Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ

Горный факультет

Кафедра Горного дела и обогащения

Реферат

Дисциплина: Горнопромышленная экология

Тема: Источники вредного воздействия различных видов карьерного транспорта на окружающую среду

Выполнил: студент очного отделения

Горного факультета

Савин В.С.

Проверил: доцент, к.т.н. Бекетова Е.Б.

Апатиты - 2013

Введение

Современная жизнь горнодобывающих предприятий, невозможна без использования различных видов карьерного транспорта. Карьерный транспорт, это комплекс устройств и сооружений для перемещения (транспортирования) горных масс при открытой разработке месторождений. В связи с ежегодным ростом горной добычи во всём мире большое значение приобрела проблема защиты окружающей среды от вредного воздействия карьерного транспорта. Работа различных видов оборудования и транспортных систем оказывает воздействие на экологическую систему: на землю, водный бассейн, воздушный бассейн, животный и растительный мир, и в частности, на человека. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов представляют собой задачу первоочередной экономической и социальной значимости. В процессе добычи полезных ископаемых происходит существенное загрязнение природной среды. Из каждой тонны добытых полезных ископаемых только 2% превращаются в полезную продукцию, а 98% идут в отходы. По объёму выброса загрязняющих веществ и по степени влияния их на природную среду горнодобывающая промышленность стоит на 4-м месте после химической, металлургической и сельского хозяйства, при открытой добыче полезных ископаемых происходит загрязнение окисью углерода, двуокисью азота, пылью, карьерными водами, породами. Загрязнение атмосферы сернистыми газами, окисью углерода, двуокисью азота, пылью и другими специфическими веществами, свойственными промышленным выбросам, ведёт к нарушению норм качества воздуха. Особую опасность представляет пыль тяжёлых металлов, выбрасываемая в атмосферу или в водоёмы, т.к. она включается в природный кругооборот. Загрязнение гидросферы приводит к ухудшению качества воды для водопользования. При добыче полезных ископаемых производят сброс шахтных и карьерных вод, содержащих механические, химические и биологические примеси.

Цель данной работы состоит в том, чтобы ознакомится с основными видами карьерного транспорта, рассмотреть влияние различных видов карьерного транспорта на окружающую среду и ознакомится с мероприятиями по снижению влияния карьерного транспорта на окружающую среду.

Глава 1. Основные виды карьерного транспорта

Выбор вида карьерного транспорта определяется главным образом характеристикой транспортируемого груза, расстоянием транспортирования и масштабом перевозок. Основные факторы, определяющие выбор вида транспорта -- производственная мощность карьера по горной массе, расстояние транспортирования, условия залегания месторождения и глубина карьера, а также характеристика транспортируемой горной массы, срок существования карьера, тип погрузочного оборудования, природно-климатические условия и др.

Основные виды карьерного транспорта -- железнодорожный карьерный транспорт, автомобильный карьерный транспорт и конвейерный транспорт [3].

Доля различных видов промышленного транспорта в транспортной работе, показана в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Доля видов промышленного транспорта в транспортной работе в %

1.1 Железнодорожный карьерный транспорт

Железнодорожный карьерный транспорт -- технологический процесс перемещения горной массы на открытых разработках рельсовым транспортом. В широком смысле -- комплекс, объединяющий основное (подвижной состав) и вспомогательное оборудование, железнодорожный путь, технические средства управления производством работ, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования.

Основные достоинства железнодорожного карьерного транспорта: высокая надёжность в работе, низкая себестоимость перевозок, незначительная зависимость от климатических условий. Основной недостаток -- сравнительно высокая капиталоёмкость. Использование железнодорожного карьерного транспорта эффективно на крупномасштабных предприятиях (объём перевозок 10-15 млн. т в год и более) с большими размерами карьерного поля при значительных расстояниях транспортирования (4-5 км и более) в любой климатической зоне. Железнодорожный транспорт обладает такими основными преимуществами как высокая производительность и небольшой расход энергии, высокая прочность и надежность подвижного состава, несущественное влияние климатических условий в процессе его эксплуатации. К недостаткам железнодорожного транспорта относятся небольшие преодолеваемые уклоны в грузовом направлении, большие радиусы закруглений, значительные затраты на передвижку временных путей на уступах и отвалах.

