.4. Проблемы загрязнения атмосферы  от сжигания углей Глава 2. Анализ состояния производства угольных. 2.1. Ситуация  по видам и качеству топливных  брикетов 2.2. Обоснование  возможности расширения сырьевой  базы энергетики за счет изготовление  брикетов из угольных шламов 2.3. Анализ действующих  технологий и оборудования Глава 3. Эколого-экономические  решения  по снижению в выбросов  загрязняющих веществ  на шахтах Прокопьевского  района (ОАО «СДС-Уголь») 3.1. Анализ состояния  охраны окружающей среды на  шахтах «им. Дзержинского», «Красногорская», «им. Ворошилова» 3.2. Эколого-экономическая  оценка эффективности природоохранной  деятельности на примере применения  технологии сжигания брикетов  из отходов углеобогащения Глава 4. Безопасность труда на угольных шахтах 4.1. Анализ вредных и опасных факторов на шахтах 4.1.1. Шахтный  воздух и микроклимат 4.1.2. Производственный  шум и вибрация 4.1.3. Рудничное  освещение 4.1.4. Электрический  ток 4.1.5. Обвалы и  обрушения горных пород 4.1.6. Опасность  взрыва пылегазовых смесей в шахте 4.1.7. Рудничные  пожары 4.2. Нормативное  значение факторов и мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий их действия на людей 4.2.1. Нормативное значение факторов 4.2.2. Мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий действия на людей опасных факторов Заключение Список литературы

5  7  7 12  15 21 26 26  37 40    48  48    53 69 69 70 71 72 72 73 74 76    77 77  79 86 87

 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение 

     Уголь - самый распространенный в мире энергетический ресурс.

     В конце 1980-х начался интенсивный  рост мирового потребления суммарных  энергоносителей, при этом больше всего  вырос темп потребления угля: с 0,9% в год в период 1984-1994 годов 2,7% в  последнее десятилетие. Мировых  запасов угля хватит на 120 лет. Доля в общем объеме мировых промышленных запасов в России составляет 23%. Угольная промышленность России сегодня представляет собой полностью рыночный сегмент  российской экономики, практически 100% угледобывающих организаций имеют  частную форму собственности.

     В недрах России сосредоточено около 4 трлн. тонн прогнозных запасов, это  составляет примерно 30% от мировых запасов, что гораздо больше, чем в другой любой стране мира. Россия остается крупнейшей угольной державой и одним  из мировых лидеров по производству и торговле углем.

     В настоящее время в угольной промышленности России действует свыше 240 угледобывающих предприятий, в том числе 96 шахт и  около 150 разрезов, суммарные производственные мощности которых составляют более 360 млн. т добычи угля в год [1].

     Интенсивная добыча угля оказывает негативное воздействие  на окружающую природную среду. Вблизи городов с развитой горнодобывающей промышленностью при длительной многолетней эксплуатации угольных шахт и разрезов, углеобогатительных фабрик, железорудных шахт и разрезов, а также предприятий теплоэнергетики создались необустроенные свалки промышленных отходов. Опасность промышленных отходов определяется содержанием в них металлов, макроэлементов и полиароматических. углеводородов (ПАУ), которые могут мигрировать в подземные и поверхностные воды, почву и растения [2]. Как следствие в водоисточниках; включая подземные воды, в концентрациях выше ПДК обнаруживаются марганец (1,3-1,8 ПДК), железо (1,1-3,2 ПДК), фенол (4-15 ПДК), свинец (1,1-1,4 ПДК), кадмий (1,6-1,8 ПДК) и др. [3].

     При этом загрязненные химическими веществами подземные воды используются как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения для населения шахтерских городов.

     Атмосферное загрязнение (дегазация, эрозия, т.п.) вследствие нарушения целостности пород (шахты, карьеры, терриконы и т.д.)

     Почва в шахтерских городах загрязнена хромом, свинцом, цинком, марганцем  и кадмием, концентрации которых в 6,1-30,5% случаев превышали ПДК, а суммарный показатель химического загрязнения почвы составляет 34-60% на территории площадью более 4500 га.

     Местные сельскохозяйственные продукты контаминированы  свинцом, кадмием и мышьяком, концентрации которых в 1,6-3,4% проб превышали ПДК.

     В шахтерских городах остаются: более  чем у 60 тыс. человек повышенные канцерогенные индивидуальные риски, составляющие 1·10^-4; у 170 тыс. чел. популяционные относительные риски смертности, обусловленные запыленностью воздуха и достигающие 0,6 случая на 1000 человек.

     Не  исключением по напряженной экологической  ситуации является и такой угледобывающий регион, как Прокопьевский район  Кемеровской области РФ.

     Несмотря  на ряд проводимых природоохранных  мероприятий экологическая обстановка в регионе остается достаточно напряженной. Основное загрязнение воздуха в городах региона обусловлено сжиганием в  промышленных и бытовых котельных мелких фракций угля. В настоящее время технологии сжигания  мелкодисперсного угля несовершенны, в результате чего происходит его недожог и выброс в атмосферу сажи и пыли.

     В то же время в мире широко применяют технологии брикетирования угля, которые позволяют получать высококачественное кусковое топливо из мелких влажных углей. Опытные сжигания брикетов изготовленных из отходов обогатительных фабрик Прокопьевского района показал их конкурентоспособность по параметрам сжигания длиннопламенным углей мелких классов.

     Кроме решения вопроса загрязнение  атмосферного воздуха путем снижения выбросов при сжигании брикетов, изготовление их из угольных шламов одновременно позволяет утилизировать отходы обогатительных фабрик. Все это указывает на актуальность данной работы.