Область применения железнодорожного транспорта -- карьеры средней и большой

производственной мощности (10-100 млн. т горной массы в год) по разработке обширных по площади месторождений горизонтального и наклонного залегания или мощных крутопадающих залежей. Этим видом транспорта перевозят мягкие, рыхлые или скальные крупнокусковые грузы на расстояние от 3 до 8 км, иногда до 10-12 км. Железнодорожный транспорт применяют обычно в карьерах глубиной до 150 м при значительных размерах карьера в плане (до 250-300 м) [1].

1.2 Автомобильный карьерный транспорт

Автомобильный карьерный транспорт -- технологический процесс перемещения горной массы из карьера с помощью автосамосвалов на отвал, на перегрузочный пункт или к приёмному устройству обогатительной фабрики. В широком смысле -- комплекс, объединяющий транспортные средства и вспомогательное оборудование, карьерные автодороги, технические средства управления производством работ, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования и дорог. Организацию движения автотранспорта в карьере осуществляют по закрытому или открытому циклу. В первом случае группа автосамосвалов закрепляется за определённым экскаватором. Такая организация несложна, но нередко приводит к простоям. При организации движения по открытому циклу автосамосвалы распределяются между экскаваторами так, чтобы максимально сократить их простои в ожидании транспорта и простои автосамосвалов на погрузку [1].

Основными преимуществами автомобильного транспорта по сравнению с железнодорожным, являются: высокая маневренность, способность преодолевать значительные уклоны, небольшие радиусы поворота, отсутствие трудоемких работ по передвижке путей и контактной сети, увеличение производительности экскаваторов за счет сокращения их простоев в ожидании погрузки. К недостаткам автомобильного карьерного транспорта относятся: ограничение до 3-4 км расстояния транспортирования грузов, зависимость эксплуатации дорог и подвижного состава от климатических условий, высокая загазованность окружающей среды при работе автотранспортных средств. Автомобильный транспорт, работающий на дизельном топливе, сопровождается выбросом в атмосферу большого количества токсичных веществ и пыли. При этом 95 - 99% всех выбросов приходится на газы-аэрозоли сложного состава, зависящего от химического состава топлива и режима работы [2].

1.3 Конвейерный транспорт

Конвейерный транспорт -- технологический процесс перемещения горных масс с помощью конвейеров на подземных и открытых разработках месторождений полезных ископаемых. В широком смысле -- комплекс, объединяющий конвейеры и вспомогательное оборудование, технические средства управления производством работ, а также технического обслуживания и ремонта. Конвейерный транспорт применяют, в основном, в карьерах большой производственной мощности (свыше 20 млн. т в год) и при большой глубине (свыше 150 м) для транспортирования мягких вскрышных пород в комплексе с мощными роторными экскаваторами. Расстояние транспортирования -- до 2--3 км, иногда -- до 10--20 км. Конвейеры начинают широко применять для транспортирования крепких абразивных пород и руд, но с обязательным предварительным дроблением их до максимальной крупности 200---400 мм. Проходят промышленные испытания специальные конвейеры, обеспечивающие транспортирование крупнокусковой рядовой горной массы. [1]

Конвейерный транспорт обладает многими положительными особенностями, к которым следует отнести, прежде всего, его высокую производительность. В современных конструкциях ленточных конвейеров применяются ленты шириной до 3 м (3,3 м), скорость движения которых достигает 6 м/с при транспортировании скальных и до 12 м/с при транспортировании рыхлых пород.

Эти параметры позволяют повысить производительность конвейерного транспорта до 40 тыс. т/ч. Конвейерный транспорт позволяет осуществлять бесперегрузочную доставку грузов от склада предприятия - отправителя непосредственно на склад предприятия - получателя, что исключает их потери и деградацию. Но главным преимуществом конвейерного транспорта по сравнению с универсальными является возможность полной автоматизации управления его работой, что обуславливает минимальную численность обслуживающего персонала.

Эти особенности конвейерного транспорта при определённых условиях делают его применение предпочтительным по сравнению с железнодорожным и автомобильным транспортом.[6]

Глава 2. Воздействие различных видов карьерного транспорта на окружающую среду

2.1 Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду

Как известно, карьерный автомобильный транспорт является основным источником загрязнения окружающей среды. Мероприятия по снижению вредных выбросов в атмосферу при работе двигателей, пылеподавление на дорогах, применение средств индивидуальной защиты производственного персонала, кардинально не могут изменить ситуацию [4].

Одним из главных загрязняющих факторов, присущих автотранспорту, являются отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания. При сжигании в автомобильном двигателе 1 тонны бензина образуется 180 -- 300 кг окиси углерода, 20 -- 40 кг углеводородов, 25 -- 45 кг оксидов азота. В то же время двуокись углерода (CO2) является неотъемлемой частью продуктов сгорания, и бороться с ней возможно только путем повышения качества моторного топлива. Компоненты отработавших газов двигателей внутреннего сгорания приводят к возникновению таких негативных явлений как смог, кислотные дожди, парниковый эффект. Отрицательное воздействие этих явлений на окружающую среду имеет различный географический размах: локальный -- при возникновении смога; региональный (трансграничный) -- при выпадении кислотных дождей; глобальный в случае с парниковым эффектом. С ростом производительности и глубины карьера экологические аспекты функционирования автомобильного транспорта в карьере приобретают решающее значение. Сложившаяся практика формирования карьерных транспортных систем в основном не учитывает уровень их воздействия на окружающую среду, что приводит к неблагоприятным условиям работы персонала и к значительным финансовым потерям из-за простоя, карьера [5].

2.2 Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду

Железнодорожный транспорт преимущественно использует электрическую энергию (за исключением тяговых агрегатов с дизельными секциями), что обуславливает незначительный объем выбросов в атмосферу, отсутствие сильного пылеобразования (исключая пыление открытой поверхности вагонов и погрузочно-разгрузочных мест) и загрязнения водного бассейна. Экологические преимущества железнодорожного транспорта состоят, главным образом, в значительно меньшем количестве вредных выбросов в атмосферу на единицу выполненной работы. Основным источником загрязнения атмосферы являются отработавшие газы дизелей тепловозов. В них содержатся оксид углерода, оксид и диоксид азота, различные углеводороды, сернистый ангидрид, сажа. Содержание сернистого ангидрида зависит от количества серы в дизельном топливе, а содержание других примесей - от способа его сжигания, а также способа наддува и нагрузки двигателя [6].

2.3 Воздействие Конвейерного транспорта на окружающую среду

Конвейерный транспорт в экологическом отношении, безусловно, наименее природоёмкий. Он может работать при больших подъемах - вплоть до 90°. При конвейерном транспорте снижаются до минимума объемы горно-капитальных работ на устройство транспортных трасс и естественно наносится наименьший ущерб земельным ресурсам. Практика показала, что конвейерный транспорт более безопасен, чем железнодорожный и автомобильный. [6]

Глава 3. Выброс вредного вещества при сжигании топлива

Одним из основных факторов, характеризующим количество выбросов вредных веществ автомобильным транспортом, является вид применяемого топлива. При сжигании различных видов топлив в двигателях внутреннего сгорания в атмосферу выбрасываются такие вредные вещества, как оксид углерода, оксид серы, азота, сажа, углеводороды, соединения свинца, несгоревшие частицы топлива и т. д. Токсическими выбросами транспортных средств являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания. Основу автомобильного карьерного транспорта составляют самосвалы. Все современные автомобили, используемые в карьерах, оснащены дизелями мощностью 200...3550 л.с. с турбонаддувом, рабочим объемом от 10 до 117 л. Применение других двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных силовых установок не оправдало себя ни экономически, ни экологически, ни технологически. Общая масса вредных веществ, выделяющихся при сжигании топлива карьерным транспортом, зависит от режима работы двигателя автомобиля или тепловоза в течении рейса. Ниже в таблице 3.1 приведена статистика удельных выбросов вредных веществ на примере автомобиля «БелАЗ 75215» [10].