     Целью данной работы является проведение эколого-экономической оценки применения технологий сжигания брикетов изготовленных из отходов обогащения углей Прокопьевского района.

     Для достижения поставленной цели в дипломной  работе решались следующие задачи:

1. Анализ влияния угольной промышленности на окружающую природную среду.
2. Анализ состояния по производству угольных брикетов
3. Эколого-экономическая оценка эффективности природоохранной деятельности на шахтах Прокопьевского района.
4. Эколого-экономическое обоснование выбора технологии по брикетированию угля.

 
 
 
 

 

ГЛАВА 1

Анализ  влияния угольной промышленности на окружающую природную среду в Кемеровской области 

    

1. Физико-географическая и экономическая  характеристика Кемеровской области

 

     Кемеровская область занимает сравнительно небольшую  площадь - 9572,5 тыс. га (95,7 тыс. км²), что составляет 0,6 % территории Российской Федерации. Численность населения – 3,03 млн. чел., плотность населения – 31,7 чел. на 1 км². Всего в области 20 городов. Наиболее крупные из них: Кемерово, Новокузнецк, Прокопьевск, Ленинск-Кузнецкий, Киселевск, Междуреченск, Анжеро-Судженск (рис.1.1).

     Рис.1.1 – Карта Кемеровской области

     Протяженность территории области с севера на юг около 510 км, с запада на восток в среднем 300 км.

     На  севере Кемеровская область граничит с Томской областью, на востоке  с Красноярским краем и Республикой Хакасия. На юге границы с республикой Горный Алтай и Алтайским краем проходят по главным хребтам Горной Шории и Салаирского кряжа, на западе — границы с Новосибирской областью по равнинной местности (рис.1.1) [4].

     Несмотря  на небольшую площадь, которую занимает область, ее природные условия очень разнообразны.

     Центральная часть области представляет собой  Кузнецкую котловину, замкнутую  с трех сторон горными повышениями (с запада Салаирский кряж, с востока – хребты Кузнецкого Алатау, с юга - Горная Шория). Горный рельеф характерен для двух третей территории Кузбасса.

     Кузнецкий Алатау – самая большая горная система области. Общая протяженность главного хребта составляет более 500 км. Самая высокая вершина – Амзас-таскыл (Верхний зуб) - 2178 метров над уровнем моря. Салаирский кряж – древние горы. Протяженность их с юга на север около 300 км, ширина 15-40 км. Кряж сильно сглажен, средняя высота около 400 м над уровнем моря.

     Рельеф  Кузнецкой котловины в основном равнинный. На севере она постепенно переходит в Западно-Сибирскую низменность. На территории региона представлены горно-таежный, лесостепной и степной ландшафты. Горные массивы покрыты тайгой, высоким разнотравьем, а местами переходят в открытые гольцы, которые большую часть времени покрыты снегом.

    Гидрографическая  сеть Кузбасса принадлежит бассейну р. Обь и представлена довольно густой сетью малых и средних рек, озерами, водохранилищами, болотами.

    На  территории Кемеровской области  протекает 32109 рек общей протяженностью 245152 км. Реки Томь и Иня – основные поверхностные источники водоснабжения области.

     Климат  области континентальный и определен географическим расположением Кузбасса на стыке крупных климатических областей (Западносибирской, Восточносибирской, Среднеазиатской и Центральноазиатской), обусловливающих циркуляцию этих воздушных масс. Движение арктических и континентальных воздушных масс со свойственной им сухостью в меридиональном направлении (с севера на юг) формируют ясную антициклональную погоду с сухим жарким летом и суровой малоснежной зимой. Частая ее повторяемость обеспечивает значительно большее получение лучистой солнечной энергии в сравнении с другими регионами, расположенными на этих же географических широтах. Yа территорию Кемеровской области приходится 1722–2186 часов солнечного сияния.

     Перемещение воздуха с запада на восток определяет циклоническую погоду – влажную  и прохладную летом и влажную  слабоморозную зимой. Движение арктических и континентальных воздушных масс формируют ясную антициклональную погоду – с сухим жарким летом и суровой малоснежной зимой.

     Общей характерной чертой климата Кемеровской  области является его континентальность, то есть резкие колебания температуры воздуха по временам года, в течение месяца и даже суток.

     Наиболее  высокие температуры воздуха  в области достигают летом  – плюс 35-38 °С, а самые низкие зимой доходят до минус 57°С.

     Первый  снег выпадает во второй половине сентября, но он сохраняется недолго. Величина снежного покрова на территории области  неодинакова, его высота зависит  от количества осадков, рельефа и  растительности. Так, в южной лесостепи  выпадает – около 40 см, в равнинной  тайге – 80-120 см, а в горной тайге  – 200-250 см.

     В рассматриваемом районе преобладают  ветры юго-западного и южного направлений.

     Область располагает богатыми природными ресурсами. Здесь балансовые запасы угля, крупные  запасы железных, фосфоритовых и нефелиновых  руд, горючих сланцев. Более половины территории области занято лесами.

     Основные  отрасли промышленности: угольная, химическая, черная металлургия.

     Ведущие отрасли сельского хозяйства: мясо-молочное животноводство, птицеводство, пчеловодство.

     В области развита транспортная инфраструктура. Эксплуатационная длина железнодорожных  путей общего пользования – 1,8 тыс. км, протяженность автомобильных  дорог с твердым покрытием  – 8,7 тыс. км (90% общей протяженности), внутренних судоходных путей – 517 км.