Таблица 3.1 Удельные выбросы вредных веществ дизельными двигателями автомобилей

Глава 4.Выделение пыли в атмосферу

Разработка месторождений полезных ископаемых оказывает сложное и многоплановое воздействие на окружающую среду. Это относится и к открытому способу добычи полезных ископаемых. При производстве открытых горных работ в воздушную среду поступает значительное количество поллютантов, причем основным загрязняющим веществом выступает неорганическая пыль. Выделение данного вещества приводит к постепенной деградации зеленых насаждений, снижению их продуктивности и утрате устойчивости [9].

4.1 Выделение пыли в атмосферу с дорог и поверхности транспортируемого материала

Негативное воздействие на окружающую среду существующих видов транспорта проявляется в виде отчуждения территорий при сооружении транспортных коммуникаций, загрязнения воды подвижным составом и обслуживающим хозяйством, загрязнения атмосферы пылью в результате сдувания ее с поверхности транспортируемого материала. Автомобильный транспорт, помимо этого загрязняет атмосферу при движении в результате взаимодействия автомобильных колес с поверхностью дороги. Интенсивность пылеобразования зависит от скорости движения, грузоподъемности автомашин, а также от состояния дороги, материала верхнего покрытия. Запыленность воздуха в зоне автодороги может достигать десятков и сотен миллиграмм на 1. Масса вредных веществ, сдуваемых с поверхности материала, транспортируемого автосамосвалом «БелАЗ 75215» представлена в таблице 4.1. [10].

Таблица 4.1 - Удельное выделение пыли на автодорогах при движении автосамосвала «БелАЗ 75215»,в кг/км

При транспортировании железнодорожным транспортом, также происходят выбросы пыли в атмосферу. В большинстве своём, это пыль, сдуваемая с вагонов при перевозке горной массы. Удельная масса твёрдых частиц при транспортировании автомобилем и поездом указана в таблице 4.2. При использовании конвейерного транспорта на карьерах появляются новые источниеи выделения пыли: дробильные и грохотильные установки, запыленность воздуха при работе которых достигает сотен миллиграмм на 1 [3].

Таблица 4.2 - Удельная масса твёрдых частиц, сдуваемых с 1м поверхности горной массы (г/)

4.2 Выделение пыли в атмосферу на перегрузочных пунктах

выброс атмосфера карьерный транспорт

Погрузочно-разгрузочные работы сопровождаются значительным выделением пыли. Максимальное количество пыли выделяется при работе экскаваторов, несколько меньшее - при работе бульдозеров. Концентрация пыли при выемочно-погрузочных работах, также как и при буровзрывных, зависит от крепости и естественной влажности горных пород. На интенсивность пылевыделения оказывают влияние объём одновременно разгружаемой породы, высота разгрузки, угол поворота экскаватора. Так, при высоких забоях чаще происходит обрушение верхней части уступа, что приводит к повышению запылённости. Запылённость воздуха изменяется почти в таких же соотношения, как и изменение объёма одновременно разрушаемой породы. Завышение высоты разгрузки и угла поворота экскаватора ведёт к увеличению запылённости воздуха [4].

4.3 Выделение пыли в атмосферу на отвалах

Выброс вредных веществ (пыли) при отвалообразовании вскрышных пород осуществляется, независимо от способов отвалообразования, точечными, линейными и плоскостными источниками. Точечные источники - экскаваторы, бульдозеры. При их работе выделяется значительное количество пыли. Линейные источники - конвейеры, железнодорожные составы, автодороги.Общим для всех способов отвалообразования является образование больших незакрепленных поверхностей (плоскостных источников), которые при неблагоприятных условиях приводят к интенсивному пылеобразованию, зависящему от вида материала, гранулометрического состава, метеорологических условий. Ниже в таблице 4.3. приведены данные о удельной сдуваемости пыли с поверхности отвала [9].

Таблица 4.3 - Удельная сдуваемость пыли с поверхностей отвала.

Глава 5. Загрязнение поверхностных вод

В процессе подготовки карьерных полей к разработке и при эксплуатации месторождений производится откачка вод, попадающих в горные выработки из массива и с поверхности. Эти воды, а также дождевые и воды, расходуемые на технологические нужды при добыче полезного ископаемого, образуют сточные воды. Они, как правило, сильно загрязнены и должны быть очищены перед выпуском в водоемы. Выполнение в процессе строительства буровзрывных работ, эксплуатация карьеров, углубление фарватеров рек, намыв грунта, добыча песка и гравия из русел рек и на побережьях морей, устройство свалок под отходы строительного производства, разрушение плодородного слоя почвы, вырубка растительности на территории застройки, прокладка дорог и коммуникаций, слив загрязнений со строительных площадок оказывают отрицательное воздействие на состояние водного бассейна [10].

Выделяющееся огромное количество пыли и токсичных составляющих выхлопных газов частично остается в карьерном пространстве, частично попадает в окружающую карьерную зону с радиусом в десятки километров. Загрязнение воздушного бассейна в таком масштабе влечет за собой загрязнение водного бассейна, почвы, гибель растительного покрова и оскудение животного мира. Токсичные компоненты выхлопных газов и пыль действуют на организм человека, вызывая различные заболевания [4].

Глава 6. Мероприятия по снижению влияния карьерного транспорта на окружающую среду

При работе на рудничном транспорте организм человека подвергается воздействию неблагоприятных производственных факторов, таких как повышенная запыленность воздушной среды и ее загрязнение вредными примесями отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, повышенные шум и вибрации, источниками которых являются некоторые транспортные машины и вспомогательные механизмы.

С целью доведения до санитарных норм запыленности и содержания в воздухе вредных примесей, снижения температуры, уровня шума и вибрации проводят комплекс оздоровительных мероприятий, совершенствуют отдельные узлы транспортных машин, что обеспечивает значительное улучшение условий труда обслуживающего персонала. Повышенная запыленность воздуха возникает при движении транспортных машин, особенно в местах погрузки и разгрузки горной массы. Основными способами снижения запыленности воздуха являются вентиляция, устройство водяных завес, орошение водой горной массы.

Некоторые погрузочные и погрузочно-транспортные машины оборудуют индивидуальными оросителями, установленными на самих машинах. Для снижения в воздухе до санитарной нормы токсичных компонентов, содержащихся в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, проводят комплекс мероприятий, основными из которых являются подача дополнительного количества свежего воздуха и газоочистка с помощью специальных нейтрализаторов, установленных на самоходных транспортных машинах.

При работе на больших глубинах и в карьерах при повышенной температуре окружающего воздуха кабины транспортных машин оборудуют установками кондиционирования воздуха.

Для уменьшения шума и вибрации все шумогенерирующие агрегаты транспортных машин закрепляют на вибропоглощающих резинометаллических амортизаторах, а на пневматических и дизельных двигателях устанавливают глушители. Рабочие опорные площадки (подножки) погрузочных машин снабжают виброзащитной подвеской. Сиденья, установленные в кабинах транспортных машин, покрывают виброизолирующими материалами и оборудуют подрессоривающей и демпфирующей системами (например, пружинной подвеской с гидравлическим амортизатором).

Положение сиденья легко регулируется в соответствии с массой и ростом водителя машины. Снижение вибраций самоходных машин может быть достигнуто за счет обеспечения надлежащего состояния дорог и правильного выбора предельной скоростью движения в зависимости от дорожного покрытия. На некоторых подземных самоходных машинах устанавливают приборы, контролирующие параметры колебательных движений, что позволяет водителю выбирать скорость машины в соответствии с показаниями этих приборов.

Коренное улучшение условий труда и повышение производительности достигается при полной механизации всех вспомогательных процессов, дистанционном и автоматизированном управлении транспортными машинами. При дистанционном управлении оператор находится в безопасном месте с хорошим обзором, где значительно снижены уровни шума и запыленности воздуха и исключено воздействие вибраций машины. Некоторые транспортные машины оборудованы автоматическими системами управления, что позволяет до минимума сократить время пребывания человека в забое, а в будущем обеспечить безлюдную выемку полезных ископаемых [3].

Заключение

Начиная с XVIII века, периода бурного развития техники и технологий, научно-технической революции, гармоничное инновационное развитие государства невозможно представить без развития транспорта, в целом, и промышленного транспорта, в частности.

Становление и развитие передового, экономически эффективного государства неразрывно связано с развитием промышленности и прежде всего тяжелой индустрии. Она требует постоянного внедрения новых технологий, в том числе, и высокотехнологичного промышленного транспорта. Карьерный транспорт характеризуется высокими темпами развития автомобильного транспорта. К настоящему времени больше половины всей горной массы на открытых разработках перевозится автосамосвалами.

Отечественной промышленностью освоено производство карьерных автосамосвалов грузоподъемностью до 180 т, причем автосамосвалы серии БелАЗ грузоподъемностью 110 и 180 т по основным техническим параметрам соответствуют лучшим зарубежным образцам. Проектируются автосамосвалы грузоподъемностью 230 и 320 т. Отечественный карьерный железнодорожный транспорт быстрыми темпами оснащается тяговыми агрегатами, обеспечивающими перевозку составов грузоподъемностью более 1000т и преодолеванием уклонов до 70°.

Эксплуатация тяговых агрегатов показала их высокую эффективность. Очевидно, что тяговые агрегаты в ближайшее десятилетие будут основным типом локомотивов с электрическим питанием. Возрос ассортимент типов и типоразмеров подземных ленточных конвейеров. Все более широкое распространение получают телескопические ленточные конвейеры, принимающие уголь из очистных забоев. В современных телескопических конвейерах раздвижность достигает 50м.

В реферате были рассмотрены различные виды промышленного транспорта. И не смотря на постоянную модернизацию карьерного транспорта, их вредное влияние на окружающую среду всё ещё достаточно высоко.

Список литературы

1. Горная энциклопедия. БСЭ 1984--1990.

2. Мариев П. Л., Егоров А. Н., Клименюк В. И. БелАЗ - горному производству - М.: Горный журнал, 2000, № 1.

3. Пухов Ю.С. Рудничный транспорт., 2-е издание, перераб. и доп., Москва, «Недра», 1991

4. Мельников Н. Н., Решетняк С. П. Перспективы решения научных проблем при отработке мощных глубоких карьеров - Якутск: Горное дело - ИГД СО РАН, 1994.

5. Журнал Природа и человек. №8 2003 изд.: Наука Москва 2000.

6. Яковлев В. Л., Бахтурин Ю. А., Столяров В. Ф. Некоторые перспективные направления исследований в области карьерного транспорта//Материалы международной научно-технической конференции по карьерному транспорту. - Екатеринбург, 2002. С.

7. Яковлев B.Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров - Новосибирск: Наука, 1989.

8. Ерохов В.И., Бондаренко Е.В. Статья: Экспериментальные исследования режимов работы автотранспортных средств в промышленных условиях эксплуатации. - Вестник ОГУ, 9`2004.

9. Михайлов В.А., Бересневич П.В. Снижение запыленности и загазованности воздуха на открытых горных работах - Киев: Техника, 1975.

10. Методика расчета вредных выбросов (сбросов) и оценки экологического ущерба при эксплуатации различных видов карьерного транспорта - М.: Ин-т горн. дела им.АА. Скочинского, 1994.

Размещено на Allbest.ru